fluoresceïne
Fluoresceïne is een organische verbinding en kleurstof . Het is verkrijgbaar als een donkeroranje/rood poeder dat enigszins oplosbaar is in water en alcohol. Het wordt veel gebruikt als fluorescerende tracer voor veel toepassingen. [1]
 | |
 | |
 | |
| Namen | |
|---|---|
| Uitspraak | / f l ʊəˈr ɛ s ik . ɪ n , f l ʊər ɛ s Î n / |
| IUPAC-naam 3′,6′-dihydroxyspiro[isobenzofuran-1(3 H ),9′-[9 H ]xanthen]-3-on | |
| Andere namen Fluoresceïne, resorcinolftaleïne, CI 45350, solvent geel 94, D & C geel nr. 7, angiofluor, Japan geel 201, zeepgeel | |
| ID's | |
3D-model ( JSmol ) | |
| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| ChemSpider | |
| DrugBank | |
| ECHA-infokaart | 100.017.302  |
| EG-nummer |
|
| KEGG | |
| MeSH | fluoresceïne |
PubChem CID | |
| UNII | |
CompTox-dashboard ( EPA ) | |
InChI
| |
GLIMLACH
| |
| Eigendommen | |
Chemische formule | C 20 H 12 O 5 |
| Molaire massa | 332.311 g·mol −1 |
| Dichtheid | 1,602 g/ml |
| Smeltpunt | 314 tot 316 °C (597 tot 601 °F; 587 tot 589 K) |
oplosbaarheid in water | een beetje |
| farmacologie | |
ATC-code: | S01JA01 ( WIE ) |
| Gevaren | |
| GHS-pictogrammen |  |
| GHS Signaalwoord | Waarschuwing |
GHS-gevarenaanduidingen | H319 |
GHS-voorzorgsmaatregelen | P305 , P351 , P338 |
Tenzij anders vermeld, worden de gegevens gegeven voor materialen in hun standaardstaat (bij 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
 verifiëren ( wat is ?)  | |
| Infobox-referenties | |
Fluoresceïne is een fluorofoor die vaak wordt gebruikt in microscopie , in een soort kleurstoflaser als versterkingsmedium , in forensisch onderzoek en serologie om latente bloedvlekken te detecteren, en bij het opsporen van kleurstoffen . Fluoresceïne heeft een absorptiemaximum bij 494 nm en een emissiemaximum van 512 nm (in water). De belangrijkste derivaten zijn fluoresceïne-isothiocyanaat (FITC) en, bij de synthese van oligonucleotiden , 6-FAM-fosforamidiet .
De kleur van de oplossing varieert van groen naar oranje afhankelijk van de manier waarop het wordt waargenomen: door reflectie of transmissie, zoals kan worden opgemerkt in libellen , bijvoorbeeld waarbij fluoresceïne wordt toegevoegd als kleurmiddel aan de alcohol vulling de buis om de zichtbaarheid van de luchtbel erin te vergroten (waardoor de precisie van het instrument wordt verbeterd). Meer geconcentreerde oplossingen van fluoresceïne kunnen zelfs rood lijken.
Het staat op de lijst van essentiële geneesmiddelen van de Wereldgezondheidsorganisatie . [2]
Toepassingen
Biochemisch onderzoek
In de celbiologie wordt het isothiocyanaatderivaat van fluoresceïne vaak gebruikt om cellen te labelen en te volgen in fluorescentiemicroscopietoepassingen (bijvoorbeeld flowcytometrie ). Aanvullende biologisch actieve moleculen (zoals antilichamen ) kunnen ook aan fluoresceïne worden gehecht, waardoor biologen de fluorofoor kunnen richten op specifieke eiwitten of structuren in cellen. Deze toepassing is gebruikelijk in gistweergave .
Fluoresceïne kan ook worden geconjugeerd aan nucleosidetrifosfaten en enzymatisch in een probe worden opgenomen voor in situ hybridisatie . Het gebruik van fluoresceïne-amidiet, rechtsonder weergegeven, maakt het mogelijk om gelabelde oligonucleotiden voor hetzelfde doel te synthetiseren . Nog een andere techniek, moleculaire bakens genaamd, maakt gebruik van synthetische met fluoresceïne gemerkte oligonucleotiden. Fluoresceïne-gelabelde sondes kunnen worden afgebeeld met behulp van FISH of gericht door antilichamen met behulp van immunohistochemie . De laatste is een algemeen alternatief voor digoxigenine en de twee worden samen gebruikt voor het labelen van twee genen in één monster. [3]
medisch gebruik
Fluoresceïne-natrium, het natriumzout van fluoresceïne, wordt veel gebruikt als diagnostisch hulpmiddel op het gebied van oogheelkunde en optometrie , waarbij actueel fluoresceïne wordt gebruikt bij de diagnose van cornea-schaafwonden , cornea-ulcera en herpetische cornea-infecties . Het wordt ook gebruikt in starre, gasdoorlatende contactlensfittingen om de traanlaag onder de lens te evalueren. Het is verkrijgbaar als steriele sachets voor eenmalig gebruik met pluisvrije papieren applicators gedrenkt in fluoresceïne-natriumoplossing. [4]
Intraveneuze of orale fluoresceïne wordt gebruikt bij fluoresceïne-angiografie bij onderzoek en om vasculaire aandoeningen te diagnosticeren en te categoriseren, waaronder maculaire degeneratie van het netvlies , diabetische retinopathie , inflammatoire intraoculaire aandoeningen en intraoculaire tumoren . Het wordt ook steeds vaker gebruikt tijdens operaties voor hersentumoren .
Verdunde fluoresceïne-kleurstof is gebruikt om meerdere musculaire ventriculaire septumdefecten te lokaliseren tijdens openhartchirurgie en om de aanwezigheid van eventuele resterende defecten te bevestigen. [5]
Aardwetenschappen
Fluoresceïne wordt gebruikt als een nogal conservatieve stromingstracer in hydrologische tracertests om de waterstroming van zowel oppervlaktewater als grondwater beter te begrijpen . De kleurstof kan ook worden toegevoegd aan regenwater in simulaties van omgevingstests om te helpen bij het lokaliseren en analyseren van waterlekken, en in Australië en Nieuw-Zeeland als een spirituskleurstof .
Omdat fluoresceïne-oplossing van kleur verandert afhankelijk van de concentratie, [6] is het gebruikt als een tracer in verdampingsexperimenten.
Een van de meer herkenbare toepassingen was in de Chicago River , waar fluoresceïne de eerste stof was die werd gebruikt om de rivier groen te verven op St. Patrick's Day in 1962. In 1966 dwongen milieuactivisten een verandering naar een plantaardige kleurstof om de lokale fauna te beschermen. [7]
Plantenwetenschap
Fluoresceïne is vaak gebruikt om de waterbeweging in grondwater te volgen om de waterstroom te bestuderen en om verontreinigingen of obstructies in deze systemen te observeren. De fluorescentie die door de kleurstof wordt gecreëerd, maakt probleemgebieden zichtbaarder en gemakkelijker te identificeren. Een soortgelijk concept kan worden toegepast op planten, omdat de kleurstof problemen in het vaatstelsel van planten zichtbaarder kan maken. In de plantenwetenschap zijn fluoresceïne en andere fluorescerende kleurstoffen gebruikt om de vasculatuur van planten te volgen en te bestuderen , met name het xyleem , dat de belangrijkste weg voor watertransport in planten is. Dit komt omdat fluoresceïne xyleem-mobiel is en niet in staat is plasmamembranen te passeren , waardoor het bijzonder nuttig is bij het volgen van de waterbeweging door het xyleem. [8] Fluoresceïne kan via de wortels of een afgesneden stengel in de aderen van een plant worden gebracht. De kleurstof kan op dezelfde manier in de plant worden opgenomen als water en beweegt van de wortels naar de top van de plant door een transpiratietrekkracht. [9] De fluoresceïne die in de plant is opgenomen, kan worden gevisualiseerd onder een fluorescentiemicroscoop .
Olieveld toepassing
Fluorescerende kleurstofoplossingen, die doorgaans 15% actief zijn, worden vaak gebruikt als hulpmiddel bij lekdetectie tijdens hydrostatisch testen van onderzeese olie- en gaspijpleidingen en andere onderzeese infrastructuur. Lekkages kunnen worden opgespoord door duikers die een ultraviolet licht dragen.
Cosmetica
Fluoresceïne is ook bekend als kleuradditief ( D&C Yellow no. 7). De dinatriumzoutvorm van fluoresceïne staat bekend als uranine of D&C Yellow nr. 8.
Veiligheid
Topisch, oraal en intraveneus gebruik van fluoresceïne kan bijwerkingen veroorzaken , waaronder misselijkheid , braken , netelroos , acute hypotensie , anafylaxie en gerelateerde anafylactoïde reactie , [10] [11] met hartstilstand [12] en plotselinge dood als gevolg van anafylactische shock . [13] [14]
De meest voorkomende bijwerking is misselijkheid, als gevolg van een verschil in de pH van het lichaam en de pH van de natriumfluoresceïnekleurstof; een aantal andere factoren, [ specificeer ] worden echter ook als bijdragen beschouwd. [ nodig citaat ] De misselijkheid is meestal van voorbijgaande aard en neemt snel af. Netelroos kan variëren van een lichte ergernis tot ernstig, en een enkele dosis antihistaminicum kan volledige verlichting geven. Anafylactische shock en daaropvolgende hartstilstand en plotselinge dood zijn zeer zeldzaam, maar omdat ze binnen enkele minuten optreden, moet een zorgverlener die fluoresceïne gebruikt voorbereid zijn om een noodreanimatie uit te voeren.
Intraveneus gebruik heeft de meest gemelde bijwerkingen, waaronder plotselinge dood, maar dit kan wijzen op een groter gebruik in plaats van een groter risico. Van zowel oraal als lokaal gebruik is gemeld dat het anafylaxie veroorzaakt [15] [16], waaronder één geval van anafylaxie met hartstilstand ( gereanimeerd ) na lokaal gebruik in een oogdruppel. [12] De gerapporteerde percentages van bijwerkingen variëren van 1% tot 6%. [17] [18] [19] [20] De hogere tarieven kunnen op studiepopulaties wijzen die een hoger percentage personen met vroegere ongunstige reacties omvatten. Het risico op een bijwerking is 25 keer hoger als de persoon eerder een bijwerking heeft gehad. [19] Het risico kan worden verminderd door voorafgaand ( profylactisch ) gebruik van antihistaminica [21] en onmiddellijke noodhulp bij eventuele anafylaxie die daaruit voortvloeit. [22] Een eenvoudige priktest kan helpen bij het identificeren van personen met het grootste risico op een bijwerking. [20]
Chemie
De fluorescentie van dit molecuul is zeer intens; piekexcitatie vindt plaats bij 494 nm en piekemissie bij 521 nm.
Fluoresceïne een p K een van 6,4 en de ionisatie evenwicht leidt pH-afhankelijke absorptie en emissie in het traject van 5 tot 9. Ook de fluorescentie levensduur van de geprotoneerde en gedeprotoneerde vorm fluoresceïne ongeveer 3 en 4 ns, welke maakt pH-bepaling mogelijk op basis van niet-intensiteitsmetingen. De levensduur kan worden hersteld met behulp van tijdgecorreleerde enkelvoudige fotontelling of fasemodulatie- fluorimetrie .
Fluoresceïne heeft een isosbestisch punt (gelijke absorptie voor alle pH-waarden ) bij 460 nm.
derivaten
Er zijn veel derivaten van fluoresceïne bekend. Voorbeeld
- fluoresceïne-isothiocyanaat 1 , vaak afgekort als FITC, heeft een isothiocyanaatgroep ( −N=C=S ) substituent. FITC reageert met de aminegroepen van veel biologisch relevante verbindingen, waaronder intracellulaire eiwitten, om een thioureumbinding te vormen.
- succinimidylester- gemodificeerde fluoresceïne, dwz NHS-fluoresceïne , is een ander algemeen amine-reactief derivaat, dat amide-adducten oplevert die stabieler zijn dan de bovengenoemde thiourea.
- Anderen: carboxyfluoresceïne , carboxyfluoresceïne-succinimidylester , pentafluorfenylesters (PFP), tetrafluorfenylesters (TFP) zijn andere bruikbare reagentia.
Bij de synthese van oligonucleotiden worden verschillende fosforamidietreagentia die beschermde fluoresceïne bevatten, bijv. 6-FAM fosforamidiet 2 , [23] gebruikt voor de bereiding van met fluoresceïne gemerkte oligonucleotiden .
De mate waarin fluoresceïne dilauraat wordt afgebroken onder verkrijging laurinezuur kan worden gedetecteerd als een maat voor de pancreatische esterase activiteit.
Synthese
Fluoresceïne werd voor het eerst gesynthetiseerd door Adolf von Baeyer in 1871. [24] Het kan worden bereid uit ftaalzuuranhydride en resorcinol in aanwezigheid van zinkchloride via de Friedel-Crafts-reactie .
Een tweede methode om fluoresceïne te bereiden maakt gebruik van methaansulfonzuur als een Brønsted-zuurkatalysator. Deze route heeft een hoge opbrengst onder mildere omstandigheden. [25] [26]
Zie ook
- Chemische derivaten van fluoresceïne:
- Eosine
- Calcein
- Fluoresceïne amidiet (FAM)
- Merbromine
- Erytrosine
- Rose Bengalen
- DyLight Fluor , een productlijn van fluorescerende kleurstoffen
- Fluoresceïnediacetaathydrolyse , een biochemische laboratoriumtest
- Andere kleurstoffen:
- Methyleenblauw
- Laser kleurstoffen
Referenties
- ^ Gessner, Thomas; Mayer, Udo (2000). "Triarylmethaan en diarylmethaan kleurstoffen". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a27_179 .
- ^ Wereldgezondheidsorganisatie (2019). Wereldgezondheidsorganisatie modellijst van essentiële geneesmiddelen: 21e lijst 2019 . Genève: Wereldgezondheidsorganisatie. hdl : 10665/325771 . WHO/MVP/EMP/IAU/2019.06. Licentie: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.
- ^ Noga EJ, Udomkusonsri, P. (2002). "Fluoresceïne: een snelle, gevoelige, niet-dodelijke methode voor het detecteren van huidulceratie bij vissen" (PDF) . Dierenarts Pathol . 39 (6): 726-731 (6). doi : 10.1354/vp.39-6-726 . PMID 12450204 . S2CID 46010136 . Gearchiveerd van het origineel (PDF) op 2007-09-28 . Ontvangen 2007-07-16 .CS1 maint: meerdere namen: auteurslijst ( link )
- ^ "Nieuwe medicijnen" . Can Med Assoc J . 80 (12): 997-998. 1959. PMC 1831125 . PMID 20325960 .
- ^ Mathew, Thomas (2014). "Gebruik van fluoresceïne kleurstof om resterende defecten te identificeren". Ann Thorac Surg . 97 (1): e27-8. doi : 10.1016/j.athoracsur.2013.10.059 . ISSN 0003-4975 . PMID 24384220 .
- ^ Käss, W. Traceringstechniek in geohydrologie . Rotterdam: Balkema.
- ^ Het verhaal achter het verven van de groene rivier . Greenchicagoriver.com. Opgehaald op 2014-08-28.
- ^ Salih, Anya; Tjoelker, Mark G.; Renard, Justine; Pfautsch, Sebastian (2015/03/01). "Floem als condensator: radiale overdracht van water in xyleem van boomstammen vindt plaats via symplastisch transport in Ray Parenchyma" . Plantenfysiologie . 167 (3): 963-971. doi : 10.1104/pp.114.254581 . ISSN 0032-0889 . PMC 4348778 . PMID 25588734 .
- ^ Duran-Nebreda S, Bassel G (juli 2017). "Fluoresceïnetransportassay om de bulkstroom van moleculen door de hypocotyl in Arabidopsis thaliana te beoordelen" . Bio-protocol . 8 (7): e2791. doi : 10.21769/bioprotoc.2791 .
- ^ "De diagnose en het beheer van anafylaxie. Joint Task Force on Practice Parameters, American Academy of Allergy, Astma and Immunology, American College of Allergy, Astma and Immunology, en de Joint Council of Allergy, Astma and Immunology" (PDF) . The Journal of Allergy and Clinical Immunology . 101 (6 Pt 2): S465-528. 1998. doi : 10.1016/S0091-6749(18)30566-9 . PMID 9673591 . Gearchiveerd (PDF) van het origineel op 2015-07-24.
- ^ De diagnose en het beheer van anafylaxie: een bijgewerkte praktijkparameter. Gearchiveerd 2007-08-05 bij de Wayback Machine National Guideline Clearinghouse.
- ^ een b El Harrar, N; Idali, B; Moutaouakkil, S; El Belhadji, M; Zaghloul, K; Amraoui, A; Benaguida, M (1996). "Anafylactische shock veroorzaakt door toepassing van fluoresceïne op het oogbindvlies". Druk op Médicale . 25 (32): 1546–7. PMID 8952662 .
- ^ Fineschi V, Monasterolo G, Rosi R, Turillazzi E (1999). "Fatale anafylactische shock tijdens een fluoresceïne-angiografie". Forensische wetenschap. Int . 100 (1–2): 137–42. doi : 10.1016/S0379-0738(98)00205-9 . PMID 10356782 .
- ^ Hitosugi M, Omura K, Yokoyama T, Kawato H, Motozawa Y, Nagai T, Tokudome S (2004). "Een autopsiegeval van fatale anafylactische shock na fluoresceïne-angiografie: een casusrapport". Med Sci-wet . 44 (3): 264-5. doi : 10.1258/rsmmsl.44.3.264 . PMID 15296251 . S2CID 71681503 .
- ^ Kinsella FP, Mooney DJ (1988). "Anafylaxie na orale fluoresceïne-angiografie". ben. J. Oftalmol . 106 (6): 745-6. doi : 10.1016/0002-9394(88)90716-7 . PMID 3195657 .
- ^ Gómez-Ulla F, Gutierrez C, Seoane I (1991). "Ernstige anafylactische reactie op oraal toegediende fluoresceïne". ben. J. Oftalmol . 112 (1): 94. doi : 10.1016/s0002-9394 (14) 76222-1 . PMID 1882930 .
- ^ Kwan AS, Barry C, McAllister IL, Constable I (2006). "Fluoresceïne-angiografie en bijwerkingen van geneesmiddelen opnieuw bezocht: de Lions Eye-ervaring". clin. Experiment. Oftalmol . 34 (1): 33–8. doi : 10.1111/j.1442-9071.2006.01136.x . PMID 16451256 . S2CID 32809716 .
- ^ Jennings BJ, Mathews DE (1994). "Bijwerkingen tijdens retinale fluoresceïne-angiografie". J Am Optom Assoc . 65 (7): 465-71. PMID 7930354 .
- ^ een b Kwiterovich KA, Maguire MG, Murphy RP, Schachat AP, Bressler NM, Bressler SB, Fine SL (1991). "Frequentie van bijwerkingen van systemische reacties na fluoresceïne-angiografie. Resultaten van een prospectieve studie". Oogheelkunde . 98 (7): 1139–42. doi : 10.1016/s0161-6420(91)32165-1 . PMID 1891225 .
- ^ een b Matsuura M, Ando F, Fukumoto K, Kyogane I, Torii Y, Matsuura M (1996). "[Het nut van de priktest voor anafylactoïde reactie bij intraveneuze toediening van fluoresceïne]". Nippon Ganka Gakkai Zasshi (in het Japans). 100 (4): 313–7. PMID 8644545 .
- ^ Ellis PP, Schoenberger M, Rendi MA (1980). "Antihistaminica als profylaxe tegen nevenreacties op intraveneuze fluoresceïne" . Trans Am Oftalmol Soc . 78 : 190-205. PMC- 1312139 . PMID 7257056 .
- ^ Yang CS, Sung CS, Lee FL, Hsu WM (2007). "Beheer van anafylactische shock tijdens intraveneuze fluoresceïne-angiografie op een polikliniek". J Chin Med Assoc . 70 (8): 348–9. doi : 10.1016/S1726-4901(08)70017-0 . PMID 17698436 .
- ^ Borstel, CK "Fluoresceïne Gelabelde Fosforamidieten". Amerikaans octrooi 5.583.236 . Prioriteitsdatum 19 juli 1991.
- ^ Baeyer, Adolf (1871) "Uber ein neue Klasse von Farbstoffen" Gearchiveerd 2016/06/29 bij de Wayback Machine (Op een nieuwe klasse van kleurstoffen), Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin , 4 : 555-558; zie blz. 558.
- ^ Zon, WC; Goh, KR; Klaubert, DH; Haugland, RP (1997). "Synthese van gefluoreerde fluoresceïnes". Het tijdschrift voor organische chemie . 62 (19): 6469-6475. doi : 10.1021/jo9706178 .
- ^ Burgess, Kevin; Ueno, Yuichiro; Jiao, Guan Sheng (2004). "Voorbereiding van 5- en 6-carboxyfluoresceïne". Synthese . 2004 (15): 2591-2593. doi : 10.1055/s-2004-829194 .
Externe links
- Absorptie- en emissiespectra van Fluoresceïne in Ethanol en Basic Ethanol aan de OGI School of Science and Engineering
- Fluoresceïne-ionisatie-evenwichten bij Invitrogen
- Absorptiespectra en fluorescentie-emissiespectra