ЕТИДИЕВ БРОМИД: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ, ТОКСИЧНОСТ - ХИМИЯ - 2025

В бромид етидиев е флуоресцентен ароматно съединение като способността, поради своята химическа структура, се вмъква между ДНК вериги. Той също така се свързва със силно сгънати РНК молекули. Това позволява взаимодействие между тази сол и азотните основи.

Етидиевият бромид абсорбира ултравиолетова светлина в обхват на дължината на вълната от 210 nm до 285 nm, излъчвайки оранжева флуоресценция от 605 nm. Интензивността на неговата флуоресценция се увеличава до 20 пъти при взаимодействие с ДНК.

ДНК оцветяване с етидиев бромид флуоресциращо под UV лъчение върху агарозен гел. Източник: Училище за природни ресурси от Ан Арбър

Поради свойството си на флуоресценция, етидиев бромид се използва за визуализиране на отделени фрагменти от ДНК чрез агарозна електрофореза (горно изображение); техника, въведена независимо от Aaij и Borst (1972) и Sharp (1973).

Етидиевият бромид, когато е интеркалиран между веригите на ДНК, също може да възпрепятства процеса му на дублиране и транскрипция; и следователно да бъде причина за генерирането на мутации. Въпреки това няма категорични доказателства в подкрепа на това предположение.

Химическа структура

Молекулна структура на етидиев бромид. Източник: Калверо.

В горното изображение имаме молекулярната структура на етидиев бромид, представена от неговата структурна формула.

Молекулата е почти напълно плосък, защото всички атоми на системата, образувана от три пръстени (фенантридин) и положително зареден азотен атом имат SP ² хибридизация. Но не е същото с неговите заместителни групи.

Крайно дясната фенилова група, аминогрупите и етилната група, прикрепена към заредения азот, са отговорни за системата, абсорбираща дължините на UV вълните, които по-късно характеризират флуоресценцията на етидиев бромид.

От друга страна, обърнете внимание, че междумолекулните им взаимодействия се управляват главно от електростатични атракции; и в по-малка степен те се държат заедно от лондонските дисперсивни сили на пръстените.

Имоти

име

Етидиев бромид.

Име на IUPAC: 3,8-Диамино-5-етил-6-фенилфенантридиниев бромид.

Синоними: домашен бромид и Dromilac.

Молекулярна формула

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

Външен вид

Тъмночервени кристали или се срещат като кафяв прах.

вкус

Горчив.

миризма

Твърди миризми.

Точка на топене

260-262 ° С (разлага се).

точка на запалване

> 100 ° C

разтворимост

40 g / L при 25 ° С във вода и 2 mg / mL в етанол.

плътност

0.34 грама / см ³

Парно налягане

1,2 · 10 ^-12 mmHg при 25 ° C (изчислено).

Коефициент на разпределение на октанол / вода

Вход Коу = - 0,38

разлагане

Когато се нагрява до разлагане, етидиевият бромид излъчва много токсичен дим от водороден бромид и азотни оксиди.

стабилност

Стабилен и несъвместим със силни окислители.

Рефракционен индекс

1,67 (изчислено).

рН

4-7 в 2% разтвор във вода.

Приложения

Полимеразна верижна реакция (PCR)

Полимеразната верижна реакция, PCR, позволява да се получат много копия, експоненциално започвайки от ДНК фрагмент. Техниката се основава на свойството на ензима ДНК полимераза да репликира ДНК вериги от неговите фрагменти, които служат като шаблон.

Това е техника, която има безкрайно приложение, включително откриване на мутации, свързани с наследствени заболявания; тестове за бащинство; идентификация на лице, извършило престъпление и т.н.

Етидиевият бромид помага да се идентифицират ДНК фрагменти, продукти от неговото ензимно разграждане, които могат да бъдат използвани в PCR техниката.

Електрофореза на агароза и акриламид гел на ДНК

Етидиевият бромид е включен в гела преди извършване на електрофорезата. Съединението се притъпява между ДНК ивиците и създава флуоресценция, когато е изложена на ултравиолетова светлина, която служи за разкриване на ДНК фрагментите, които са разделени при електрофореза.

Флуоресцентният модел на електрофорезата служи като ориентация за произхода на фрагментите на ДНК. Свързването на етидиевия бромид с ДНК променя конформацията, заряда, теглото и гъвкавостта на ДНК молекулата, което води до намаляване на подвижността на макромолекулата.

Този ефект се увеличава с увеличаването на размера на фрагмента на ДНК.

Действие на етидиев бромид върху трипанозоми

Етидиевият бромид започва да се използва при лечението на трипаносомоза при говеда през 50-те години, под името Homidio. Оттам идва и името хомид бромид като синоним на етидиев бромид.

Терапевтичната употреба на етидиев бромид се основава на неговата токсичност за митохондриите. Това се проявява чрез намаляване на броя на копията на митохондриалната ДНК.

Етидиевият бромид се свързва с молекулите на ДНК на трипанозома кинетопласт и променя конформацията си на DNAz. Тази форма на ДНК е смъртоносна, тъй като нейната репликация е инхибирана.

Използване в животински модел на множествена склероза

Директното инжектиране на етидиев бромид в казанчето магна води до възпроизводима остра лезия за загуба на миелин в мозъчния ствол на плъхове. Същата инжекция на гръбначния мозък при котки произвежда лезия, сравнима с тази, наблюдавана при плъхове.

Множествената склероза е автоимунно заболяване на нервната система, при което имунната система унищожава миелина, вещество, което покрива невроните.

токсичност

изложение

Етидиевият бромид се счита за токсично съединение, тъй като при вдишване предизвиква остро дразнене на дихателните пътища. Също така, при контакт с кожата, етидиев бромид може да причини възпаление и / или промяна в цвета.

Междувременно в очите острото облъчване причинява дразнене, зачервяване и болка в очите. Ето защо се препоръчва материалите, използвани с етидиев бромид, да се обработват с Информационния лист за безопасност на материалите (MSDS).

Мутагенен характер

Етидиевият бромид се счита за силно мутагенно съединение, тъй като при интеркалиране в ДНК може да повлияе на дублирането и транскрипцията му, причинявайки мутации; и дори, е посочено възможно канцерогенно действие.

Тестът AMES открива само индуциране на мутации от етидиев бромид в бактерии, когато в теста е използван чернодробен хомогенат.

Това ни накара да мислим, че тя не е пряко отговорна за появата на мутации в бактериите, но че те биха могли да бъдат следствие от действието на някакъв метаболит, генериран при взаимодействието на етидиев бромид с хомогената на черния дроб.

От друга страна, Програмата за природна токсикология установи, че етидиевият бромид не е мутагенен за плъхове и мишки. Въпреки това употребата му намалява в лабораториите, които го използват в своите изследвания.

Концентрацията на етидиев бромид, използвана при изследванията, е една хилядна от концентрацията на дозата, дадена на добитък при лечението на трипаносомоза, без появата на мутации.

Препратки

1. Доронина Вики. (2017). Изгаряне светло: кратка история на оцветяване на ДНК от етидиев бромид. Възстановени от: bitesizebio.com
2. Wikipedia. (2020). Етидиев бромид. Възстановено от: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). Етидиев бромид. ScienceDirect. Възстановено от: sciencedirect.com
4. Кралско химическо дружество. (2020). Етидиев бромид. Възстановени от: chemspider.com
5. Химическа книга. (2017). Етидиев бромид. Възстановено от: chemicalbook.com
6. Политехнически университет във Валенсия. (2012 г.). Стандартна процедура за работа с етидиев бромид. Възстановени от: sprl.upv.es