Метиловий синій — не метиленовий синій: номери CAS, структури та застосування

На лабораторному столі стоять два флакони. На одному написано «метиловий синій». На іншому — «метиленовий синій». Втомлений читач бачить те саме слово двічі. Для хімії це дві різні молекули.

Це плутанина в назвах із практичними наслідками. Замовте не той барвник — і забарвлення буде іншим, окисно-відновний індикатор так і не спрацює або до складу потрапить сполука, яку ніхто не перевіряв. Рішення просте: сприймайте загальновживану назву як підказку, а ідентифікатор — як підставу для вибору. Насамперед перевіряйте номер CAS, номер Colour Index і гідратну форму.

Коротка відповідь

Метиленовий синій — невеликий катіонний фенотіазиновий барвник, C.I. 52015, побудований навколо компактного трикільцевого хромофора з двома диметиламіногрупами. Метиловий синій — великий аніонний триарилметановий барвник, C.I. 42780, побудований із сульфованих трифенілметанових фрагментів. Вони належать до однієї колірної гами й мають частково схожі назви. Майже нічого іншого спільного в них немає.

Толуїдиновий синій O ближчий до метиленового синього. Обидва є катіонними тіазиновими барвниками, але толуїдиновий синій O має одну аміногрупу та метильний замісник у кільці там, де метиленовий синій має другу диметиламіногрупу. Ця невелика зміна зсуває пік поглинання та змінює вибірковість забарвлення, тому ці два барвники також не є взаємозамінними.

Таблиця ідентифікації: перевіряйте ці поля в кожному замовленні

Назви в каталогах змінюються. Постачальники вільно використовують синоніми. Наведені нижче поля залишаються незмінними, і належно оформлений сертифікат аналізу їх містить. PubChem зазначає метиленовий синій як метилтіонінію хлорид, C.I. Basic Blue 9, і це відправна точка для всього подальшого викладу.

Дві деталі в цій таблиці спричиняють більшість помилок під час закупівель. По-перше, метиленовий синій має кілька номерів CAS для різних гідратних форм, а 122965-43-9 позначає неуточнений гідрат, а не конкретно тригідрат (7220-79-3), як зазначено у відповідності ідентифікаторів у монографії USP. Використання неправильної молекулярної маси під час зважування непомітно зміщує всі подальші розрахунки концентрації. По-друге, у списку синонімів толуїдинового синього O в одного постачальника є назва Methylene Blue T50, а отже, пошук у каталозі лише за назвою може привести до зовсім іншого барвника.

Структура пояснює властивості

Уявіть ці два хромофори поруч — і плутанина зникне. В основі метиленового синього лежить фенотіазинієва система: три конденсовані кільця із сіркою та азотом у центральному кільці й диметиламіногрупою на кожному кінці. Забарвлена форма — катіон метилтіонінію з хлоридним протиіоном. Невеликий, плоский, позитивно заряджений і здатний легко зв’язуватися з негативно зарядженими компонентами клітин.

Маса метилового синього приблизно у два з половиною рази більша. Його колір зумовлений трифенілметановим ядром із сульфованими анілінофенільними групами; постачається він у вигляді динатрієвої солі. Ці сульфонатні групи роблять його аніонним кислотним барвником із протилежним зарядом і зовсім іншою спорідненістю до тканин. Тоді як метиленовий синій проникає в клітини та бере участь в окисно-відновних циклах, метиловий синій слугує барвником для колагену й сполучної тканини, а також бавовняним синім у препаратах грибів, зокрема в протоколах із лактофенольним бавовняним синім. Заміна одного іншим не дає слабшого варіанта того самого результату. Вона дає інший експеримент.

Толуїдиновий синій O зберігає фенотіазинієвий каркас, тому його властивості подібні до властивостей метиленового синього, але не тотожні їм. Його максимум поглинання розташований поблизу 626 nm, тоді як у метиленового синього — приблизно від 660 до 665 nm. Його метахроматичне забарвлення кислих компонентів тканин (гранул опасистих клітин, муцинів, хряща, структур, багатих на нуклеїнові кислоти) має власну вибірковість, описану в оглядах із гістології. Лабораторії, яка замінює метиленовий синій на TBO, слід очікувати зміщених спектрів та іншого контрасту, а не дешевшого аналога.

Для чого насправді використовують кожен барвник

Метиленовий синій спочатку був текстильним барвником, а згодом увійшов до бактеріології, гематології та мікроскопії — цей шлях узагальнено в літературі про його історію. Його друга сфера застосування — хімія: окиснена форма синя, а відновлений лейкометиленовий синій майже безбарвний, що дає змогу використовувати його як окисно-відновний індикатор. Третя сфера — фармацевтика. Метилтіонінію хлорид є діючою речовиною рецептурного препарату PROVAYBLUE, показаного при набутій метгемоглобінемії, і саме це медичне застосування піднімає вимоги до чистоти значно вище за рівні, прийнятні для забарвлення чи текстилю. Стаття «Як метиленовий синій діє як окисно-відновний барвник» пояснює механізм цих застосувань.

Метиловий синій такого шляху не пройшов. Він залишається барвником для паперу, текстилю, шкіри та мікроскопії: сертифікованим барвником колагену в методиках забарвлення сполучної тканини за Маллорі, замінником швидкого зеленого у варіантах трихромного забарвлення за Гоморі та барвником грибів у мікології. Для деяких продуктів метилового синього зазначають індикаторний діапазон pH приблизно від 9.4 до 14. Ніщо з цього не робить його окисно-відновним терапевтичним засобом, і жоден сертифікат для забарвлення не перетворює його на такий засіб.

Толуїдиновий синій O — передусім біологічний барвник із метахроматичними властивостями, який застосовують у гістології та мікробіології, а окремо — як клінічний вітальний барвник, що допомагає окреслити підозрілі ураження слизової оболонки рота перед біопсією. Це допоміжний засіб для вибору ділянок біопсії, а не заміна гістопатологічного дослідження. Кожен, хто порівнює толуїдиновий і метиленовий синій для діагностики чи розроблення складу, має зіставляти спектри, тканинні мішені та документацію щодо класу якості, а не назви.

Схожі назви, що вводять покупців в оману

До переліку перевірок варто додати ще три назви. Новий метиленовий синій N — не метиленовий синій. Це C.I. 52030 (CAS 1934-16-3), етильований фенотіазин із метильними замісниками в кільці, який застосовують у гістології та гематології; методи забарвлення новим метиленовим синім описані в окремій літературі. Azure B ближчий: це аналог метиленового синього, що зазнав одного N-деметилювання (CAS 531-55-5, C.I. 52010), і водночас один з основних метаболітів метиленового синього та документально підтверджена домішка в ньому. Саме тому програма USP поєднує стандартний зразок метиленового синього зі стандартом Azure B. Зв’язок між ними та важливість визначення профілю домішок розглянуто у статті «Azure B як домішка та метаболіт». Кристалічний фіолетовий, який іноді продають під старою назвою «генціановий фіолетовий», — триарилметановий барвник (CAS 548-62-9, C.I. 42555), що взагалі не має тіазинового кільця.

Перевіряйте ідентичність до оплати

Надійна закупівельна специфікація містить точну назву хімічної речовини, номер CAS, номер C.I., гідратну форму та клас якості, а потім підтверджує їх за сертифікатом аналізу, а не за етикеткою на флаконі. Максимум поглинання — швидка незалежна перевірка: для метиленового синього він розташований поблизу 665 nm, для толуїдинового синього O — поблизу 626 nm, для метилового синього — приблизно від 595 до 605 nm за визначених для нього кислих умов. Пік не там, де очікується, означає, що це не той барвник, хоч би що стверджувала етикетка.

Документація щодо класу якості відповідає на інше запитання, ніж хімічна ідентичність. Сертифікація Комісії з біологічних барвників передбачає перевірку конкретної партії на вміст барвника та якість забарвлення, що важливо, коли метою є відтворюваність забарвлення. Відповідність USP охоплює фармацевтичну ідентичність, чистоту, органічні домішки, залишкові розчинники, елементні домішки та мікробіологічний контроль, що важливо, коли матеріал призначений для вживання. Ці дві програми частково збігаються за метою, але відрізняються за змістом, тому один сертифікат не може замінити інший.

Саме тут якість закупівлі набуває конкретного змісту. Висока чистота важлива, тому що метиленовий синій, який не відповідає USP, зазвичай має текстильний клас якості та містить такі домішки, як Azure B, важкі метали чи залишкові розчинники, на які жоден протокол забарвлення не перевіряє. Більшість продавців, які заявляють про відповідність USP, перевіряють лише важкі метали й вважають справу завершеною. Повна відповідність охоплює ідентифікацію, кількісне визначення, органічні домішки, залишкові розчинники, елементні домішки, залишок після прожарювання, мікробіологічні показники та бактеріальні ендотоксини, а стаття «Як вибрати метиленовий синій фармацевтичного класу якості» пояснює, як читати цю документацію. Blupreme співпрацює з фармацевтичним виробником метиленового синього, проводить випробування за повною специфікацією USP і публікує повний сертифікат аналізу (COA). У цьому й полягає практичний зміст системного підходу до перевірки ідентичності, який рекомендує ця стаття.