Кристаллический фиолетовый или генциановый фиолетовый , также известный как метиловый фиолетовый 10B или гексаметилпарарозанилинхлорид , является триарилметановым красителем, используемым в качестве гистологического красителя и в методе классификации бактерий по Граму . Кристаллический фиолетовый обладает антибактериальными , противогрибковыми и антигельминтными ( вермицидными ) свойствами и ранее был важен как местный антисептик . Медицинское использование красителя было в значительной степени вытеснено более современными препаратами, хотя он по-прежнему включен в список Всемирной организации здравоохранения .
Название генциановый фиолетовый первоначально использовалось для смеси метилпарарозанилиновых красителей ( метиловый фиолетовый ), но теперь часто считается синонимом кристаллического фиолетового . Название относится к его цвету, похожему на цвет лепестков некоторых цветов горечавки ; он не сделан из горечавок или фиалок .
Для получения кристаллического фиолетового можно использовать ряд возможных путей. [3] [4] Первоначальная процедура, разработанная немецкими химиками Керном и Каро , включала реакцию диметиланилина с фосгеном с получением 4,4′-бис(диметиламино) бензофенона ( кетона Михлера ) в качестве промежуточного продукта. [5] Затем он реагировал с дополнительным диметиланилином в присутствии оксихлорида фосфора и соляной кислоты . [6]
Краситель также можно получить путем конденсации формальдегида и диметиланилина с получением лейкокрасителя : [ 3 ] [4] [7]
Во-вторых, это бесцветное соединение окисляется до окрашенной катионной формы (далее кислородом , но типичным окислителем является диоксид марганца , MnO2 ) :
При растворении в воде краситель имеет сине-фиолетовый цвет с максимумом поглощения при 590 нм и коэффициентом экстинкции 87 000 М −1 см −1 . [8] Цвет красителя зависит от кислотности раствора. При pH +1,0 краситель зеленый с максимумами поглощения при 420 нм и 620 нм, тогда как в сильнокислом растворе (pH −1,0) краситель желтый с максимумом поглощения при 420 нм. [ необходима цитата ]
Различные цвета являются результатом различных заряженных состояний молекулы красителя. В желтой форме все три атома азота несут положительный заряд, из которых два протонированы , в то время как зеленый цвет соответствует форме красителя с двумя атомами азота, заряженными положительно. При нейтральном pH оба дополнительных протона теряются в растворе, оставляя только один из атомов азота с положительным зарядом. Значения p K a для потери двух протонов составляют приблизительно 1,15 и 1,8. [8]
В щелочных растворах нуклеофильные гидроксильные ионы атакуют электрофильный центральный углерод, образуя бесцветную трифенилметаноловую или карбинольную форму красителя. [ необходима цитата ] Некоторое количество трифенилметанола также образуется в очень кислых условиях, когда положительные заряды на атомах азота приводят к усилению электрофильного характера центрального углерода, что позволяет молекулам воды осуществлять нуклеофильную атаку . Этот эффект приводит к небольшому выцветанию желтого цвета. [ необходима цитата ]
Кристаллический фиолетовый используется в качестве текстильного и бумажного красителя, а также является компонентом темно-синих и черных чернил для печати, шариковых ручек и струйных принтеров. Исторически это был самый распространенный краситель, используемый в ранних копировальных машинах, таких как мимеограф и машина дитто . [9] Иногда его используют для окрашивания различных продуктов, таких как удобрения , антифриз , моющие средства и кожа . [ необходима ссылка ] Маркировочный синий , используемый для маркировки деталей в металлообработке , состоит из метилированных спиртов , шеллака и генцианового фиолетового. [10]
При проведении электрофореза ДНК в геле кристаллический фиолетовый может использоваться в качестве нетоксичного красителя ДНК в качестве альтернативы флуоресцентным интеркалирующим красителям, таким как бромистый этидий . При таком использовании его можно либо включить в агарозный гель, либо применить после завершения процесса электрофореза. При использовании в концентрации 0,001% и окрашивании геля после электрофореза в течение 30 минут он может обнаружить всего 16 нг ДНК. Благодаря использованию контрастного красителя метилоранжа и более сложного метода окрашивания чувствительность может быть дополнительно улучшена до 8 нг ДНК. [11] Когда кристаллический фиолетовый используется в качестве альтернативы флуоресцентным красителям , нет необходимости использовать ультрафиолетовое освещение; это сделало кристаллический фиолетовый популярным как средство предотвращения разрушения ДНК под действием УФ-излучения при выполнении клонирования ДНК in vitro . [ требуется цитата ]
В биомедицинских исследованиях кристаллический фиолетовый может использоваться для окрашивания ядер адгезивных клеток. [12] В этом применении кристаллический фиолетовый работает как интеркалирующий краситель и позволяет количественно определять ДНК, которая пропорциональна количеству клеток. [ необходима цитата ]
Краситель используется в качестве гистологического красителя , в частности, при окрашивании по Граму для классификации бактерий . [13]
В криминалистике кристаллический фиолетовый использовался для проявления отпечатков пальцев . [14]
Кристаллический фиолетовый также используется в качестве тканевого красителя при подготовке срезов для световой микроскопии . [15] В лаборатории растворы, содержащие кристаллический фиолетовый и формалин, часто используются для одновременной фиксации и окрашивания клеток, выращенных в тканевой культуре , чтобы сохранить их и сделать их легко видимыми, поскольку большинство клеток бесцветны. Иногда его также используют как дешевый способ нанесения идентификационных меток на лабораторных мышей ; поскольку многие штаммы лабораторных мышей являются альбиносами , фиолетовый цвет сохраняется на их шерсти в течение нескольких недель. [16]
Кристаллический фиолетовый может использоваться в качестве альтернативы Кумасси бриллиантовому синему (CBB) при окрашивании белков, разделенных методом SDS-PAGE , демонстрируя, как сообщается, в 5 раз лучшую чувствительность по сравнению с CBB. [17]
Генциановый фиолетовый обладает антибактериальными , противогрибковыми , противоглистными , противотрипаносомными , антиангиогенными и противоопухолевыми свойствами. [18] [19] Он используется в медицине из-за этих свойств, в частности в стоматологии , и также известен как «пиоктанин» (или «пиоктанин»). [20] Он обычно используется для:
В условиях ограниченных ресурсов генцианвиолет используется для лечения ожоговых ран, [21] воспаления пуповинного остатка ( омфалита ) в неонатальном периоде, [22] кандидоза полости рта у ВИЧ -инфицированных пациентов [23] и язв во рту у детей, больных корью . [24]
В пирсинге тела генцианвиолет обычно используется для обозначения места для пирсинга, включая поверхностный пирсинг . [ необходима ссылка ]
Из-за своей антимикробной активности он используется для лечения ихтиофтириоза у рыб. Однако его обычно незаконно использовать в рыбе, предназначенной для потребления человеком. [25]
Кристаллический фиолетовый является одним из компонентов метилового фиолетового , красителя, впервые синтезированного Чарльзом Лаутом в 1861 году. [26] С 1866 года метиловый фиолетовый производился фирмой Poirrier et Chappat из Сен-Дени и продавался под названием «Парижская фиалка». Это была смесь тетра-, пента- и гексаметилированных парарозанилинов . [27]
Кристаллический фиолетовый сам по себе был впервые синтезирован в 1883 году Альфредом Керном (1850–1893), работавшим в Базеле на фирме Bindschedler and Busch. [6] Чтобы оптимизировать сложный синтез, в котором использовался высокотоксичный фосген , Керн начал сотрудничать с немецким химиком Генрихом Каро из BASF . [5] Керн также обнаружил, что, начав с диэтиланилина, а не с диметиланилина , он может синтезировать близкородственный фиолетовый краситель, теперь известный как CI 42600 или CI Basic violet 4. [28]
Название «генциановый фиолетовый» (или Gentianaviolett на немецком языке) предположительно было введено немецким фармацевтом Георгом Грюблером, который в 1880 году основал в Лейпциге компанию , специализирующуюся на продаже реагентов для окрашивания гистологии . [29] [30] Окраска генциановым фиолетовым, продаваемая Грюблером, вероятно, содержала смесь метилированных парарозанилиновых красителей. [31] Окраска оказалась популярной и в 1884 году была использована Гансом Христианом Грамом для окрашивания бактерий. Он приписал Паулю Эрлиху смесь анилина и генцианового фиолетового. [32] Генциановый фиолетовый Грюблера, вероятно, был очень похож, если не идентичен, метиловому фиолетовому Лаута, который использовался в качестве красителя Виктором Андре Корнилем в 1875 году. [33]
Хотя название генцианвиолет продолжало использоваться для гистологического окрашивания, оно не использовалось в красильной и текстильной промышленности. [34] Состав красителя не был определен, и разные поставщики использовали разные смеси. В 1922 году Комиссия по биологическим окрашиваниям назначила комитет под председательством Гарольда Конна для изучения пригодности различных коммерческих продуктов. [29] В своей книге «Биологические окрашивания » Конн описывает генцианвиолет как «плохо определенную смесь фиолетовых розанилинов ». [34]
Немецкому офтальмологу Якобу Штиллингу приписывают открытие антисептических свойств генцианвиолета. [35] В 1890 году он опубликовал монографию о бактерицидном действии раствора, который он окрестил « пиоктанином », который, вероятно, представлял собой смесь анилиновых красителей, похожих на генцианвиолет. [36] Он организовал сотрудничество с E. Merck & Co. для продажи «Pyoktanin caeruleum» в качестве антисептика. [37]
В 1902 году Дригальский и Конради обнаружили, что, хотя кристаллический фиолетовый подавляет рост многих бактерий, он мало влияет на Bacillus coli ( Escherichia coli ) и Bacillus typhi ( Salmonella typhi ), которые являются грамотрицательными бактериями . [38] Гораздо более подробное исследование воздействия генцианвиолета Грюблера на различные штаммы бактерий было опубликовано Джоном Черчманом в 1912 году. [39] Он обнаружил, что большинство грамположительных бактерий (заражённых) были чувствительны к красителю, в то время как большинство грамотрицательных бактерий (незаражённых) были нечувствительны, и заметил, что краситель, как правило, действует как бактериостатический агент , а не бактерицид . [ требуется ссылка ]
Одно исследование на мышах продемонстрировало дозозависимый канцерогенный потенциал в нескольких различных органах. [40] [41] Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) определило, что генцианвиолет не был подтвержден достаточными научными данными как безопасный для использования в кормах для животных. Использование генцианвиолета в кормах для животных приводит к фальсификации корма и является нарушением Федерального закона о пищевых продуктах, лекарствах и косметических средствах в США. 28 июня 2007 года FDA выпустило «предупреждение об импорте» выращенных на фермах морепродуктов из Китая, поскольку в продуктах постоянно обнаруживались неутвержденные противомикробные препараты, включая генцианвиолет. В отчете FDA говорится:
«Как и MG ( малахитовый зеленый ), CV (кристаллический фиолетовый) легко всасывается в ткани рыб при контакте с водой и метаболически восстанавливается рыбой до лейко-фрагмента, лейкокристаллического фиолетового (LCV). Несколько исследований Национальной токсикологической программы сообщили о канцерогенных и мутагенных эффектах кристаллического фиолетового у грызунов. Лейко-форма вызывает опухоли почек, печени и легких у мышей». [42] [43]
В 2019 году Министерство здравоохранения Канады признало медицинские устройства, в которых используется генцианвиолет, безопасными для использования, но рекомендовало прекратить использование всех лекарственных препаратов, содержащих генцианвиолет, в том числе на животных, что заставило канадские инженерные школы пересмотреть использование этого красителя во время ориентации. [44] [45]
{{cite journal}}
: |first6=
имеет общее название ( помощь )Остатки в пищевых продуктах и их оценка – Условия использования