stringtranslate.com

Нингидрин

Нингидрин (2,2-дигидроксииндан-1,3-дион) — органическое соединение формулы C 6 H 4 (CO) 2 C(OH) 2 . Он используется для обнаружения аммиака и аминов . При реакции с этими аминами нингидрин превращается в производные темно-синего или пурпурного цвета, которые называются пурпуром Руэмана. Нингидрин чаще всего используется для обнаружения отпечатков пальцев в судебно-медицинских исследованиях, поскольку концевые амины остатков лизина в пептидах и белках , отслаивающихся от отпечатков пальцев, реагируют с нингидрином . [2] [3]

Нингидрин — белое твердое вещество, растворимое в этаноле и ацетоне . [1] Нингидрин можно рассматривать как гидрат индан -1,2,3-триона .

История

Нингидрин был открыт в 1910 году немецко-английским химиком Зигфридом Рухеманном (1859–1943). [4] [5] В том же году Руэман наблюдал реакцию нингидрина с аминокислотами . [6] В 1954 году шведские исследователи Оден и фон Хофстен предположили, что нингидрин можно использовать для выявления скрытых отпечатков пальцев. [7] [8]

Использование

Нингидрин можно использовать в тесте Кайзера для мониторинга снятия защиты при твердофазном синтезе пептидов . [9] Цепь связана своим С-концом с твердой опорой, а N-конец отходит от нее. Когда с этого азота снимают защиту, нингидриновый тест дает синий цвет. Аминокислотные остатки прикреплены так, что их N-конец защищен, поэтому, если следующий остаток успешно присоединяется к цепи, тест дает бесцветный или желтый результат.

Нингидрин также используется для качественного анализа белков. Большинство аминокислот, кроме пролина , гидролизуются и реагируют с нингидрином. Кроме того, некоторые аминокислотные цепи разрушаются. Поэтому необходим отдельный анализ для выявления таких аминокислот, которые либо реагируют иначе, либо вообще не реагируют с нингидрином. Остальные аминокислоты затем количественно определяют колориметрически после разделения хроматографией .

Раствор, предположительно содержащий ион аммония , можно проверить с помощью нингидрина, нанеся его на твердую подложку (например, силикагель ); обработка нингидрином должна привести к резкому фиолетовому цвету, если раствор содержит этот вид. При анализе химической реакции методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) также можно использовать реагент (обычно 0,2% раствор либо в н-бутаноле, либо в этаноле). Он обнаружит на пластинке ТСХ практически все амины , карбаматы , а также, после сильного нагревания, амиды .

При реакции с нингидрином аминокислоты подвергаются декарбоксилированию . Высвободившийся CO 2 происходит от карбоксильного углерода аминокислоты. Эта реакция использовалась для высвобождения карбоксильных атомов углерода костного коллагена из древних костей [10] для анализа стабильных изотопов , чтобы помочь восстановить палеодиету пещерных медведей . [11] Высвобождение карбоксильного углерода (через нингидрин) из аминокислот, извлеченных из почвы, обработанной меченым субстратом, демонстрирует ассимиляцию этого субстрата микробным белком. [12] Этот подход был успешно использован для выявления того, что некоторые бактерии, окисляющие аммоний, также называемые нитрифицирующими бактериями, используют мочевину в качестве источника углерода в почве. [13]

Пятно, полученное после отпечатка большого пальца, обрабатывают нингидрином.

Криминалистика

Раствор нингидрина обычно используется судебно-медицинскими экспертами при анализе скрытых отпечатков пальцев на пористых поверхностях, таких как бумага. Аминокислоты , присутствующие в мельчайших выделениях пота, которые собираются на уникальных выступах пальцев, передаются на поверхности, к которым прикасаются. Воздействие на поверхность нингидрина превращает аминокислоты в заметно окрашенные продукты и, таким образом, обнажает отпечаток. [14] Тестовые растворы имеют плохую долговременную стабильность, особенно если их не хранить в холоде. [15]

Для дальнейшего повышения эффективности нингидрина перед введением нингидрина можно использовать раствор 1,2-индандиона и хлорида цинка (IND-Zn). Эта последовательность приводит к большей общей реакции аминокислот, возможно, за счет того, что IND-Zn помогает высвободить их с поверхности для последующей реакции с нингидрином. [16]

Реактивность

Нингидрин существует в равновесии с трикетоном индан-1,2,3-трионом , который легко реагирует с нуклеофилами (включая воду). Если для большинства карбонильных соединений карбонильная форма более стабильна, чем продукт присоединения воды (гидрат), то нингидрин образует стабильный гидрат центрального углерода из-за дестабилизирующего действия соседних карбонильных групп.

Для образования хромофора нингидрина [2-(1,3-диоксоиндан-2-ил)иминоиндан-1,3-дион] амин должен конденсироваться с образованием основания Шиффа . Реакция нингидрина с вторичными аминами дает иминиевую соль, которая также окрашена, обычно желто-оранжевого цвета.

Влияние на здоровье

Нингидрин может вызывать аллергический, IgE-опосредованный ринит и астму. [17] Описан случай, когда у 41-летнего судебно-медицинского работника, работавшего с нингидрином, развился ринит и затруднение дыхания. Уровни ее специфических IgE были обнаружены почти вдвое. [17]

Смотрите также

Викискладе есть медиафайлы по теме нингидрина .

Рекомендации

  1. ^ ab Химические вещества и реагенты , 2008–2010, Merck
  2. ^ «Анализ отпечатков пальцев». Технические школы округа Берген. Июнь 2003 г. Архивировано из оригинала 13 июня 2007 г.
  3. ^ Роу, Уолтер Ф. (2015). «Судебная химия». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . стр. 1–19. дои : 10.1002/0471238961.0615180506091908.a01.pub3. ISBN 9780471238966.
  4. ^ Руэманн, Зигфрид (1910). «Циклические ди- и трикетоны». Журнал Химического общества, Сделки . 97 : 1438–1449. дои : 10.1039/ct9109701438.
  5. ↑ Уэст, Роберт (1 июля 1965 г.). «Зигфрид Руэманн и открытие нингидрина». Журнал химического образования . 42 (7): 386–388. Бибкод : 1965JChEd..42..386W. дои : 10.1021/ed042p386.
  6. ^ Руэманн, С. (1910). «Трикетогидринденгидрат». Журнал Химического общества, Сделки . 97 : 2025–2031. дои : 10.1039/ct9109702025.
  7. ^ Оден, Сванте и фон Хофстен, Бенгт (1954). «Обнаружение отпечатков пальцев с помощью нингидриновой реакции». Природа . 173 (4401): 449–450. Бибкод : 1954Natur.173..449O. дои : 10.1038/173449a0. PMID  13144778. S2CID  4187222.
  8. ^ Оден, Сванте. «Процесс разработки отпечатков пальцев».Патент США №. 2715571 (подана: 27 сентября 1954 г.; выдана: 16 августа 1955 г.).
  9. ^ Кайзер, Э.; Колескотт, РЛ; Боссинджер, CD; Кук, ИП (1970). «Цветной тест для обнаружения свободных концевых аминогрупп при твердофазном синтезе пептидов». Аналитическая биохимия . 34 (2): 595–8. дои : 10.1016/0003-2697(70)90146-6. ПМИД  5443684.
  10. ^ Килинг, CI; Нельсон, Д.Э. и Слессор, К.Н. (1999). «Измерения стабильных изотопов углерода карбоксильных атомов углерода в костном коллагене» (PDF) . Археометрия . 41 : 151–164. doi :10.1111/j.1475-4754.1999.tb00857.x.
  11. ^ Килинг, CI; Нельсон, Делавэр (2001). «Изменения внутримолекулярного стабильного соотношения изотопов углерода с возрастом европейского пещерного медведя ( Ursus spelaeus )». Экология . 127 (4): 495–500. Бибкод : 2001Oecol.127..495K. дои : 10.1007/S004420000611. JSTOR  4222957. PMID  28547486. S2CID  23508811.
  12. ^ Марш, К.Л., Малвейни, Р.Л. и Симс, ГК (2003). «Методика извлечения индикаторов в виде карбоксилуглерода и α-азота из аминокислот в гидролизатах почвы». J. AOAC Int . 86 (6): 1106–1111. дои : 10.1093/jaoac/86.6.1106 . ПМИД  14979690.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Марш, К.Л., Симс, Г.К. и Малвейни, Р.Л. (2005). «Доступность мочевины для автотрофных аммиакокисляющих бактерий в связи с судьбой мочевины, меченной 14 C и 15 N, добавленной в почву». Биол. Ферт. Земля . 42 (2): 137–145. дои : 10.1007/s00374-005-0004-2. S2CID  6245255.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ Мензель, Э.Р. (1986) Руководство по методам разработки отпечатков пальцев . Министерство внутренних дел, Отделение научных исследований и разработок, Лондон. ISBN 0862522307 
  15. ^ Янссен-Баумистер, Рой; Бреммер, Кристиан; Кумен, Линда; Сием-Горре, Шермейн; де Пюи, Марсель (май 2020 г.). «Тесты положительного контроля реагентов для образования отпечатков пальцев». Международная судебно-медицинская экспертиза . 310 : 110259. doi : 10.1016/j.forsciint.2020.110259. PMID  32224429. S2CID  214732288.
  16. ^ Мангл, Милери Фигера; Сюй, Сиома; де Пюи, М. (сентябрь 2015 г.). «Эффективность 1,2-индандиона и необходимость последовательной обработки отпечатков пальцев». Наука и справедливость . 55 (5): 343–346. doi :10.1016/j.scijus.2015.04.002. ПМИД  26385717.
  17. ^ аб Пиирила П., Эстландер Т., Хитонен М., Кескинен Х., Тупасела О., Туппурайнен М. (август 1997 г.). «Ринит, вызванный нингидрином, перерастает в профессиональную астму». Эур Респир Дж . 10 (8): 1918–1921. дои : 10.1183/09031936.97.10081918 . ПМИД  9272939.