stringtranslate.com

малахитовый зеленый

Малахитовый зеленый — это органическое соединение , которое используется в качестве красителя и, как спорно, как противомикробное средство в аквакультуре . Малахитовый зеленый традиционно используется в качестве красителя для таких материалов, как шелк , кожа и бумага . Несмотря на свое название, краситель не получают из минерала малахита ; название происходит просто от схожести цвета.

Структуры и свойства

Малахитовый зеленый классифицируется в красильной промышленности как триарилметановый краситель , а также используется в пигментной промышленности. Формально малахитовый зеленый относится к хлоридной соли [C 6 H 5 C(C 6 H 4 N(CH 3 ) 2 ) 2 ]Cl , хотя термин малахитовый зеленый используется свободно и часто относится только к окрашенному катиону . Оксалатная соль также продается. Анионы не влияют на цвет. Интенсивный зеленый цвет катиона обусловлен сильной полосой поглощения при 621 нм ( коэффициент экстинкции 10 5 М -1 см -1 ) .

Малахитовый зеленый получают путем конденсации бензальдегида и диметиланилина с образованием лейкомалахитового зеленого (ЛМГ):

Во-вторых, это бесцветное лейкосоединение, родственное трифенилметану , окисляется до катиона MG:

C6H5CH ( C6H4N ( CH3 ) 2 ) 2 + HCl + ½O2 → [ C6H5C ( C6H4N ( CH3 ) 2 ) 2 ] Cl + H2O​​​​​

Типичным окислителем является диоксид марганца .

Гидролиз МГ дает спирт : [2]

[ C6H5C ( C6H4N ( CH3 ) 2 ) 2 ] Cl + H2O → C6H5C ( OH ) ( C6H4N ( CH3 ) 2 ) 2 + HCl​​

Этот спирт важен, поскольку он, а не MG, проходит через клеточные мембраны. Попав внутрь клетки, он метаболизируется в LMG. Только катион MG имеет интенсивную окраску, тогда как лейко- и спиртовые производные — нет. Это различие возникает из-за того, что только катионная форма имеет расширенную пи-делокализацию, что позволяет молекуле поглощать видимый свет.

Слева — лейкомалахитовый зеленый (LMG), а справа — две эквивалентные резонансные структуры катиона MG. Спиртовое производное MG получено из LMG путем замены уникальной связи C–H на C–OH.

Подготовка

Лейкоформа малахитового зеленого была впервые получена Германом Фишером в 1877 году путем конденсации бензальдегида и диметиланилина в молекулярном соотношении 1:2 в присутствии серной кислоты . [ 3]

Синтез малахитового зеленого
Синтез малахитового зеленого

Использует

Малахитовый зеленый традиционно используется в качестве красителя. Для этой цели ежегодно производятся килотонны МГ и родственных триарилметановых красителей. [4]

MG активен против оомицета Saprolegnia , который заражает икру рыб в коммерческой аквакультуре , MG использовался для лечения Saprolegnia и используется как антибактериальное средство . [5] Это очень популярное средство против Ichthyophthirius multifiliis в пресноводных аквариумах . Основной метаболит , лейкомалахитовый зеленый (LMG), обнаружен у рыб, обработанных малахитовым зеленым, и это открытие является основой для споров и государственного регулирования. См. также Антимикробные препараты в аквакультуре .

MG часто использовался для поимки воров и мошенников. Приманка, обычно деньги, посыпается безводным порошком. Любой, кто прикасался к зараженным деньгам, обнаружит, что после мытья рук на коже остается зеленое пятно, которое сохраняется в течение нескольких дней. [ необходима цитата ]

Ниша использует

Препарат Bacillus subtilis , на котором видны эндоспоры , окрашенные малахитовым зеленым (вегетативные клетки окрашены в розовый цвет с помощью сафранина).

Многочисленные нишевые приложения используют интенсивный цвет MG. Он используется в качестве биологического красителя для микроскопического анализа биологии клеток и образцов тканей . В методе окрашивания Хименеса основной фуксин окрашивает бактерии в красный или пурпурный цвет, а малахитовый зеленый используется в качестве сине-зеленого контрастного красителя . Малахитовый зеленый также используется при окрашивании эндоспор , поскольку он может непосредственно окрашивать эндоспоры внутри бактериальных клеток; здесь часто используется контрастный краситель сафранин . Малахитовый зеленый является частью окраски пыльцы Александера . Малахитовый зеленый также может использоваться в качестве насыщаемого поглотителя в лазерах на красителях или в качестве индикатора pH в диапазоне pH от 0,2 до 1,8. Однако такое использование встречается относительно редко. Лейкомалахитовый зеленый (LMG) используется в качестве метода обнаружения скрытой крови в судебной медицине . Гемоглобин катализирует реакцию между LMG и перекисью водорода , превращая бесцветный LMG в малахитовый зеленый. Поэтому появление зеленого цвета указывает на наличие крови . [6]

Набор производных малахитового зеленого также является ключевым компонентом в инструменте флуоресцентной микроскопии, называемом системой флуороген-активирующий белок/флуороген. Малахитовый зеленый относится к классу молекул, называемых флуорофорами. Когда свобода вращения малахитового зеленого ограничена, он трансформируется из нефлуоресцентной молекулы в сильно флуоресцентную молекулу. [7] В инструменте флуороген-активирующий белок, созданном группой в Университете Карнеги-Меллона, малахитовый зеленый связывает определенный флуороген-активирующий белок, становясь сильно флуоресцентным. Экспрессия флуороген-активирующего белка в виде слияний целевых доменов может обеспечить субклеточную локализацию. Его использование похоже на использование GFP , но имеет дополнительное преимущество в виде наличия «темного состояния» перед добавлением флуорофора малахитового зеленого. Это особенно полезно для исследований FRET .

Регулирование

В 1992 году канадские власти определили, что употребление в пищу рыбы, загрязненной малахитовым зеленым, представляет значительный риск для здоровья. [8] Малахитовый зеленый был классифицирован как опасный для здоровья продукт класса II. Из-за низкой стоимости производства малахитовый зеленый до сих пор используется в некоторых странах с менее строгими законами для целей, не связанных с аквакультурой . В 2005 году аналитики в Гонконге обнаружили следы малахитового зеленого в угрях и рыбе, импортируемых из Китая . В 2006 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) обнаружило малахитовый зеленый в морепродуктах из Китая, среди прочих , где это вещество также запрещено для использования в аквакультуре. [9] В июне 2007 года FDA заблокировало импорт нескольких сортов морепродуктов из-за продолжающегося загрязнения малахитовым зеленым. [10]

Малахитовый зеленый запрещен в Соединенных Штатах с 1983 года в пищевых продуктах. Вещество также запрещено в Великобритании. [11] Его запрещено использовать в пищевых продуктах в Макао. [12]

Животные метаболизируют малахитовый зеленый до его лейкоформы . Будучи липофильным (лейкоформа имеет log  P 5,70), метаболит сохраняется в мышцах сома дольше ( HL = 10 дней), чем исходная молекула (HL = 2,8 дня).

Токсичность

LD 50 (перорально, мыши) составляет 80 мг/кг. [ необходима цитата ] У крыс , которым давали малахитовый зеленый, наблюдалось «дозозависимое увеличение аддуктов ДНК печени » наряду с аденомами легких . Лейкомалахитовый зеленый вызывает «увеличение количества и тяжести изменений». Поскольку лейкомалахитовый зеленый является основным метаболитом малахитового зеленого и сохраняется в мышцах рыб гораздо дольше, большая часть потребления малахитового зеленого человеком из рыбы будет в форме лейко. Во время эксперимента крысам скармливали до 543 ppm лейкомалахитового зеленого, что является экстремальным количеством по сравнению со средним значением 5 ppb, обнаруженным в рыбе. Через два года было обнаружено увеличение аденом легких у самцов крыс, но не было случаев опухолей печени. Таким образом, можно было сделать вывод, что малахитовый зеленый вызывал канцерогенные симптомы, но прямая связь между малахитовым зеленым и опухолью печени не была установлена. [13]

Обнаружение

Хотя малахитовый зеленый практически не флуоресцирует в водном растворе ( квантовый выход 7,9x10−5 ) , [14] несколько исследовательских групп разработали технологии для обнаружения малахитового зеленого. Например, Чжао и др. продемонстрировали использование аптамера малахитового зеленого в датчиках на основе микрокантилевера для обнаружения низкой концентрации малахитового зеленого. [15]

Ссылки

  1. ^ "C&L Inventory". echa.europa.eu . Получено 27 декабря 2021 г. .
  2. ^ Радукан, Адина; Олтяну, Александра; Пуйу, Михаэла; Оанча, Думитру (01 марта 2008 г.). «Влияние ПАВ на выцветание малахитового зеленого». Открытая химия . 6 (1): 89–92. дои : 10.2478/s11532-007-0066-0 . ISSN  2391-5420.
  3. ^ Д-р М. Вишванатан. Принципы органической химии . Jai Sai Publications. С. 2/37.
  4. ^ Томас Гесснер и Удо Майер «Триарилметановые и диарилметановые красители» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2002, Wiley-VCH, Вайнхайм. дои : 10.1002/14356007.a27_179
  5. ^ Шривастава, С; Синха, Р; Рой, Д (2004). «Токсикологические эффекты малахитового зеленого». Водная токсикология . 66 (3): 319–29. Bibcode : 2004AqTox..66..319S. doi : 10.1016/j.aquatox.2003.09.008. PMID  15129773.
  6. ^ "Протокол руководства по лабораторному обучению ДНК-аналитиков 2.18 Предварительный тест на кровь с лейкомалахитовым зеленым" (PDF) . Национальный центр технологий судебной экспертизы . Получено 8 января 2018 г. .
  7. ^ Сент-Дьёрдьи, Кристофер (2007). «Активирующие флуороген одноцепочечные антитела для визуализации белков клеточной поверхности». Nature Biotechnology . 26 (2): 235–240. doi :10.1038/nbt1368. PMID  18157118. S2CID  21815631.
  8. ^ Венди К. Андерсен, Шерри Б. Турнипсид и Хосе Э. Ройбал «Количественный и подтверждающий анализ остатков малахитового зеленого и лейкомалахитового зеленого в рыбе и креветках» J. Agric. Food Chem. 2006, том 54, стр. 4517–4523. doi :10.1021/jf0532258 и ссылки в нем
  9. ^ Poopal, Rama-Krishnan; Ashwini, Rajan; Ramesh, Mathan; Li, Bin; Ren, Zongming (2023-03-01). «Трифенилметановый краситель (C52H54N4O12) является потенциально опасным веществом в съедобной пресноводной рыбе на уровне следов: токсичность, гематология, биохимия, антиоксиданты и исследование оценки молекулярной стыковки». Environmental Science and Pollution Research . 30 (11): 28759–28779. doi :10.1007/s11356-022-24206-y. ISSN  1614-7499. PMID  36401692. S2CID  253671609.
  10. ^ Китайский рыбный кризис выявил проблемы безопасности морепродуктов, USA Today , 01.07.2007
  11. ^ Комитет по ветеринарным остаткам. Ежегодный отчет по надзору за ветеринарными остатками в пищевых продуктах в Великобритании за 2001, 2002 и 2003 гг. Архивировано 11 февраля 2012 г. на Wayback Machine .
  12. ^ «Информация о безопасности пищевых продуктов — Запрещенные вещества в пищевых продуктах».
  13. ^ Калп, С. Дж.; Беланд, ФА; Хефлих, Р. Х.; и др. (2002). «Мутагенность и канцерогенность в отношении образования аддуктов ДНК у крыс, которых кормили лейкомалахитовым зеленым». Mutation Research . 506–507: 55–63. doi :10.1016/S0027-5107(02)00152-5. PMID  12351145.
  14. ^ Бабендюр, Джереми Р.; Адамс, Стивен Р.; Циен, Роджер Й. (2003). «Аптамеры включают флуоресценцию трифенилметановых красителей». Журнал Американского химического общества . 125 (48). Американское химическое общество (ACS): 14716–14717. doi :10.1021/ja037994o. ISSN  0002-7863. PMID  14640641.
  15. ^ Влияние прикрепления рецептора на чувствительность биосенсора на основе безметкового микрокантилевера с использованием аптамера малахитового зеленого https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.126963

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Малахитовый зеленый» .