гематоксилин
![]() | |
![]() | |
![]() | |
Имена | |
---|---|
Предпочтительное название ИЮПАК (6a S ,11b R )-7,11b-Дигидроиндоло[2,1- c ][1]бензопиран-3,4,6a,9,10(6 H )-пентол | |
Другие имена гематоксилин; Натуральный черный 1; гематоксилин; гидроксибразилин; Гидроксибразилин; КИ 75290 | |
Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
ЧЕМБЛ | |
ХимическийПаук | |
Информационная карта ECHA | 100.007.490 |
МеШ | Гематоксилин |
ПабХим CID | |
НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
Характеристики | |
С 16 Н 14 О 6 | |
Молярная масса | 302.282 g·mol −1 |
Температура плавления | 100-120 °С |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). |
Гематоксилин или гематоксилин ( / ˌ h iː m ə ˈ t ɒ k s ɪ l ɪ n / ) , также называемый натуральным черным 1 или CI 75290 , представляет собой соединение , извлеченное из сердцевины бревенчатого дерева ( Haematoxylum Campechianum ). [1] [2] с химической формулой C
16 ч.
14 Ох
6 . Этот природный краситель использовался в качестве гистологического красителя , в качестве чернил. [3] [4] [5] [6] и как краситель в текстильной и кожевенной промышленности. [7] [8] Краситель гематоксилин получил название Пало де Кампече. [8] экстракт бревна, [7] синее дерево [9] и черное дерево. [9] В гистологии после окрашивания гематоксилином обычно следует контрастное эозином окрашивание . [1] [10] [11] В сочетании эта процедура окрашивания известна как окрашивание H&E и является одной из наиболее часто используемых комбинаций в гистологии . [1] [7] [12] [13] [14] Помимо использования в окраске H&E, гематоксилин также является компонентом окраски Папаниколау (или окраски Папаниколау), которая широко используется при исследовании цитологических образцов. [1] [14]
Хотя краситель обычно называют гематоксилином, активным красителем является окисленная форма гематеина , которая образует ярко окрашенные комплексы с ионами некоторых металлов (обычно солями Fe(III) и Al(III)). [1] [7] [8] [15] [16] В чистом виде гематоксилин представляет собой бесцветное кристаллическое твердое вещество. [7] [17] хотя коммерческие образцы обычно имеют цвет от светлого до темно-коричневого в зависимости от уровня присутствующих примесей. [2] [18]
Экстракция и очистка
[ редактировать ]
гематоксилин Синтезирован . [19] [20] хотя никогда в коммерчески жизнеспособных количествах. [14] [21] Исторически древесина экспортировалась, а гематоксилин добывался в Европе. В последнее время добыча осуществляется ближе к месту заготовки бревна. [18] Экстракция гематоксилина из бревен в промышленных масштабах осуществлялась «французским способом» путем кипячения древесной щепы или «американским процессом» с паром и давлением. [9] [22] После извлечения краситель можно продавать в виде жидкого концентрата или высушивать и продавать в кристаллической форме. [9] используется вода, эфир или спирт В современных методах производства в качестве растворителя , после чего экстракты могут быть дополнительно очищены до необходимого уровня чистоты. [18]
Коммерческий продукт может варьироваться от партии к партии и у разных производителей. [18] как по уровню примесей, так и по соотношению гематоксилина к гематеину. [23] [2] [24] При гистологическом использовании эта изменчивость может влиять на взаимодействие красителей с образцами биологических тканей и поэтому вызывает беспокойство у гистологов и патологов . [23] [2] [18] Гематоксилин, как и другие биологические красители, может быть сертифицирован Комиссией по биологическим пятнам , что означает, что конкретная партия красителей работает в стандартизированном тесте, хотя в этом не указывается фактическая чистота красителя. [23]
Использование в качестве гистологического пятна
[ редактировать ]
Окрашивание гематоксилином обычно сопровождается (или докрашивается) другим гистологическим красителем, эозином . [10] [11] [1] В сочетании эта процедура окрашивания известна как окрашивание H&E и является одной из наиболее часто используемых комбинаций в гистологии . [1] [12] [7] [14] Гематоксилин также является компонентом окраски Папаниколау (или окраски PAP), которая широко используется при исследовании цитологических образцов, особенно в тесте PAP, используемом для выявления рака шейки матки . [14] [1]
В основном используемый в качестве ядерного красителя (для окрашивания ядра клетки), гематоксилин также окрашивает шероховатую эндоплазматическую сеть , рибосомы , коллаген , миелин , эластические волокна и кислые муцины . [10] Гематоксилин сам по себе не является эффективным красителем, но при окислении до гематеина и в сочетании с протравой окрашивается хроматин в ядрах клеток от темно-синего до черного цвета. [1] [7] [25] [10] Цвет и специфичность пятен гематоксилина контролируются химической природой и количеством используемой протравы, а также pH окрашивающего раствора, поэтому были разработаны различные составы гематоксилина. [1] [10] [15]
Составы пятен
[ редактировать ]
Составы красителей гематоксилина можно широко классифицировать в зависимости от того, как гематоксилин окисляется (или созревает ), а также по выбору используемой протравы. [1] Составы красителей гематоксилина могут либо естественным образом окисляться под воздействием воздуха и солнечного света, либо, что чаще всего, особенно в коммерчески приготовленных растворах, [7] химически окисляется йодатом натрия . [1] [26] [11] Обычно окислителя добавляют ровно столько, чтобы превратить половину гематоксилина в гематеин, что позволяет остатку естественным образом окислиться во время использования. Это продлевает срок службы окрашивающего раствора, поскольку образуется больше гематеина, в то время как некоторая часть гематеина дополнительно окисляется до оксигематеина. [13] [27] [11] Из солей металлов, используемых в качестве протравителей, алюминий . наиболее распространенным является [11] другие протравы включают соли железа , вольфрама , молибдена и свинца . [1]
В зависимости от состава или техники окрашивания красители гематоксилином можно использовать так называемым прогрессивным способом, при котором время, в течение которого ткань остается в контакте с красящим раствором, используется для контроля интенсивности окрашивания, или регрессивным способом . , при котором ткань чрезмерно окрашивается, а излишки пятна удаляются на втором этапе процедуры. [11] [25] [1] Удаление нежелательного окрашивания или дифференциация обычно включает раствор разбавленного этанола и соляной кислоты . [11] [1] [20]
Таблица значимых составов
[ редактировать ]Название формулы | Ссылка | протрава | Метод окисления | Типичное использование |
---|---|---|---|---|
Эрлиха Гематоксилин [26] | Эрлих, 1886 г. | Калийно-алюминиевые квасцы | Естественный | Ядерное пятно в H&E |
Гематоксилин Делафилда [26] | Прадден, 1855 г. | Аммонийно-алюминиевые квасцы | Естественный | Ядерное пятно в H&E |
Майера Гематоксилин [26] | Майер, 1903 г. | Калийные или аммонийные квасцы | Йодат натрия | Ядерное пятно в H&E |
Гематоксилин Харриса [26] | Харрис, 1900 год. [28] | Калийно-алюминиевые квасцы | Оксид ртути | Ядерное окрашивание в H&E, также используется в классических версиях окрашивания Папаниколау. [29] |
Гематоксилин Коула [1] | Коул, 1943 год. [30] | Калийно-алюминиевые квасцы | Йод | Ядерное пятно в H&E |
Гематоксилин Карацци [1] | Карацци, 1911 год. | Калийно-алюминиевые квасцы | Йодат калия | Ядерное окрашивание в H&E, срочные биопсии участки |
Вейгерта Гематоксилин [26] | Вейгерт, 1904 г. | Хлорид железа | Естественный | Ядерное пятно в H&E, устойчивое к кислотам |
Гематоксилин Верхоева. [1] | Верховев, 1908 г. | Хлорид железа | Йод | эластические волокна , миелин [20] |
Фосфорновольфрамовая кислота Мэллори Гематоксилин [1] | Мэллори, 1897 г. | Фосфорновольфрамовая кислота | Натуральный или химический | Фибрин , мышечная полосатость |
Гематоксилин Гилла (I, II и III) | Каллинг и др. 1985 год [11] [27] | Сульфат алюминия | Йодат натрия | Ядерное пятно в H&E |
Раннее использование в качестве гистологического пятна
[ редактировать ]В 1758 году Георг Кристиан Райхель использовал гемотоксилин без протравы для окрашивания тканей растений. [31] [12] [32] Джон Томас Кекетт в книге 1852 года: [33] предлагает использовать «бревно» (гематоксилин) для окраски полупрозрачного материала для исследования под микроскопом . [32] [31] В 1863 году Вильгельм фон Вальдейер-Гарц применил гематоксилин к тканям животных без протравы (с ограниченным успехом). [34] и иногда считается первым, кто сделал это, [8] [12] [35] [34] хотя это не является общепринятым. [35] [8] Франц Бёмер в 1865 году опубликовал формулу гематоксилина с использованием квасцов в качестве протравы. [34] [21] [12] [8] [35] [31] а в 1891 году Пол Майер опубликовал рецептуру, использующую химический окислитель для превращения гематоксилина в гематеин. [26] [31] [12] Первое использование гематоксилина с эозином в качестве контрастного красителя, который в настоящее время является наиболее часто используемой комбинацией красителей в гистологии, было впервые предложено А. Виссовским в 1876 году. [15] [31] К началу 1900-х годов гематоксилин получил широкое распространение в качестве гистологического красителя. [12]
Дефицит и возможные альтернативы
[ редактировать ]Во время Первой мировой войны , конец 1920-х годов, Вторая мировая война , начало 1970-х годов (лето 1973 года). [22] ), а в 2008 году возник дефицит гематоксилина из-за перебоев в его извлечении из древесины. [18] Этот дефицит побудил к поиску альтернативных ядерных пятен. [22] [18] В качестве замены было рекомендовано несколько синтетических красителей, в частности, целестиновый синий (CI 51050), [18] галлоцианин [7] [11] (CI 51030), галлеин [18] (CI 45445) и эриохром цианин R [18] [11] также называется хромоксанцианином R и солохромцианином (CI 43820). Все четыре содержат Fe(III) в качестве протравы . Альтернативой является алюминиевый комплекс окисленного бразилина , отличающийся от гематоксилина только одной гидроксильной группой. Замена гематоксилина при окрашивании H&E также не должна нарушать возможности гистологов и патологов. [14] которые потратили годы на обучение работе с предметными стеклами, окрашенными H&E, для их изучения и постановки медицинских диагнозов . [7] Ни одно из предложенных пятен-заменителей не получило широкого распространения. [14] [7]
Использование в качестве красителя для текстиля.
[ редактировать ]Гематоксилин впервые использовался в качестве красителя майя и ацтеками в Центральной Америке, где растут бревенчатые деревья. [8] [9] Краситель был впервые завезен в и вскоре Европу испанцами получил широкое распространение. [9] [8] Гематоксилин использовался для получения черного, синего и пурпурного цветов на различных тканях и оставался важным промышленным красителем до появления подходящих заменителей в виде синтетических красителей . [9] Что касается синего красителя (с квасцами в качестве протравы), первоначальные результаты были не такими светостойкими, как те, которые были получены с использованием индиго . [7] [9] В ответ на эту кажущуюся неполноценность качества синего цвета, полученного с помощью гематоксилина, его использование для окраски тканей было запрещено в Англии с 1581 по 1662 год. [8] [9] После появления в конце 19 века синтетических черных красителей гематоксилин впервые был заменен красителем для хлопка. [9] В немецком трактате 1902 года о крашении текстиля отмечается: «...бревна при крашении хлопка в черный цвет значительно пострадали от конкуренции с анилиновым черным». [36] Гематоксилин оставался важным черным красителем (с использованием меди или хрома в качестве протравы) для шерсти до 1920-х годов, когда стал доступен черный синтетический краситель, совместимый с шерстью. [9] Современное использование гематоксилина включает крашение шелка, кожи и шовных материалов . [7]
Используйте в качестве чернил для письма и рисования.
[ редактировать ]Гематоксилин использовался в качестве основного компонента чернил для письма и рисования , хотя время его первого использования в качестве чернил неясно. [37] Гематоксилин также добавляли в некоторые железо-галловые чернила , которым требуется время, чтобы полностью потемнеть при нанесении на бумагу. [4] [37] В этом случае гематоксилин обеспечивал некоторый первоначальный цвет до того, как железный галл достиг полной глубины цвета. [4] [37] Уильяму Льюису в 1763 году приписывают первое использование гематоксилина в качестве добавки к железо-галловым чернилам. [6] В 1848 году Фридлиб Фердинанд Рунге изготовил некислотные гематоксилиновые чернила, используя в качестве протравы хромат калия, преимуществом которых было то, что они не разъедали стальные ручки. [6] Известно, что Ван Гог использовал гематоксилиновые чернила с хромовой протравой в ряде своих рисунков и писем. [6] [5] [37]
См. также
[ редактировать ]- Окрашивание (биология)
- Гистология
- Эозин
- H&E пятно
- Гематеин
- Пятно Верхуева
- Пятно Папаниколау
- Натуральный краситель
- Гематоксилюм кампечианум
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Джоселин Х. Брюс-Грегориос, доктор медицинских наук: Гистопатологические методы, JMC Press Inc., Кесон-Сити, Филиппины, 1974.
- Мелоан, С.М. и Пухтлер, Х. 1987. «Гематоксилин Харриса», что на самом деле написал Харрис, и механизм окрашивания гемалюмом. Журнал гистотехнологии 10: 257–261.
- Пухтлер Х., Мелоан С.Н. и Уолдроп Ф.С. 1986. Применение современных химических концепций к пятнам металл-гематеин и бразилеин. Гистохимия 85: 353–364.
- Файл пятен
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с Стивенс, Алан (1982). «Гематоксилины». В Бэнкрофте, Джон; Стивенс, Алан (ред.). Теория и практика гистологических методов (2-е изд.). Лонгман Групп Лимитед. п. 109.
- ^ Перейти обратно: а б с д Лилли, Ральф Дугалл (1977). Биологические пятна HJ Conn (9-е изд.). Балтимор: Уильямс и Уилкинс. стр. 692с.
- ^ Митчелл, А. (1908). «Английские чернила: их состав и дифференциация в почерке» . Аналитик . 33 (384): 80–85. Бибкод : 1908Ана....33...80М . дои : 10.1039/AN9083300080 .
- ^ Перейти обратно: а б с Барроу, Уильям (1948). «Черные чернила колониального периода» . Американский архивариус . 11 (4): 291–307. дои : 10.17723/aarc.11.4.903256p5lp2g3354 . ISSN 0360-9081 .
- ^ Перейти обратно: а б Сентено, Сильвия А.; Бронзато, Маддалена; Ропрет, Полонка; и др. (2016). «Состав и спектроскопические свойства исторических чернил из хромового дерева». Журнал рамановской спектроскопии . 47 (12): 1422–1428. Бибкод : 2016JRSp...47.1422C . дои : 10.1002/jrs.4938 . ISSN 0377-0486 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Нивел, Йохан (2003). «24: Идентификация чернил Ван Гога для рисования и письма». В Веллекопе, Марие; Гелдоф, Мюриэл; Хендрикс, Элла; Янсен, Лео; де Тагле, Альберто (ред.). Студийная практика Ван Гога . Меркаторфондс. стр. 420–435. ISBN 9780300191875 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м Титфорд, М. (2005). «Долгая история гематоксилина». Биотехника и гистохимия . 80 (2): 73–80. дои : 10.1080/10520290500138372 . ПМИД 16195172 . S2CID 20338201 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Ортис-Идальго С, Пина-Овьедо С (2019). «Гематоксилин: дар Мезоамерики гистопатологии. Пало де Кампече (бревно), самое желанное сокровище пиратов и незаменимое пятно для тканей» . Int J Surg Pathol . 27 (1): 4–14. дои : 10.1177/1066896918787652 . ПМИД 30001639 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к Понтинг, КГ (1973). «Логвуд: интересный краситель» . Журнал европейской экономической истории . 2 (1): 109–119. ISSN 2499-8281 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Чан Дж.К. (2014). «Чудесные цвета гематоксилин-эозиновой окраски в диагностике хирургической патологии» . Int J Surg Pathol . 22 (1): 12–32. дои : 10.1177/1066896913517939 . ПМИД 24406626 . S2CID 26847314 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Ллевеллин Б.Д. (2009). «Ядерное окрашивание квасцовым гематоксилином» . Биотех Гистохим . 84 (4): 159–77. дои : 10.1080/10520290903052899 . ПМИД 19579146 . S2CID 205713596 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Смит С. (2006). «Наш долг перед бревном: история гематоксилина» . MLO Med Lab Obs . 38 (5): 18, 20–2. ПМИД 16761865 .
- ^ Перейти обратно: а б Кирнан, Дж.А. (2006). «Красители и другие колоранты в микротехнике и биомедицинских исследованиях» . Технология окраски . 122 (1): 1–21. дои : 10.1111/j.1478-4408.2006.00009.x . ISSN 1472-3581 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Дапсон Р.В., Хоробин Р.В. (2009). «Красители с точки зрения двадцать первого века» . Биотех Гистохим . 84 (4): 135–7. дои : 10.1080/10520290902908802 . ПМИД 19384743 . S2CID 28563610 .
- ^ Перейти обратно: а б с Титфорд, Майкл (2009). «Прогресс в развитии микроскопических методов диагностики патологии» . Журнал гистотехнологии . 32 (1): 9–19. дои : 10.1179/his.2009.32.1.9 . ISSN 0147-8885 . S2CID 26801839 .
- ^ Кар, Барт; Ловелл, Скотт; Субрамони, Ананд (1998). «Прогресс экстракта бревен». Хиральность . 10 (1–2): 66–77. дои : 10.1002/чир.12 .
- ^ Беттингер С., Циммерманн Х.В. (1991). «Новые исследования гематоксилина, гематеина и комплексов гематеин-алюминий. II. Комплексы гематеин-алюминий и окрашивание гемалюмом» . Гистохимия . 96 (3): 215–28. дои : 10.1007/BF00271540 . ПМИД 1717413 . S2CID 23504301 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Дапсон Р., Хоробин Р.В., Кирнан Дж. (2010). «Нехватка гематоксилина: их причины и продолжительность, а также другие красители, которые могут заменить гемалум при рутинном окрашивании гематоксилином и эозином» . Биотех Гистохим . 85 (1): 55–63. дои : 10.3109/10520290903048400 . ПМИД 19562570 . S2CID 7698557 .
- ^ Морсингх, Ф.; Робинсон, Р. (1970). «Синтез бразилина и гематоксилина». Тетраэдр . 26 (1): 281–289. дои : 10.1016/0040-4020(70)85029-3 .
- ^ Перейти обратно: а б с Пухтлер Х., Мелоан С.Н., Уолдроп Ф.С. (1986). «Применение современных химических концепций к пятнам металл-гематеин и бразилеин» . Гистохимия . 85 (5): 353–64. дои : 10.1007/BF00982665 . ПМИД 2430916 . S2CID 7384777 .
- ^ Перейти обратно: а б Кукси С. (2010). «Гематоксилин и родственные соединения - аннотированная библиография, касающаяся их происхождения, свойств, химии и некоторых применений» . Биотех Гистохим . 85 (1): 65–82. дои : 10.3109/10520290903048418 . ПМИД 19568968 . S2CID 5297820 .
- ^ Перейти обратно: а б с Лилли Р.Д. (1974). «Дефицит гематоксилина и наличие синтетических заменителей» . Am J Med Technol . 40 (11): 455–61. ПМИД 4139897 .
- ^ Перейти обратно: а б с Шульте ЭК (1991). «Стандартизация биологических красителей и красителей: подводные камни и возможности» . Гистохимия . 95 (4): 319–28. дои : 10.1007/BF00266958 . ПМИД 1708749 . S2CID 29628388 .
- ^ Маршалл П.Н., Хоробин Р.В. (1974). «Простая процедура анализа смесей гематоксилина и гематеина» . Пятно Технол . 49 (3): 137–42. дои : 10.3109/10520297409116964 . ПМИД 4135791 .
- ^ Перейти обратно: а б Кирнан Дж.А. (2018). «Затрагивает ли прогрессивное ядерное окрашивание гемалюмом (квасцовым гематоксилином) ДНК и какова природа комплекса краситель-хроматин?» . Биотех Гистохим . 93 (2): 133–148. дои : 10.1080/10520295.2017.1399466 . ПМИД 29320873 . S2CID 13481905 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Гейтенби, Дж.Б.; Балки, HW (1950). Vade-Mecum микротомиста (11-е изд.). Филадельфия: Компания Blackstone.
- ^ Перейти обратно: а б Джилл Г.В. (2010). «Жаберные гематоксилины: рассказ от первого лица» . Биотех Гистохим . 85 (1): 7–18. дои : 10.3109/10520290903048376 . ПМИД 19657780 . S2CID 207513639 .
- ^ Харрис, Х.Ф. (1900). «О быстром превращении гематоксилина в гематеин в реакциях окрашивания». Журнал прикладных микроскопических лабораторных методов . 3 (3): 777.
- ^ Гилл, Гэри В. (2013). «Пятно Папаниколау». Цитопрепарат . Основы цитопатологии. Том. 12. стр. 143–189. дои : 10.1007/978-1-4614-4933-1_10 . ISBN 978-1-4614-4932-4 . ISSN 1574-9053 .
- ^ Коул, Элберт К. (1943). «Исследования пятен гематоксилина». Технология окраски . 18 (3): 125–142. дои : 10.3109/10520294309105804 . ISSN 0038-9153 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Брейсгедл, Брайан (1986). История микротехники: эволюция микротома и развитие подготовки тканей (2-е изд.). Science Heritage Ltd. Линкольнвуд, Иллинойс: ISBN 978-0940095007 .
- ^ Перейти обратно: а б Эллисон РТ (1999). «Гематоксилин — из дерева» . Дж. Клин Патол . 52 (7): 527–8. дои : 10.1136/jcp.52.7.527 . ПМК 501496 . ПМИД 10605407 .
- ^ Кекетт, Джон Томас (1848). Практический трактат по использованию микроскопа . Библиотека иллюстрированных стандартных научных работ. Том. VI. Париж: Ипполит Байьер.
- ^ Перейти обратно: а б с Манн, Густав (1902). Физиологическая гистология, методы и теория . Кларендон Пресс. п. 488 .
- ^ Перейти обратно: а б с Кук ХК (1997). «Происхождение... тинкториальных методов в гистологии» . Дж. Клин Патол . 50 (9): 716–20. дои : 10.1136/jcp.50.9.716 . ПМК 500167 . ПМИД 9389971 .
- ^ Георг фон Георгиевич (1902). Химическая технология текстильных волокон: их происхождение, строение, подготовка, стирка, отбеливание, крашение, печатание и отделка . Скотт, Гринвуд и Ко. с. 180 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Сентено, Сильвия А.; Ропрет, Полонка; Федерико, Элеонора Дель; и др. (2010). «Характеристика комплексов Al (III) с гематеином в художественных чернилах из квасцового дерева». Журнал рамановской спектроскопии . 41 (4): 445–451. Бибкод : 2010JRSp...41..445C . дои : 10.1002/jrs.2455 . ISSN 0377-0486 .