Бромистый этидий
 | |
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК 3,8-Диамино-5-этил-6-фенилфенантридин-5-ий бромид | |
Другие имена
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| 3642536 | |
| ЧЭБИ | |
| ЧЕМБЛ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.013.622 |
| Номер ЕС |
|
| КЕГГ | |
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Число | 2811 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| С 21 Ч 20 БрН 3 | |
| Молярная масса | 394.294 g/mol |
| Появление | Пурпурно-красное твердое вещество |
| Температура плавления | От 260 до 262 ° C (от 500 до 504 ° F; от 533 до 535 К) |
| ~40 г/л | |
| Фармакология | |
| QP51DX03 ( ВОЗ ) | |
| Опасности [1] | |
| СГС Маркировка : | |
  | |
| Опасность | |
| Х302 , Х330 , Х341 | |
| П201 , П202 , П260 , П284 , П301+П312 , П304+П340+П310 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| точка возгорания | > 100 ° C (212 ° F; 373 К) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Бромид этидия (или бромид гомидия , [2] хлоридная соль гомидия хлорид ) [3] [4] представляет собой интеркалирующий агент, обычно используемый в качестве флуоресцентной метки ( нуклеиновой кислотой окраска ) в лабораториях молекулярной биологии для таких методов, как электрофорез в агарозном геле . Его обычно называют EtBr , что также является сокращением от бромэтана . Чтобы избежать путаницы, некоторые лаборатории использовали для этой соли аббревиатуру EthBr . Под воздействием ультрафиолетового света он флуоресцирует оранжевым цветом, усиливаясь почти в 20 раз после связывания с ДНК . Под названием хомидий он широко использовался с 1950-х годов в ветеринарной медицине для лечения трипаносомоза у крупного рогатого скота. [5] Высокая частота устойчивости к противомикробным препаратам родственный хлорид изометамидия делает этот метод лечения непрактичным в некоторых регионах, где вместо него используется . Несмотря на его репутацию мутагена, тесты показали, что он обладает низкой мутагенностью без метаболической активации. [6] [7]
Структура, химия и флуоресценция
[ редактировать ]
Как и большинство флуоресцентных соединений , бромистый этидий является ароматическим . Его основной гетероциклический фрагмент обычно известен как фенантридин , изомером которого является флуоресцентный краситель акридин . Максимумы поглощения EtBr в водном растворе находятся при 210 нм и 285 нм, что соответствует ультрафиолетовому свету . В результате этого возбуждения EtBr излучает оранжевый свет с длиной волны 605 нм. [8] [9]
Интенсивная флуоресценция бромида этидия после связывания с ДНК, вероятно, не связана с жесткой стабилизацией фенильного фрагмента , поскольку было показано, что фенильное кольцо выступает за пределы интеркалированных оснований. Фактически обнаружено, что фенильная группа почти перпендикулярна плоскости кольцевой системы, поскольку она вращается вокруг своей одинарной связи, чтобы найти положение, в котором она будет минимально сталкиваться с кольцевой системой. Вместо этого гидрофобное считается, что за это ответственно окружение, обнаруженное между парами оснований . Перемещаясь в эту гидрофобную среду и удаляясь от растворителя, катион этидия вынужден терять любые молекулы воды, которые были с ним связаны. Поскольку вода является высокоэффективным тушителем флуоресценции , удаление этих молекул воды позволяет этидию флуоресцировать. [ нужна ссылка ]
Приложения
[ редактировать ]
Бромид этидия обычно используется для обнаружения нуклеиновых кислот в лабораториях молекулярной биологии. В случае ДНК это обычно двухцепочечная ДНК, полученная в результате ПЦР , рестрикционных гидролизатов и т. д. Одноцепочечную РНК также можно обнаружить, поскольку она обычно сворачивается сама в себя и, таким образом, обеспечивает локальное спаривание оснований для интеркалирования красителя. Для обнаружения обычно используется гель, содержащий нуклеиновые кислоты, помещенный на или под ультрафиолетовую лампу. Поскольку ультрафиолетовый свет вреден для глаз и кожи, гели, окрашенные бромидом этидия, обычно просматривают непрямым способом с помощью закрытой камеры, а флуоресцентные изображения записывают в виде фотографий. Если необходим прямой просмотр, глаза и открытая кожа зрителя должны быть защищены. В лаборатории интеркалирующие свойства уже давно используются для минимизации хромосомной конденсации, когда культура подвергается воздействию агентов, задерживающих митозы во время сбора урожая. Полученные препараты на предметных стеклах обеспечивают более высокую степень разрешения и, следовательно, большую уверенность в определении структурной целостности хромосом при микроскопическом анализе. [ нужна ссылка ]
Бромид этидия также используется при разделении фрагментов ДНК электрофорезом в агарозном геле . [10] Он добавляется в рабочий буфер и связывается путем интеркалирования между парами оснований ДНК. Когда агарозный гель освещают УФ-светом, полосы ДНК становятся видимыми. Интеркаляция EtBr может изменить свойства молекулы ДНК, такие как заряд, вес, конформация и гибкость. Поскольку подвижность молекул ДНК в агарозном геле измеряется относительно стандарта молекулярной массы, влияние EtBr может иметь решающее значение для определения размеров молекул. [11]
Бромид этидия также широко используется для уменьшения количества копий митохондриальной ДНК в пролиферирующих клетках. [12] Влияние EtBr на митохондриальную ДНК используется в ветеринарии для лечения трипаносомоза крупного рогатого скота, поскольку EtBr связывает молекулы ДНК кинетопластид и изменяет их конформацию на форму Z-ДНК . Эта форма ингибирует репликацию ДНК кинетопластид, что смертельно для трипаносом. [13]
Хлоридная соль гомидия хлорид имеет такое же применение. [3] [4]
Бромид этидия можно добавлять в среду YPD и использовать в качестве ингибитора роста клеток. [14]
Сродство связывания катионных наночастиц с ДНК можно оценить путем конкурентного связывания с бромидом этидия. [15] [16]
Альтернативы гелю
[ редактировать ]Существуют альтернативы бромиду этидия, которые рекламируются как менее опасные и обладающие лучшими характеристиками. [17] [18] Например, некоторые исследователи используют несколько красителей на основе SYBR , а также появляются и другие пятна, такие как «Novel Juice». Красители SYBR менее мутагены, чем EtBr, согласно тесту Эймса с экстрактом печени. [19] Однако на самом деле было обнаружено, что SYBR Green I более мутагенен, чем EtBr, для бактериальных клеток, подвергающихся воздействию УФ (который используется для визуализации любого красителя). [20] Это может быть справедливо и для других «более безопасных» красителей, но пока доступны подробности о мутагенности и токсичности. [21] они не были опубликованы в рецензируемых журналах. В MSDS для SYBR Safe указано значение LD 50 для крыс более 5 г/кг, что выше, чем у EtBr (1,5 г/кг). Многие альтернативные красители суспендированы в ДМСО , что само по себе имеет последствия для здоровья, включая повышенное поглощение кожей органических соединений. [19] Несмотря на преимущество использования красителей SYBR вместо EtBr для окрашивания, многие исследователи по-прежнему предпочитают EtBr, поскольку он значительно дешевле. [ нужна ссылка ]
Возможная канцерогенная активность
[ редактировать ]
В большинстве случаев дозировка бромида этидия в лаборатории (0,25–1 мкг/мл) ниже LD50, что делает острую токсичность маловероятной. Для полного понимания долгосрочного риска, который бромид этидия представляет для лабораторных работников, потребуются испытания на людях и более длительные исследования на млекопитающих, но очевидно, что бромид этидия может вызывать мутации в клетках млекопитающих и бактерий. [22]
Обращение и утилизация
[ редактировать ]Бромид этидия не классифицируется как опасные отходы при низких концентрациях. [23] но многие организации рассматривают его как опасные отходы. производителя С материалом следует обращаться в соответствии с паспортом безопасности (SDS). [ нужна ссылка ]
Утилизация лабораторного бромистого этидия остается спорным вопросом. [24] Бромид этидия можно разложить химическим путем или собрать и сжечь. Отходы бромистого этидия, концентрация которых ниже установленной, обычно утилизируются обычным способом (например, сливаются в канализацию). Обычной практикой является обработка бромистого этидия гипохлоритом натрия (отбеливанием) перед утилизацией. [25] По мнению Ланна и Сансона, химическое разложение с использованием отбеливателя приводит к образованию соединений, которые по тесту Эймса являются мутагенными . Данные о мутагенном воздействии продуктов деградации отсутствуют. Ланн и Сансон описывают более эффективные методы деградации. [26] удаление бромида этидия из растворов активированным углем или ионообменной смолой . В других случаях рекомендуется [27] Для этого использования доступны различные коммерческие продукты. [28]
Лекарственная устойчивость
[ редактировать ]Трипаносомы в долине реки Гибе на юго-западе Эфиопии продемонстрировали универсальную устойчивость в период с июля 1989 года по февраль 1993 года. [29] Это, вероятно, указывает на необратимую потерю функции в этой области по отношению к тестируемой мишени, T. congolense, выделенной от крупного рогатого скота Boran . [29]
См. также
[ редактировать ]- Фенантридин
- Электрофорез в агарозном геле и гель-электрофорез нуклеиновых кислот
- GelRed (сам производный от ethbr) и GelGreen , продаваемые как более безопасные и более интенсивные красители ДНК.
- Йодид пропидия и моноазид пропидия , родственные красители
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «ГЕСТИС-Стоффдатенбанк» . gestis.dguv.de (на немецком языке) . Проверено 22 ноября 2021 г.
- ^ «Гомидий бромид» . ПабХим . NCBI , NLM , НИЗ США . Проверено 8 сентября 2020 г. CID 14710 от PubChem
- ^ Jump up to: а б Кинабо Л.Д. (сентябрь 1993 г.). «Фармакология существующих препаратов от трипаносомоза животных». Акта Тропика . 54 (3–4). Эльзевир : 169–183. дои : 10.1016/0001-706x(93)90091-о . ПМИД 7902656 . S2CID 27564786 .
- ^ Jump up to: а б «Гомидий хлорид» . ПабХим . NCBI , NLM , НИЗ США . Проверено 14 марта 2021 г. CID 11765 от PubChem
- ^ Стивенсон П., Сонес К.Р., Гичеру М.М., Мванги Э.К. (май 1995 г.). «Сравнение хлорида изометамидия и бромида гомодия в качестве профилактических препаратов от трипаносомоза крупного рогатого скота в Нгурумане, Кения». Акта Тропика . 59 (2): 77–84. дои : 10.1016/0001-706X(94)00080-K . ПМИД 7676909 .
- ^ Jump up to: а б Лоу, Дерек (18 апреля 2016 г.). «Миф о бромистом этидии» . В Трубопроводе . Проверено 28 февраля 2019 г.
- ^ «Бромид этидия: менять или нет | Устойчивое развитие UCSB» . www.ucsb.edu . Проверено 8 февраля 2023 г.
- ^ Сабнис Р.В. (2010). Справочник по биологическим красителям и красителям: синтез и промышленное применение . Хобокен, Нью-Джерси: Уайли. ISBN 978-0-470-40753-0 .
- ^ «Рекомендации по применению: бромид этидия» (PDF) . Проверено 6 апреля 2014 г.
- ^ Борст П. (ноябрь 2005 г.). «Электрофорез ДНК этидия в агарозном геле: как все началось» . ИУБМБ Жизнь . 57 (11): 745–747. дои : 10.1080/15216540500380855 . ПМИД 16511967 .
- ^ Сигмон Дж., Ларком LL (октябрь 1996 г.). «Влияние бромистого этидия на подвижность фрагментов ДНК при электрофорезе в агарозном геле». Электрофорез . 17 (10): 1524–1527. дои : 10.1002/elps.1150171003 . ПМИД 8957173 . S2CID 10593378 .
- ^ Диас Ф., Байона-Бафалуй, член парламента, Рана М., Мора М., Хао Х., Мораес КТ (ноябрь 2002 г.). «Митохондриальная ДНК человека с большими делециями заселяет органеллы быстрее, чем полноразмерные геномы, при смягченном контроле количества копий» . Исследования нуклеиновых кислот . 30 (21): 4626–4633. дои : 10.1093/нар/gkf602 . ПМК 135822 . ПМИД 12409452 .
- ^ Рой Чоудхури А., Бакши Р., Ван Дж., Йилдирир Г., Лю Б., Паппас-Браун В. и др. (декабрь 2010 г.). «Уничтожение африканских трипаносом бромидом этидия» . ПЛОС Патогены . 6 (12): e1001226. дои : 10.1371/journal.ppat.1001226 . ПМК 3002999 . ПМИД 21187912 .
- ^ Цезарь Р., Уорринджер Дж., Бломберг А. (февраль 2006 г.). «Физиологическое значение и идентификация новых мишеней для N-концевой ацетилтрансферазы NatB» . Эукариотическая клетка . 5 (2): 368–378. doi : 10.1128/EC.5.2.368-378.2006 . ПМЦ 1405896 . ПМИД 16467477 .
- ^ Лян Х., Пэн Б., Донг С., Лю Л., Мао Дж., Вэй С. и др. (октябрь 2018 г.). «Катионные наночастицы как ингибитор воспаления, вызванного внеклеточной ДНК» . Природные коммуникации . 9 (1): 4291. Бибкод : 2018NatCo...9.4291L . дои : 10.1038/s41467-018-06603-5 . ПМК 6191420 . ПМИД 30327464 .
- ^ Олмстед Дж., Кернс Д.Р. (август 1977 г.). «Механизм усиления флуоресценции бромистого этидия при связывании с нуклеиновыми кислотами». Биохимия . 16 (16): 3647–3654. дои : 10.1021/bi00635a022 . ПМИД 889813 .
- ^ Хуан Ц, Фу В.Л. (2005). «Сравнительный анализ эффективности окрашивания ДНК различными флуоресцентными красителями при препаративном электрофорезе в агарозном геле». Клиническая химия и лабораторная медицина . 43 (8): 841–842. дои : 10.1515/CCLM.2005.141 . ПМИД 16201894 . S2CID 27423672 .
- ^ Мэдден Д. «Безопасные пятна для ДНК» . Проверено 8 декабря 2009 г.
- ^ Jump up to: а б Певица В.Л., Лоулор Т.Э., Юэ С. (февраль 1999 г.). «Сравнение мутагенности окраски геля нуклеиновой кислоты SYBR Green I и мутагенности бромида этидия в анализе обратной мутации микросом сальмонеллы/млекопитающих (тест Эймса)». Мутационные исследования . 439 (1): 37–47. Бибкод : 1999MRGTE.439...37S . дои : 10.1016/s1383-5718(98)00172-7 . ПМИД 10029672 .
- ^ Охта Т., Токишита С., Ямагата Х. (май 2001 г.). «Бромид этидия и SYBR Green I усиливают генотоксичность УФ-облучения и химических мутагенов в E. coli». Мутационные исследования . 492 (1–2): 91–97. Бибкод : 2001MRGTE.492...91O . дои : 10.1016/S1383-5718(01)00155-3 . ПМИД 11377248 .
- ^ «Отчет об испытаниях нового сока» (PDF) . Ньюмаркет Сайентифик.
- ^ Национальная программа токсикологии (15 августа 2005 г.). «Краткое содержание бромистого этидия: доказательства возможной канцерогенной активности» (PDF) . Проверено 30 сентября 2009 г.
- ^ «Краткое содержание бромистого этидия» (PDF) . Национальная программа токсикологии. 15 августа 2005 г. Проверено 30 сентября 2009 г.
- ^ Хенген ПН (июнь 1994 г.). «Утилизация бромистого этидия». Тенденции биохимических наук . 19 (6): 257–258. дои : 10.1016/0968-0004(94)90152-X . ПМИД 8073504 .
- ^ Броневой МА (2003). Руководство по утилизации опасных лабораторных химикатов (3-е изд.). КПР. стр. 222–223. ISBN 1-56670-567-3 .
- ^ Лунн Дж., Сансоне Э.Б. (май 1987 г.). «Бромистый этидий: уничтожение и обеззараживание растворов» . Аналитическая биохимия . 162 (2): 453–458. дои : 10.1016/0003-2697(87)90419-2 . ПМИД 3605608 .
- ^ Кийарде, П.; Хофнунг, М. (апрель 1988 г.). «Бромид этидия и безопасность - читатели предлагают альтернативные решения». Тенденции в генетике . 4 (4): 89–90. дои : 10.1016/0168-9525(88)90092-3 . ПМИД 3238760 .
- ^ «Утилизация бромистого этидия» . Архивировано из оригинала 15 апреля 2015 г. Проверено 3 октября 2006 г.
- ^ Jump up to: а б Мулугета В., Уилкс Дж., Мулату В., Маджива П.А., Масаке Р., Перегрин А.С. (апрель 1997 г.). «Длительное появление Trypanosoma congolense, устойчивого к диминазену, изометамидиуму и гомидию, у крупного рогатого скота в Гибе, Эфиопия». Акта Тропика . 64 (3–4). Эльзевир : 205–217. дои : 10.1016/s0001-706x(96)00645-6 . ПМИД 9107367 . S2CID 23878484 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с бромидом этидия, на Викискладе?
