Oranż akrydynowy
Oranż akrydynowy jest związkiem organicznym służącym jako barwnik fluorescencyjny selektywny wobec kwasów nukleinowych o właściwościach kationowych przydatnych do oznaczania cyklu komórkowego. Oranż akrydynowy jest przepuszczalny dla komórek, co umożliwia barwnikowi interakcję z DNA poprzez interkalację lub RNA poprzez przyciąganie elektrostatyczne . Po związaniu z DNA oranż akrydynowy jest bardzo podobny widmowo do związku organicznego znanego jako fluoresceina. Oranż akrydynowy i fluoresceina mają maksymalne wzbudzenie przy 502 nm i 525 nm (zielony). Kiedy oranż akrydyny łączy się z RNA, barwnik fluorescencyjny doświadcza maksymalnego przesunięcia wzbudzenia od 525 nm (zielony) do 460 nm (niebieski). Przesunięcie maksymalnego wzbudzenia powoduje również maksymalną emisję 650 nm (czerwony). Oranż akrydynowy jest w stanie wytrzymać środowiska o niskim pH, umożliwiając barwnikowi fluorescencyjnemu penetrację kwaśnych organelli, takich jak lizosomy i fagolizosomy, które są organellami związanymi z błoną, niezbędnymi do hydrolizy kwasowej lub do wytwarzania produktów fagocytozy komórek apoptotycznych. Oranż akrydynowy jest używany w mikroskopii epifluorescencyjnej i cytometrii przepływowej . Zdolność przenikania przez błony komórkowe kwaśnych organelli oraz właściwości kationowe oranżu akrydynowego pozwalają barwnikowi różnicować różne typy komórek (tj. komórki bakteryjne i krwinki białe). Przesunięcie długości fali maksymalnego wzbudzenia i emisji stanowi podstawę do przewidywania długości fali, przy której komórki będą się barwić.
|
|
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
|
Preferowana nazwa IUPAC
N , N , N ′, N ′-Tetrametyloakrydyno-3,6-diamina |
|
|
Systematyczna nazwa IUPAC
3- N ,3- N ,6- N ,6- N -Tetrametyloakrydyno-3,6-diamina |
|
| Inne nazwy 3,6-Akrydynodiamina
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| CHEBI |
|
| CHEMBL | |
| ChemSpider | |
| Karta informacyjna ECHA | 100.122.153 |
| Numer WE |
|
| KEGG | |
| Siatka | Akrydyna + pomarańcza |
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
| Numer RTECS |
|
| UNII | |
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| C 17 H 19 N 3 | |
| Masa cząsteczkowa | 265,360 g·mol -1 |
| Wygląd | Pomarańczowy proszek |
| Zagrożenia | |
| Oznakowanie GHS : | |
 
|
|
| Ostrzeżenie | |
| H302 , H312 , H341 | |
| P281 , P304+P340 | |
| NFPA 704 (ognisty diament) | |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
Właściwości optyczne
Gdy pH środowiska wynosi 3,5, oranż akrydynowy zostaje wzbudzony światłem niebieskim (460 nm). Kiedy oranż akrydynowy jest wzbudzany przez światło niebieskie, barwnik fluorescencyjny może w różny sposób zabarwiać komórki ludzkie na zielono, a komórki prokariotyczne na pomarańczowo (600 nm), co pozwala na szybkie wykrycie za pomocą mikroskopu fluorescencyjnego. Zdolność barwienia różnicowego oranżu akrydynowego zapewnia szybkie skanowanie rozmazów próbek przy niższych powiększeniach 400x w porównaniu do barwienia Grama , które działa przy powiększeniu 1000x. Różnicowanie komórek jest wspomagane przez ciemne tło, które umożliwia łatwe wykrycie kolorowych organizmów. Ostry kontrast zapewnia mechanizm zliczania liczby organizmów obecnych w próbce. Kiedy oranż akrydyny wiąże się z DNA, barwnik wykazuje maksymalne wzbudzenie przy 502 nm, dając maksymalną emisję przy 525 nm. Po związaniu z RNA oranż akrydynowy wykazuje maksymalną wartość emisji 650 nm i maksymalną wartość wzbudzenia 460 nm. Maksymalne wartości wzbudzenia i emisji, które występują, gdy oranż akrydyny jest związany z RNA, są wynikiem oddziaływań elektrostatycznych i interkalacji między cząsteczką akrydyny a parami kwas nukleinowy-zasada obecnymi w RNA i DNA.
Przygotowanie
Barwniki akrydynowe wytwarza się przez kondensację 1,3-diaminobenzenu z odpowiednimi benzaldehydami. Oranż akrydynowy pochodzi z dimetyloaminobenzaldehydu i N , N - dimetylo-1,3-diaminobenzenu. Można go również wytworzyć w reakcji Eschweilera-Clarke'a 3,6-akrydynodiaminy.
Historia
Oranż akrydynowy pochodzi z cząsteczki organicznej akrydyny, którą po raz pierwszy odkryli Carl Grabe i Heinrich Caro, którzy wyizolowali akrydynę przez gotowanie węgla w Niemczech pod koniec XIX wieku. Akrydyna ma czynniki przeciwdrobnoustrojowe przydatne w bakteriach lekoopornych i izoluje bakterie w różnych środowiskach. Oranż akrydynowy w połowie XX wieku był używany do badania zawartości drobnoustrojów w glebie i bezpośredniego zliczania bakterii wodnych. Dodatkowo metoda bezpośredniego zliczania oranżu akrydynowego (AODC) okazała się przydatna w zliczaniu bakterii występujących na składowiskach. Technika bezpośredniego filtra epifluorescencyjnego (DEFT) z użyciem oranżu akrydynowego jest znaną metodą badania zawartości drobnoustrojów w żywności i wodzie. Zastosowanie oranżu akrydynowego w zastosowaniach klinicznych stało się powszechnie akceptowane, koncentrując się głównie na wyróżnianiu bakterii w posiewach krwi. Wcześniejsze i obecne badania porównujące barwienie oranżem akrydynowym ze ślepymi subkulturami w celu wykrycia dodatnich posiewów krwi wykazały, że oranż akrydynowy jest prostą, niedrogą i szybką procedurą barwienia, która wydaje się być bardziej czuła niż barwienie metodą Grama w wykrywaniu mikroorganizmów w płynie mózgowo-rdzeniowym i innych materiały kliniczne i niekliniczne.
Aplikacje
Oranż akrydynowy jest szeroko akceptowany i stosowany w wielu różnych dziedzinach, takich jak mikroskopia epifluorescencyjna i ocena jakości chromatyny plemników . Oranż akrydynowy jest przydatny w szybkim badaniu przesiewowym zwykle sterylnych próbek. Gdy oranż akrydyny jest używany z cytometrią przepływową, barwienie różnicowe służy do pomiaru denaturacji DNA i zawartości komórkowej DNA w porównaniu z RNA w poszczególnych komórkach lub wykrywania uszkodzeń DNA w plemnikach bezpłodnych. Oranż akrydynowy jest zalecany do stosowania mikroskopii fluorescencyjnej do wykrywania mikroorganizmów w rozmazach przygotowanych z materiałów klinicznych i nieklinicznych. Barwienie oranżem akrydynowym należy przeprowadzić przy kwaśnym pH , aby uzyskać barwienie różnicowe, które umożliwia komórkom bakteryjnym zabarwienie na pomarańczowo, a składnikom tkanki zabarwienie na żółto lub zielono.
Oranż akrydynowy jest również używany do barwienia kwaśnych wakuoli ( lizosomów , endosomów i autofagosomów ), RNA i DNA w żywych komórkach. Ta metoda jest tanim i łatwym sposobem badania wakuolizacji lizosomów , autofagii i apoptozy . Kolor emisji oranżu akrydynowego zmienia się z żółtego, przez pomarańczowy, aż do czerwonego, gdy pH spada w kwaśnej wakuoli żywej komórki. W określonych warunkach siły jonowej i stężenia oranż akrydynowy emituje czerwoną fluorescencję, gdy wiąże się z RNA poprzez układania w stosy , oraz zieloną fluorescencję, gdy wiąże się z DNA przez interkalację . W zależności od stężenia oranżu akrydynowego jądra mogą emitować żółtawo-zieloną fluorescencję w komórkach nietraktowanych i zieloną fluorescencję, gdy synteza RNA jest hamowana przez związki takie jak chlorochina . Oranż akrydynowy można stosować w połączeniu z bromkiem etydyny lub jodkiem propidyny w celu rozróżnienia komórek żywotnych, apoptotycznych i nekrotycznych . Dodatkowo oranż akrydynowy może być stosowany do próbek krwi, powodując fluorescencję bakteryjnego DNA , pomagając w diagnostyce klinicznej infekcji bakteryjnych, takich jak zapalenie opon mózgowych.