A fluoreszcein (INN: fluorescein) egy szintetikusan előállított szerves vegyület; vízben és alkoholban oldódó, sötétnarancs/piros színű por. Széles körben alkalmazott fluoreszkáló nyomjelző.
A fluoreszcein a fluoreszcencia spektroszkópiában és mikroszkópiában gyakran alkalmazott fluorofór. Felhasználják festéklézerek aktív közegeként, a kriminalisztikai illetve szerológiai vizsgálatok során alkalmas a látens vérfoltok kimutatására, valamint egyéb helyeken jelölőfestékként. Vizes oldatokban az abszorpciós maximuma 495 nanométer, emissziós maximuma 520 nanométer körül van, a pontos érték az oldat pH-jától függ. Izobesztikus pontja 460 nm, azaz ilyen hullámhosszú megvilágításnál az abszorpció minden pH-értéknél azonos.
Főbb származékai: az izotiocianáttal reagáltatott fluoreszcein, azaz a fluoreszcein-izotiocianát (FITC); illetve az oligonukleotid szintézisben a 6-FAM foszforamidit; dinátrium só formájában uranin néven is ismert.
A vizes oldatának színe narancssárga és zöld, attól függően hogyan figyeljük meg; tükröződéssel vagy közvetlenül (ahogyan a libellában is látható, amelyben az alkohol mellé színezőanyagként alkalmazzák, hogy így növeljék a légbuborék láthatóságát, és így a műszer pontosságát). A fluoreszcein töményebb oldatai akár piros színűek is lehetnek.
Kémiai és fizika tulajdonságok
A molekula 490 nm körüli hullámhosszú fénnyel megvilágítva erősen fluoreszkál, a kibocsátott fény hullámhossza 520 nm körüli.
A savi disszociációs állandója (pKa) 6,4. Az ionizációs egyensúly pH-függő abszorpcióhoz és emisszióhoz vezet az 5–9-ig terjedő tartományban. A fluoreszcencia lecsengés élettartama protonált és deprotonálódott fluoreszcein esetén 3 és 4 ns közötti, amely lehetővé teszi a pH meghatározását nem intenzitásalapú mérésekkel is. Az élettartam időkorrelált egyfoton számlálással vagy fázis-modulált fluoriméterrel is megmérhető.
Származékai
Számos fluoreszcein származék létezik. Például a fluoreszcein-izotiocianát (1), rövidítve FITC. Ebben a fluoreszcein molekula alsó gyűrűjének egyik hidrogénatomja helyén izotiocianát-csoport (-N=C=S) van. Ez a származék bizonyos biológiailag fontos vegyületek primer aminocsoportjaival szemben reaktív, ideértve a sejten belüli fehérjéket is, ezekkel tiokarbamid kötést hoz létre. Ha a fluoreszcein maghoz szukcinimidil észter csoport kapcsolódik, NHS-fluoreszcein keletkezik; amely egy szintén ismert amino-reaktív származék. A pentafluorfenil észterek (PFP) és tetrafluorfenil észterek (TFP) szintén hasznos reagensek. Az oligonukleotid szintézisben néhány, védett fluoreszceint tartalmazó foszforamidit reagenst (pl.: 6-FAM foszforamiditot) (2);Brush, C. K. Fluorescein Labelled Phosphoramidites. US Patent 5,583,236. széles körben használnak fluoreszceinnel jelölt oligonukleotidok előállítására.
További zöld festékek például az Oregon Green, Tokio Green, SNAFL vagy karboxi-nafto-fluoreszcein, amiket újabb fluorofórokkal együtt – Alexa 488, FluoProbes 488, DyLight 488 – olyan biológiai és kémiai alkalmazásokban használnak fel, ahol nagyobb fotostabilitásra, eltérő spektrális jellemzőkre vagy eltérő kémiai csoportokra van szükség.
Szintézis A fluoreszceint először Adolf von Baeyer szintetizálta 1871-ben. A fluoreszcein Friedel–Crafts-reakcióval állítható elő ftálsav-anhidridből és rezorcinből, cink-klorid jelenlétében.
Egy másik eljárás metánszulfonsavat használ Brönsted-sav katalizátorként. Ez a módszer enyhébb feltételeket kíván, és eredményesebb is.Sun, W. C.; Gee, K. R.; Klaubert, D. H.; Haugland, R. P., Synthesis of Fluorinated Fluoresceins. Journal of Organic Chemistry 1997, 62, (19), 6469-6475.
Alkalmazások Biokémiai kutatások A sejtbiológiában a fluoreszcein izotiocianát származékát gyakorta használják sejtek megjelölésére és fluorometriás nyomon követésére (pl.: áramlási citometria). Továbbá a biológiailag aktív molekulák (mint amilyenek az antitestek is) képesek kapcsolódni a fluoreszceinhez, ezáltal lehetővé téve a biológusok számára, hogy specifikus fehérjéket vagy sejten belül struktúrákat vegyenek célba a fluorofórral. Ez az alkalmazás gyakori a Yeast display eljárásban.
A fluoreszcein nukleozid trifoszfáttá (NTP) konjugálható; valamint enzimatikusan beépíthető próba az in situ hibridizációhoz. Ugyanerre a célra a fluoreszcein amidit is használható, mert lehetővé teszi jelölt oligonukleotidok szintézisét. Egy további technika, a Molecular Beacon szintetikus fluoreszceinnel jelölt oligonukleotidokat használ fel. A fluoreszceinnel jelölt próbák láthatóvá tehetők a FISH eljárással; vagy célzott ellenanyagokkal (immunhisztokémia). Az utóbbi gyakori alternatívája a digoxigeninnek, a két módszert együtt is alkalmazzák akkor, ha két gént kell megjelölni egy mintában.
Egészségmegőrzés A fluoreszcein nátrium sója széles körben alkalmazott vizsgálati anyag a szemészet és az optometria területén; ahol a szaruhártya horzsolásainak, fekélyeinek és herpeszes szaruhártya fertőzés diagnosztizálásához használnak helyi fluoreszceint. Kemény, gázáteresztő kontaktlencse felhelyezésekor is felhasználják, hogy értékelni lehessen a lencse alatti könny-réteget. Ez úgy lehetséges, hogy az egyszer használatos steril tasakokban tárolt szálmentes papír felhordókat fluoreszcein-nátriumba áztatják.
Intravénás illetve orális fluoreszcein használatos a fluoreszcens angiográfiás kutatásokban, és az érrendszeri betegségek diagnosztizálásában, kategorizálásában – beleértve a lábat, az időskori makula degenerációt, diabetikus retinopatiát, intraokuláris gyulladásokat és daganatokat – valamint egyre gyakrabban az agydaganat műtéteknél.
Tengeri mentés
A második világháború alatt a német repülőgépek személyzete kis mennyiségű fluoreszceint hordott magánál. Ha a gépet lelőtték, de a személyzet ejtőernyővel kiugrott; a tengerbe érkezés után a vízbe engedték azt. A fluoreszcein okozta élénk szín jól látszott a levegőből, még nagy távolságból is; így segítette a légimentőket, hogy megtalálják a lezuhant legénységet. A módszert később más országok légiereje is átvette.
Folyórendszerek
A fluoreszceint felhasználják vízben oldódó festékek alkotóelemeként, különböző környezetvédelmi szimulációkhoz, vizsgálatokhoz. A festéket az esővízhez adva bármilyen szivárgás kimutatható. Felhasználják víz alatti barlangrendszerek feltérképezéséhez is, a segítségével meghatározható, hogy a barlangban található víz hol bukkan felszínre, kapcsolatban áll-e más barlangokkal.A barlangfeltárás elmélete
1962-től kezdődően minden évben, Szent Patrik napja alkalmából befestik a Chicago folyó vizét; habár a környezetvédők nyomására az alkalmazott festék 1966 óta nem tartalmaz fluoreszceint.
Ausztráliában és Új-Zélandon a denaturált szesz elszínezésére is használják.
Olajipar A fluoreszcein festék 15%-os oldatát gyakran használják tenger alatti olaj -és gáz vezetékek illetve más tenger alatti infrastruktúrák nyomáspróbájakor, hogy felfedezzék a szivárgásokat. A szivárgásoknál kiömlő festéket a búvárok UV fényforrással észlelik.
Biztonság thumb|right|Fluoreszcein ultraibolya fény alatt. Az intravénásan, szájon át és helyileg alkalmazott fluoreszcein is okozhat mellékhatásokat; hányingert, hányást, kiütéseket, akut hipotóniát, anafilaxiát, és hozzá kapcsolódóan anafilaxiás reakciót;The Diagnosis and Management of Anaphylaxis – XXI. Anaphylactoid reactions to fluorescein. J Allergy Clin Immunol 1998;101:S465-528. Free full text ; see also The diagnosis and management of anaphylaxis: an updated practice parameter. from the National Guideline Clearinghouse. az anafilaxiás sokk hirtelen szívmegállást és halált okozhat.
A leggyakoribb tünet a hányinger, amelynek elsősorban a test és a nátrium-fluoreszcein festék pH-értéke közti eltérés az oka; azonban más tényezők is hozzájárulnak. A hányinger rendszerint átmeneti és gyorsan elmúlik. A kiütések a kissé kellemetlentől a súlyosig is terjedhetnek; ám egyetlen adag antihisztamin teljes megkönnyebbülést hozhat. Az anafilaxiás sokk és az azt követő hirtelen szívleállás és halál nagyon ritka, mivel azonban ez néhány percen belül bekövetkezik, a fluoreszceint használó egészségügyi dolgozó fel kell legyen készítve arra, hogy sürgösségi újjáélesztést hajtson végre.
Az intravénás alkalmazás jár a legtöbb mellékhatással, beleértve a hirtelen halált; lehetséges azonban, hogy ez nem a nagyobb kockázatot, hanem a gyakoribb alkalmazást tükrözi. Mind a helyi, mind a szájon keresztüli felhasználás esetén jelentkezett anafilaxia, egy esetben anafilaxiás szívleállást okozott a helyileg alkalmazott szemcsepp (az érintett személyt újraélesztették). A jelentett mellékhatások aránya változó, 1 és 6% közé tehető. A kockázat 25-ször magasabb azok esetében, akiknél már korábban előfordultak mellékhatások. A kockázat azonban csökkenthető antihisztamin megelőző szedésével; és a bekövetkező anafilaxia azonnali sürgősségi kezelésével. Egy egyszerű Prick-teszt elvégzése segíthet kiszűrni a magasabb kockázatú személyeket.
Lásd még A fluoreszcein származékai: Eozin Karboxifluoreszcein Fluoreszcein-izotiocianát Fluoreszcein amidit (FAM) Merbromin Eritrozin Rose Bengal DyLight Fluor Más festékanyagok: Luminol Metilénkék
További információk A fluoreszcein abszorpciós és emissziós spektruma etanolban és bázikus etanolban az OGI School of Science and Engineering weblapján. The Molecular Probes® Handbook, Invitrogen. MSDS, Oxford University
Fordítás
Jegyzetek
Kategória:Benzoátok Kategória:Floron festékek Kategória:Szerves festékek