ETIDIJA BROMĪDS: STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS, PIELIETOJUMS, TOKSICITĀTE - ĶĪMIJA - 2025

Etīdija bromīds ir dienasgaismas aromātisks savienojums, kam ir spēja, jo tā ķīmiskā struktūra, ir ievietota starp DNS ķēdēm. Tas saistās arī ar ļoti salocītām RNS molekulām. Tas ļauj mijiedarbībai starp šo sāli un slāpekļa bāzēm.

Etidija bromīds absorbē ultravioleto gaismu viļņu garumā no 210 nm līdz 285 nm, izstarojot oranžu fluorescenci 605 nm. Tās fluorescences intensitāte palielinās līdz 20 reizēm, kad tā mijiedarbojas ar DNS.

DNS krāsošana ar etiīdija bromīdu, kas fluorescējoši UV starojumā, uz agarozes gela. Avots: Dabas resursu skola no Ann Arbor

Sakarā ar fluorescences īpašībām etiīdija bromīdu izmanto, lai vizualizētu atdalītos DNS fragmentus ar agarozes elektroforēzi (augšējais attēls); tehnika, ko patstāvīgi ieviesa Aaijs un Borsts (1972) un Šarps (1973).

Etidija bromīds, starpkalibrējot starp DNS ķēdēm, arī varētu kavēt tā dublēšanos un transkripcijas procesus; un tāpēc būt par iemeslu mutāciju veidošanai. Tomēr nav pārliecinošu pierādījumu, kas apstiprinātu šo pieņēmumu.

Ķīmiskā struktūra

Etidija bromīda molekulārā struktūra. Avots: Calvero.

Augšējā attēlā mums ir etiīdija bromīda molekulārā struktūra, ko attēlo tā strukturālā formula.

Molekula ir gandrīz pilnīgi plakana, jo visi atomi sistēmas ar trim gredzeniem (fenantridīns) un pozitīvi lādētu slāpekļa atomu veido ir sp ² hibridizāciju . Bet tas nav tas pats ar savām aizvietotāju grupām.

Galēji labā fenilgrupa, aminogrupas un etilgrupa, kas savienota ar uzlādētu slāpekli, ir atbildīgas par sistēmu, kas absorbē UV viļņu garumus, kas pēc tam raksturo etiīdija bromīda fluorescenci.

No otras puses, ņemiet vērā, ka to starpmolekulāro mijiedarbību galvenokārt regulē elektrostatiskās atrakcijas; un mazākā mērā tos tur kopā gredzenu Londonas izkliedējošie spēki.

Īpašības

Vārds

Etidija bromīds.

IUPAC nosaukums: 3,8-Diamino-5-etil-6-fenilfenantridīnija bromīds.

Sinonīmi: homīda bromīds un Dromilac.

Molekulārā formula

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Ārējais izskats

Tumši sarkani kristāli vai veidojas kā brūns pulveris.

Garša

Rūgti.

Smarža

Bez smaržas cieta viela.

Kušanas punkts

260-262 ° C (sadalās).

aizdegšanās punkts

> 100 ºC

Šķīdība

40 g / L 25 ° C temperatūrā ūdenī un 2 mg / ml etanolā.

Blīvums

0,34 g / cm ³

Tvaika spiediens

1,2 · ^10–12 mmHg 25 ° C temperatūrā (aprēķināts).

Oktanola / ūdens sadalījuma koeficients

Log Kow = - 0,38

Sadalīšanās

Uzkarsējot līdz sadalīšanās brīdim, etiīdija bromīds izdala ļoti toksiskus ūdeņraža bromīda un slāpekļa oksīdu dūmus.

Stabilitāte

Stabils un nesaderīgs ar spēcīgiem oksidētājiem.

Refrakcijas indekss

1,67 (aprēķināts).

pH

4-7 2% šķīdumā ūdenī.

Lietojumprogrammas

Polimerāzes ķēdes reakcija (PCR)

Polimerāzes ķēdes reakcija, PCR, ļauj iegūt daudzus eksemplārus, sākot no DNS fragmenta. Metode balstās uz DNS polimerāzes fermenta īpašībām replicēt DNS virknes no tās fragmentiem, kas kalpo kā veidne.

Tas ir paņēmiens, kuru var izmantot bezgalīgi, ieskaitot ar iedzimtām slimībām saistītu mutāciju noteikšanu; paternitātes pārbaudes; personas, kas izdarījusi noziegumu, identifikācija utt.

Etidija bromīds palīdz identificēt DNS fragmentus, tā fermentatīvās sadalīšanās produktus, ko var izmantot PCR tehnikā.

Agarozes un akrilamīda gela DNS elektroforēze

Pirms elektroforēzes etidija bromīds tiek iestrādāts gēlā. Savienojums tiek novietots starp DNS joslām un ultravioletās gaismas iedarbībā rada fluorescenci, kas kalpo, lai atklātu DNS fragmentus, kas atdalīti elektroforēzes laikā.

Elektroforēzes fluorescences shēma kalpo kā orientācija uz DNS fragmentu izcelsmi. Etidija bromīda saistīšanās ar DNS maina DNS molekulas uzbūvi, lādiņu, svaru un elastību, kā rezultātā tiek samazināta makromolekulu mobilitāte.

Šis efekts palielinās, palielinoties DNS fragmenta lielumam.

Etidija bromīda darbība uz trippanosomām

Etidija bromīdu sāka lietot liellopu trypanosomiozes ārstēšanā piecdesmitajos gados ar nosaukumu Homidio. No turienes nāca nosaukums homīds bromīds kā etiīdija bromīda sinonīms.

Etiīdija bromīda terapeitiskā lietošana ir pamatota ar tā toksicitāti mitohondrijiem. Tas izpaužas kā mitohondriju DNS kopiju skaita samazināšanās.

Etidija bromīds saistās ar trippanosomu kinetoplasta DNS molekulām un maina tā konformāciju uz DNSz. Šī DNS forma ir letāla, jo tās replikācija ir kavēta.

Izmantošana multiplās sklerozes dzīvnieku modelī

Tiešā etiīdija bromīda ievadīšana tvertnes magnātā radīja reproducējamu akūtu mielīna zuduma bojājumu žurku smadzenēs. Tāda pati muguras smadzeņu injekcija kaķiem radīja bojājumu, kas salīdzināms ar žurkām.

Multiplā skleroze ir nervu sistēmas autoimūna slimība, kurā imūnsistēma iznīcina mielīnu - vielu, kas aptver neironus.

Toksicitāte

Ekspozīcija

Etidija bromīds tiek uzskatīts par toksisku savienojumu, jo ieelpojot tas izraisa akūtu elpošanas ceļu kairinājumu. Arī, nonākot saskarē ar ādu, etiīdija bromīds var izraisīt iekaisumu un / vai krāsas maiņu.

Tikmēr acīs akūta iedarbība izraisa kairinājumu, apsārtumu un sāpes acīs. Tāpēc ar etiīdija bromīdu izmantoto materiālu ieteicams apstrādāt ar drošības datu lapu (MSDS).

Mutagēns raksturs

Etidija bromīds tiek uzskatīts par ļoti mutagēnu savienojumu, jo, interkalējoties DNS, tas varētu ietekmēt tā dublēšanos un transkripciju, izraisot mutācijas; un pat ir norādīta uz iespējamu kancerogēnu darbību.

AMES tests baktērijās atklāja tikai etiīdija bromīda izraisītās mutācijas, kad testā tika izmantots aknu homogenāts.

Tas lika mums domāt, ka tas nav tieši atbildīgs par baktēriju mutāciju parādīšanos, bet ka tās varētu būt dažu metabolītu darbības sekas, kas rodas etiīdija bromīda mijiedarbībā ar aknu homogenātu.

No otras puses, Dabiskās toksikoloģijas programmā tika noteikts, ka etiīdija bromīds nebija mutagēns žurkām un pelēm. Neskatoties uz to, laboratorijās, kas to izmanto savos pētījumos, tā lietošana tiek samazināta.

Tomēr pētījumos izmantotā etidija bromīda koncentrācija ir viena tūkstošdaļa no liellopiem ievadītās devas koncentrācijas trypanosomiāzes ārstēšanā bez mutāciju parādīšanās.

Atsauces

1. Doronina Vicki. (2017). Dedzinošs spilgts: īsa etiīdija bromīda DNS krāsošanas vēsture. Atgūts no: bitesizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Etidija bromīds. Atgūts no: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Etidija bromīds. ScienceDirect. Atgūts no: sciencedirect.com
4. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2020). Etidija bromīds. Atgūts no: chemspider.com
5. Ķīmiskā grāmata. (2017). Etidija bromīds. Atgūts no: chemicalbook.com
6. Valensijas Politehniskā universitāte. (2012). Standarta procedūra darbam ar etiīdija bromīdu. Atgūts no: sprl.upv.es