Кумасси бриллиантовый синий - Coomassie Brilliant Blue

Не путать с Бриллиантовый синий FCF.
Кумасси бриллиантовый синий R-250
Скелетная формула Кумасси бриллиантовый синий R-250
Модель, заполняющая пространство молекулы кумасси бриллиантового синего R-250
Имена
Другие имена
C.I. 42660, C.I. Кислотно-синий 83
Бриллиант индоцианин 6В, Бриллиантиндоцианин 6В
Блестящий цианин 6B, Serva Blue R
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ECHA InfoCard100.025.509 Отредактируйте это в Викиданных
Характеристики
C45ЧАС44N3NaO7S2 (Натриевая соль)
Молярная масса825,97 г / моль
Нерастворим на холоде, мало растворим в горячем (ярко-красно-синий)
Растворимость в этанолеСлабо растворим
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы
Кумасси бриллиантовый синий G-250
Кумасси бриллиантовый синий G-250.svg
Образец кумасси бриллиантового синего G.jpg
Твердый кумасси бриллиантовый синий G
Кумасси бриллиантовый синий G в изопропаноле.jpg
Brilliant Blue G в растворе изопропанола
Имена
Другие имена
C.I. 42655, C.I. Кислотно-синий 90
Бриллиант индоцианин G, Бриллиантиндоцианин G
Ксилол Бриллиант Цианин G, Серва Блю G
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ECHA InfoCard100.025.509 Отредактируйте это в Викиданных
КЕГГ
Характеристики
C47ЧАС50N3NaO7S2 (Натриевая соль)
Молярная масса856,03 г / моль
Слабо растворим в холоде, растворим в горячем (ярко-синий)
Растворимость в этанолеРастворимый
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Кумасси бриллиантовый синий это название двух похожих трифенилметан красители, которые были разработаны для использования в текстильной промышленности, но теперь широко используются для окрашивание белки в аналитическая биохимия. Кумасси бриллиантовый синий G-250 отличается от кумасси бриллиантового синего R-250 добавлением двух метильные группы. Название «Кумасси» - это зарегистрированная торговая марка из Imperial Chemical Industries.

Имя и открытие

Название Кумасси было принято в конце 19 века как торговое название Блэкли производитель красителей на основе Levinstein Ltd, в маркетинге ряда кислотные красители для шерсти.[1] В 1896 г. во время Четвертая англо-ашантинская война, Британские войска заняли город Кумасси (современный Кумаси в Гана ). В 1918 году Levinstein Ltd стала частью British Dyestuffs, которая в 1926 году стала частью Imperial Chemical Industries.[2] Хотя ICI по-прежнему владеет товарным знаком Coomassie, компания больше не производит красители.

Синие дисульфированные трифенилметановые красители были впервые произведены в 1913 году Максом Вейлером, работавшим в г. Эльберфельд, Германия.[3] Впоследствии были получены различные патенты на органический синтез.[4][5][6]

В статьях, опубликованных в журналах по биохимии, эти красители часто называются просто «Кумасси» без указания того, какой краситель действительно использовался. Фактически Цветовой индекс перечисляет более 40 красителей с "Кумасси" в их названии. Есть и другие «синие» красители кумасси. Например, Индекс Merck (10-е издание) перечисляет Coomassie Blue RL (Acid Blue 92, C.I.13390), который имеет совершенно другую структуру.

Цвет красителя

Суффикс «R» в названии Coomassie Brilliant Blue R-250 является аббревиатурой от Red, поскольку синий цвет красителя имеет легкий красноватый оттенок. Для варианта «G» синий цвет имеет более зеленоватый оттенок. Цифра «250» первоначально обозначала чистоту красителя.

Цвет двух красителей зависит от кислотности раствора. "G" форма красителя изучена подробно.[7] На pH менее 0 краситель имеет красный цвет с максимумом поглощения на длине волны 465 нм. При pH около 1 краситель имеет зеленый цвет с максимумом поглощения при 620 нм, а при pH выше 2 краситель ярко-синий с максимумом при 595 нм. При pH 7 краситель имеет коэффициент экстинкции 43000 м−1 см−1.[7]

Разные цвета являются результатом разных заряженных состояний молекулы красителя. В красной форме все три атома азота несут положительный заряд. Две группы сульфоновой кислоты имеют чрезвычайно низкий пKа и обычно будет иметь отрицательный заряд, поэтому при pH около нуля краситель будет катион с общим зарядом +1. Зеленый цвет соответствует форме красителя без общего заряда. В нейтральной среде (pH 7) только атом азота дифениламин часть несет положительный заряд, а молекула синего красителя представляет собой анион с общим зарядом -1. РKа для потерь двух протонов 1,15 и 1,82 соответственно. Последний протон теряется в щелочных условиях, и краситель приобретает розовый цвет (pKа 12.4).[7]

Краситель взаимодействует электростатически, но нековалентно с амино- и карбоксильными группами белков. Молекулы красителя связываются с белками, включая шерсть (кератин ) с образованием комплекса белок-краситель. Образование комплекса стабилизирует отрицательно заряженную анионную форму красителя, дающую синий цвет, даже в кислых условиях, когда большинство молекул в растворе находятся в катионной форме.[7] Это основа Брэдфордская проба это метод определения белка, который включает связывание красителя кумасси бриллиантовый синий с белками. Связывание красителя с белком вызывает сдвиг максимума поглощения красителя с 465 до 595 нм. Увеличение поглощения при 595 нм отслеживают для определения концентрации белка.[8]

Краситель также образует комплекс с анионным детергентом. додецилсульфат натрия (SDS).[9] Образование этого комплекса стабилизирует нейтральную зеленую форму красителя. Этот эффект может помешать оценке концентрации белка с помощью анализа Брэдфорда. Также вероятно, что анионный детергент конкурирует с красителем за связывание с белком.

Приложения в биохимии

Кумасси бриллиантовый синий R-250 был впервые использован для визуализации белков в 1964 году Фазекасом де Сен-Гротом и его коллегами. Пробы белков разделяли электрофоретически на ацетат целлюлозы простынь. Затем лист был пропитан сульфосалициловая кислота чтобы зафиксировать белковые полосы, а затем переносят в раствор красителя.[10]

Два года спустя, в 1965 году, Мейер и Ламберт использовали кумасси бриллиантовый синий R-250 для окрашивания образцов белка после электрофоретического разделения в полиакриламидный гель. Они замочили гель в растворе красителя, содержащем метанол, уксусная кислота и вода. Поскольку краситель окрашивал полиакриламидный гель, а также белок, чтобы визуализировать белковые полосы, им необходимо было обесцветить гель, что они и сделали электрофоретически.[11] В последующих публикациях сообщалось, что полиакриламидные гели можно успешно удалить с помощью раствора уксусной кислоты.

Первое сообщение об использовании «G» формы красителя для визуализации белковых полос в полиакриламидных гелях появилось в 1967 году, когда краситель растворяли в растворе уксусной кислоты, содержащем метанол.[12] Впоследствии было обнаружено, что полосы белка можно окрашивать без окрашивания полиакриламида с помощью коллоид «G» формы красителя в трихлоруксусная кислота раствор, не содержащий метанола. С помощью этой процедуры больше не нужно было удалять гель.[13] В современных составах обычно используется коллоид G-формы красителя в растворе, содержащем фосфорную кислоту, этиловый спирт (или метанол) и сульфат аммония (или же сульфат алюминия ).[14][15][16][17]

В Брэдфордская проба использует спектральные свойства кумасси бриллиантового синего G-250 для оценки количества белка в растворе.[18] Образец белка добавляют к раствору красителя в фосфорной кислоте и этаноле. В кислых условиях краситель обычно имеет коричневатый цвет, но при связывании с белком образуется синяя форма красителя. Оптическое поглощение раствора измеряют на длине волны 595 нм. Краситель примечателен высокой чувствительностью, 5 мкг белка достаточно, чтобы различить разницу. Однако одним из недостатков метода является вариабельность развития окраски у разных белков: изменение оптической плотности на единицу массы белков зависит от типа белка.[19]

При связывании с белком отрицательно заряженная молекула красителя Кумасси бриллиантовый синий G-250 придает белку общий отрицательный заряд. Это свойство можно использовать для разделения белков или белковых комплексов с помощью электрофореза в полиакриламидном геле в неденатурирующих условиях по методике, называемой Синяя родная страница.[20][21] Подвижность комплекса в полиакриламидном геле будет зависеть как от размера белкового комплекса (то есть от молекулярной массы), так и от количества красителя, связанного с белком.

Окрашивание кумасси синим также можно использовать в качестве загрузка контроль окрашивания метод в вестерн-блот-анализе.[22] Он применяется как анионный краситель пре-антител.

Медицинское использование

В 2009 году Brilliant Blue G использовался в научных экспериментах для лечения травмы позвоночника у лабораторных крыс.[23] Он действует, уменьшая естественную реакцию отека тела, которая может привести к гибели нейронов в этой области от метаболического стресса. Испытания на крысах оказались эффективными. Были протестированы две группы травмированных крыс: одной группе давали краситель для лечения травм позвоночника, а другой группе нет. Результаты теста доказали, что по сравнению с крысами, которые не получали краситель, крысы, которым вводили краситель, могли лучше передвигаться и уступать крысам без обработки красителем в тестах движения.[24] Тестирование все еще продолжается, чтобы определить, можно ли эффективно использовать это лечение у людей. В недавних испытаниях краситель применялся в течение 15 минут после травмы, но для того, чтобы быть эффективным в реальных условиях, когда пациенту может потребоваться время, чтобы добраться до отделения неотложной помощи, лечение должно быть эффективным даже при введении до двух часов после травмы. Единственный зарегистрированный побочный эффект заключался в том, что крысы временно посинели.[23][25][26]

Под торговыми названиями ILM Blue и Brilliant Peel, Brilliant Blue G используется в качестве красителя для хирургов при операциях на сетчатке.[27]

В декабре 2019 года Brilliant Blue G (под торговым названием TissueBlue, DORC International, Нидерланды) был одобрен для использования в Соединенных Штатах.[28][29][30]

Применение в судебной медицине

Благодаря исследованию, проведенному в Университет Олбани, было показано, что способность красителя Кумасси поражать аминокислоты с ароматическими группами (фенилаланин, тирозин, триптофан ) и основные боковые цепи (лизин, аргинин и гистидин ), позволяет Брэдфордская проба будет использоваться для анализа отпечатков пальцев. Брэдфордский анализ был успешно использован для определения биологический пол отпечатка пальца. Было показано, что женские образцы имеют более высокое поглощение по сравнению с мужскими образцами при тестировании на аналогичных длинах волн. Это обеспечивает более простой метод анализа отпечатков пальцев за счет уменьшения количества аминокислот, необходимых для анализа с 23 до 6, и практически без подготовки к анализу по сравнению с нингидрин химический анализ, требующий подготовки к анализу, такой как нагревание и каскад ферментов.[31]

Рекомендации

  1. ^ Фокс, М. Р. (1987). Красители Великобритании 1856-1976: История химиков, компаний, продуктов и изменений. Манчестер: Imperial Chemical Industries. п. 38.
  2. ^ Фокс, М. Р. (1987). Красители Великобритании 1856-1976: История химиков, компаний, продуктов и изменений. Манчестер: Imperial Chemical Industries. п. 259.
  3. ^ Цветовой индекс (PDF). 4 (3-е изд.). Брэдфорд: Общество красильщиков и колористов. 1971. С. 4397–4398. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-19. Получено 2010-07-20.
  4. ^ Патент FR 474260, "Procédé de production de colorants de la série du triarylméthane", выпущенный 1915-02-16, передан компании Bayer 
  5. ^ Патент США 1218232, Weiler, Max, "Синий трифенилметановый краситель", выпущенный 1917-03-06. 
  6. ^ Патент Великобритании 275609, "Производство триарилметановых красителей", выдан 1927-11-03, передан IG Farbenindustrie 
  7. ^ а б c d Chial, H.J .; Thompson, H.B .; Сплиттгербер А.Г. (1993). «Спектральное исследование зарядовых форм Coomassie Blue G». Аналитическая биохимия. 209 (2): 258–266. Дои:10.1006 / abio.1993.1117. PMID  7682385.
  8. ^ Брэдфорд, Мэрион М. (1976). «Быстрый и чувствительный метод количественного определения количества белка в микрограммах, использующий принцип связывания белок-краситель» (PDF). Аналитическая биохимия. 72 (1–2): 248–254. Дои:10.1016/0003-2697(76)90527-3. PMID  942051.
  9. ^ Комптон, С. Дж .; Джонс, К. Г. (1985). «Механизм реакции красителя и вмешательства в анализ белка Брэдфорда». Аналитическая биохимия. 151 (2): 369–374. Дои:10.1016/0003-2697(85)90190-3. PMID  4096375.
  10. ^ Fazekas de St. Groth, S .; Webster, R.G .; Датынер, А. (1963). «Две новые процедуры окрашивания для количественной оценки белков на электрофоретических полосках». Biochimica et Biophysica Acta. 71: 377–391. Дои:10.1016/0006-3002(63)91092-8. PMID  18421828.
  11. ^ Meyer, T. S .; Ламберт, Б. Л. (1965). «Использование кумасси бриллиантового синего R250 для электрофореза микрограммовых количеств белков околоушной слюны на полосках акриламидного геля». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Общие предметы. 107 (1): 144–145. Дои:10.1016/0304-4165(65)90403-4. PMID  4159310.
  12. ^ Альтшул, А. М .; Эванс, У. Дж. (1967). Зональный электрофорез в полиакриламидном геле. Методы в энзимологии. 11. С. 179–186. Дои:10.1016 / S0076-6879 (67) 11019-7. ISBN  9780121818609.. Page 184 личное сообщение В. Дж. Сафонова.
  13. ^ Diezel, W .; Kopperschläger, G .; Хофманн, Э. (1972). «Усовершенствованная процедура окрашивания белков в полиакриламидных гелях с новым типом кумасси бриллиантового синего». Аналитическая биохимия. 48 (2): 617–620. Дои:10.1016/0003-2697(72)90117-0. PMID  4115985.
  14. ^ Neuhoff, V .; Stamm, R .; Эйбл, Х. (1985). «Чистый фон и высокочувствительное окрашивание белков красителями кумасси синим в полиакриламидных гелях: систематический анализ». Электрофорез. 6 (9): 427–448. Дои:10.1002 / elps.1150060905. S2CID  94797941.
  15. ^ Candiano, G .; Bruschi, M .; Musante, L .; Santucci, L .; Ghiggeri, G.M .; Carnemolla, B .; Orecchia, P .; Zardi, L .; Ригетти, П. Г. (2004). «Голубое серебро: очень чувствительное коллоидное окрашивание Кумасси G-250 для протеомного анализа». Электрофорез. 25 (9): 1327–1333. Дои:10.1002 / elps.200305844. PMID  15174055. S2CID  25960150.
  16. ^ Стейнберг, Т. Х. (2009). Методы окрашивания белковым гелем: введение и обзор. Методы в энзимологии. 463. С. 541–563. Дои:10.1016 / S0076-6879 (09) 63031-7. ISBN  9780123745361. PMID  19892191.
  17. ^ Pink, M .; Verma, N .; Rettenmeier, A.W .; Шмитц-Спанке, С. (2010). «Протокол окрашивания CBB с более высокой чувствительностью и масс-спектрометрической совместимостью». Электрофорез. 31 (4): 593–598. Дои:10.1002 / elps.200900481. PMID  20162584. S2CID  39038371.
  18. ^ Брэдфорд, М. М. (1976). «Быстрый и чувствительный метод определения количества белка в микрограммах, использующий принцип связывания белок-краситель». Аналитическая биохимия. 72 (1–2): 248–254. Дои:10.1016/0003-2697(76)90527-3. PMID  942051.
  19. ^ Конгдон, Роберт В .; Мут, Грегори У .; Сплиттгербер, Аллан Г. (сентябрь 1993 г.). «Связывающее взаимодействие кумасси синего с белками». Аналитическая биохимия. 213 (2): 407–413. Дои:10.1006 / abio.1993.1439. PMID  7694523.
  20. ^ Schägger, H .; Ягов, Г. (1991). «Синий нативный электрофорез для выделения комплексов мембранных белков в ферментативно активной форме». Аналитическая биохимия. 199 (2): 223–231. Дои:10.1016 / 0003-2697 (91) 90094-А. PMID  1812789.
  21. ^ Wittig, I .; Braun, H.P .; Шеггер, Х. (2006). "Голубая родная СТРАНИЦА". Протоколы природы. 1 (1): 418–428. Дои:10.1038 / nprot.2006.62. PMID  17406264. S2CID  19715017.
  22. ^ Велиндер, Шарлотта; Экблад, Ларс (2011). «Окрашивание Кумасси как контроль нагрузки в Вестерн-блоттинге». Журнал протеомных исследований. 10 (3): 1416–1419. Дои:10.1021 / pr1011476. PMID  21186791.
  23. ^ а б Peng, W .; Cotrina, M. L .; Хан, X .; Yu, H .; Бекар, Л .; Blum, L .; Takano, T .; Тиан, Г. Ф .; и другие. (2009). «Системное введение антагониста АТФ-чувствительного рецептора P2X7 улучшает восстановление после травмы спинного мозга». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 106 (30): 12489–12493. Дои:10.1073 / pnas.0902531106. ЧВК  2718350. PMID  19666625.
  24. ^ Эренберг, Рэйчел (23 сентября 2013 г.). «Сияющий синий для позвоночника». Новости науки. Общество науки и общественности. Получено 9 декабря 2017.
  25. ^ "Blue M&M" лечит травмы позвоночника'". Телеграф. 2009-07-28. Получено 2010-01-19.
  26. ^ «Синий пищевой краситель лечит травмы позвоночника у крыс». Wired.com. 2009-07-27. Получено 2010-01-19.
  27. ^ Mennel, S .; Meyer, C.H .; Schmidt, J.C .; Kaempf, S .; Туманн, Г. (2008). Тритиловые красители патентный синий V и бриллиантовый синий G - клиническая значимость и анализ in vitro функции внешнего гемато-ретинального барьера. Разработки в офтальмологии. 42. С. 101–114. Дои:10.1159/000138988. ISBN  978-3-8055-8551-4. PMID  18535384.
  28. ^ "Снимки испытаний лекарств: TissueBlue". НАС. Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA). 20 декабря 2019 г.. Получено 17 марта 2020.
  29. ^ «TissueBlue - бриллиантовый синий g для инъекций, раствор». DailyMed. 29 декабря 2019 г.. Получено 17 марта 2020.
  30. ^ «Пакет одобрения лекарственных средств: TissueBlue». НАС. Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA). 10 января 2020 г.. Получено 17 марта 2020.
  31. ^ Брюнель, Эрика; Ле, Ань Минь; Хьюнь, Кристалл; Вингфилд, Келли; Халамкова, Ленка; Агудело, Джулиана; Halámek, янв (04.04.2017). «Кумасси бриллиантовый синий G-250 краситель: приложение для судебно-медицинской экспертизы отпечатков пальцев». Аналитическая химия. 89 (7): 4314–4319. Дои:10.1021 / acs.analchem.7b00510. ISSN  0003-2700. PMID  28293949.

дальнейшее чтение

  • Гесснер, Т .; Майер, У. (2002). «Триарилметановые и диарилметановые красители». Энциклопедия промышленной химии Ульмана, 6-е издание. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a27_179. ISBN  978-3527306732 {{противоречивые цитаты}}

внешняя ссылка