ETHIDIUM BROMIDE: โครงสร้างคุณสมบัติการใช้ความเป็นพิษ - เคมี

โบรไมด์ ethidiumเป็นสารประกอบอะโรมาติกเรืองแสงที่มีความสามารถเพราะโครงสร้างทางเคมีของมัน จะ แทรกระหว่างโซ่ดีเอ็นเอ นอกจากนี้ยังจับกับโมเลกุล RNA ที่มีการพับสูง สิ่งนี้ช่วยให้เกิดปฏิสัมพันธ์ระหว่างเกลือนี้กับฐานไนโตรเจน

Ethidium bromide ดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตในช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 210 นาโนเมตรถึง 285 นาโนเมตรเปล่งแสงเรืองแสงสีส้ม 605 นาโนเมตร ความเข้มของการเรืองแสงจะเพิ่มขึ้นถึง 20 เท่าเมื่อมีปฏิกิริยากับดีเอ็นเอ

การย้อมสีดีเอ็นเอด้วยการเรืองแสงของเอทิเดียมโบรไมด์ภายใต้รังสียูวีบนเจลอะกาโรส ที่มา: School of Natural Resources จาก Ann Arbor

เนื่องจากคุณสมบัติในการเรืองแสงจึงใช้ ethidium bromide เพื่อแสดงภาพชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่แยกจากกันโดย agarose electrophoresis (ภาพบน); เทคนิคที่แนะนำโดย Aaij และ Borst (1972) และ Sharp (1973)

เอทิเดียมโบรไมด์เมื่อมีการสอดแทรกระหว่างโซ่ดีเอ็นเออาจขัดขวางกระบวนการทำซ้ำและการถอดความได้ จึงเป็นสาเหตุของการกลายพันธุ์ อย่างไรก็ตามไม่มีหลักฐานสรุปที่จะสนับสนุนข้อสันนิษฐานนี้

โครงสร้างทางเคมี

โครงสร้างโมเลกุลของ ethidium bromide ที่มา: Calvero

ในภาพบนเรามีโครงสร้างโมเลกุลของ ethidium bromide ซึ่งแสดงโดยสูตรโครงสร้าง

โมเลกุลที่เป็นเกือบแบนทั้งหมดเพราะทุกอะตอมของระบบที่เกิดขึ้นจากสามวง (phenanthridine) และอะตอมไนโตรเจนประจุบวกมี SP ²ผสมพันธุ์ แต่มันไม่เหมือนกันกับกลุ่มทดแทน

กลุ่มฟีนิลทางขวาสุดกลุ่มอะมิโนและกลุ่มเอทิลที่จับกับไนโตรเจนที่มีประจุไฟฟ้ามีหน้าที่ทำให้ระบบดูดซับความยาวคลื่น UV ซึ่งจะกำหนดลักษณะการเรืองแสงของเอทิเดียมโบรไมด์

ในทางกลับกันโปรดทราบว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของพวกเขาส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยสถานที่ท่องเที่ยวที่เกิดไฟฟ้าสถิต และในระดับที่น้อยกว่าพวกเขาถูกรวมตัวกันโดยกองกำลังกระจายตัวของวงแหวนแห่งลอนดอน

คุณสมบัติ

ชื่อ

เอทิเดียมโบรไมด์

ชื่อ IUPAC: 3,8-Diamino-5-ethyl-6-phenylphenanthridinium bromide

คำพ้องความหมาย: homide bromide และ Dromilac

สูตรโมเลกุล

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ Br

ลักษณะทางกายภาพ

ผลึกสีแดงเข้มหรือเกิดเป็นผงสีน้ำตาล

ลิ้มรส

ขม

กลิ่น

ของแข็งไม่มีกลิ่น

จุดหลอมเหลว

260-262 ° C (สลายตัว)

จุดระเบิด

> 100 ºC

การละลาย

40 g / L ที่ 25 ºCในน้ำและ 2 mg / mL ในเอทานอล

ความหนาแน่น

0.34 ก. / ซม. ³

ความดันไอ

1.2 · ^10-12 mmHg ที่ 25 ° C (โดยประมาณ)

ค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งออกทานอล / น้ำ

ล็อกโคว = - 0.38

การจำแนก

เมื่อได้รับความร้อนจนเกิดการสลายตัว ethidium bromide จะปล่อยควันพิษของไฮโดรเจนโบรไมด์และไนโตรเจนออกไซด์ออกมา

ความมั่นคง

เสถียรและเข้ากันไม่ได้กับตัวออกซิไดซ์ที่แรง

ดัชนีหักเห

1.67 (โดยประมาณ)

พีเอช

4-7 ในสารละลาย 2% ในน้ำ

การประยุกต์ใช้งาน

ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (PCR)

ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส PCR ช่วยให้ได้สำเนาจำนวนมากโดยเริ่มจากชิ้นส่วนดีเอ็นเอ เทคนิคนี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเอนไซม์ DNA polymerase ในการจำลองสายดีเอ็นเอจากชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่เป็นแม่แบบ

เป็นเทคนิคที่มีการใช้งานไม่สิ้นสุดรวมถึงการตรวจหาการกลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับโรคทางพันธุกรรม การทดสอบความเป็นพ่อ การระบุตัวบุคคลที่ก่ออาชญากรรม ฯลฯ

Ethidium bromide ช่วยในการระบุชิ้นส่วนดีเอ็นเอผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลายของเอนไซม์ที่สามารถใช้ในเทคนิค PCR

Agarose และ acrylamide gel electrophoresis ของ DNA

ethidium bromide จะรวมอยู่ในเจลก่อนที่จะทำการอิเล็กโทรโฟรีซิส สารประกอบนี้คั่นกลางระหว่างแถบดีเอ็นเอและก่อให้เกิดการเรืองแสงเมื่อสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตซึ่งทำหน้าที่เปิดเผยชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่แยกออกจากอิเล็กโทรโฟรีซิส

รูปแบบการเรืองแสงของอิเล็กโทรโฟเรซิสทำหน้าที่เป็นทิศทางเกี่ยวกับที่มาของชิ้นส่วนดีเอ็นเอ การจับ ethidium bromide กับ DNA จะเปลี่ยนโครงสร้างประจุน้ำหนักและความยืดหยุ่นของโมเลกุล DNA ซึ่งส่งผลให้ความคล่องตัวของโมเลกุลขนาดเล็กลดลง

ผลกระทบนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อขนาดของชิ้นส่วนดีเอ็นเอเพิ่มขึ้น

การกระทำของ ethidium bromide ต่อทริปพาโนโซม

Ethidium bromide เริ่มถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคทริปาโนโซมิเอซิสในโคในปี 1950 ภายใต้ชื่อโฮมิดิโอ จากนั้นมาชื่อ homide bromide เป็นคำพ้องความหมายของ ethidium bromide

การใช้ ethidium bromide ในการรักษานั้นขึ้นอยู่กับความเป็นพิษต่อไมโทคอนเดรีย สิ่งนี้แสดงให้เห็นโดยการลดจำนวนสำเนาของไมโตคอนเดรียดีเอ็นเอ

Ethidium bromide จับกับโมเลกุลดีเอ็นเอของไคเนโทพลาสต์ทริปโนโซมและเปลี่ยนรูปแบบเป็น DNAz ดีเอ็นเอรูปแบบนี้เป็นอันตรายถึงตายเนื่องจากการจำลองแบบถูกยับยั้ง

ใช้ในรูปแบบสัตว์ของโรคระบบประสาทส่วนกลางเสื่อม

การฉีด ethidium bromide เข้าไปใน cisterna magna โดยตรงทำให้เกิดแผลการสูญเสียไมอีลินเฉียบพลันที่ทำซ้ำได้ในก้านสมองของหนู การฉีดไขสันหลังแบบเดียวกันในแมวทำให้เกิดรอยโรคได้เหมือนกับที่เห็นในหนู

โรคระบบประสาทส่วนกลางเสื่อมเป็นโรคแพ้ภูมิตัวเองของระบบประสาทซึ่งระบบภูมิคุ้มกันทำลายไมอีลินซึ่งเป็นสารที่ปกคลุมเซลล์ประสาท

ความเป็นพิษ

นิทรรศการ

Ethidium bromide ถือเป็นสารประกอบที่เป็นพิษเนื่องจากการหายใจเข้าไปจะทำให้เกิดการระคายเคืองอย่างเฉียบพลันของทางเดินหายใจ นอกจากนี้เมื่อสัมผัสกับผิวหนัง ethidium bromide อาจทำให้เกิดการอักเสบและ / หรือเปลี่ยนสีได้

ในขณะเดียวกันในดวงตาการสัมผัสอย่างเฉียบพลันทำให้เกิดอาการระคายเคืองตาแดงและปวดตา ดังนั้นขอแนะนำให้ใช้วัสดุที่ใช้ร่วมกับ ethidium bromide ด้วยเอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุ (MSDS)

ลักษณะการกลายพันธุ์

Ethidium bromide ถือเป็นสารประกอบที่ก่อให้เกิดการกลายพันธุ์อย่างมากเนื่องจากเมื่อนำไปผสมกับ DNA อาจส่งผลต่อการทำสำเนาและการถอดความทำให้เกิดการกลายพันธุ์ และแม้กระทั่งการกระทำที่อาจก่อมะเร็งได้ถูกชี้ให้เห็น

การทดสอบ AMES ตรวจพบเฉพาะการกระตุ้นให้เกิดการกลายพันธุ์โดย ethidium bromide ในแบคทีเรียเมื่อใช้ homogenate ของตับในการทดสอบ

สิ่งนี้ทำให้เราคิดว่ามันไม่ได้มีส่วนรับผิดชอบโดยตรงต่อการปรากฏตัวของการกลายพันธุ์ในแบคทีเรีย แต่สิ่งเหล่านี้อาจเป็นผลมาจากการกระทำของเมตาโบไลต์บางตัวที่สร้างขึ้นจากปฏิสัมพันธ์ของเอทิเดียมโบรไมด์กับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของตับ

ในทางกลับกันโครงการพิษวิทยาตามธรรมชาติระบุว่า ethidium bromide ไม่ก่อให้เกิดการกลายพันธุ์สำหรับหนูและหนู อย่างไรก็ตามเรื่องนี้การใช้จะลดลงในห้องปฏิบัติการที่ใช้ในการวิจัย

อย่างไรก็ตามความเข้มข้นของ ethidium bromide ที่ใช้ในการวิจัยคือหนึ่งในพันของความเข้มข้นของขนาดยาที่ให้กับโคในการรักษาโรคทริปาโนโซมิเอซิสโดยไม่มีการกลายพันธุ์

อ้างอิง

Doronina Vicki (2017) การเผาไหม้ที่สดใส: ประวัติโดยย่อของการย้อมสี DNA ของ ethidium bromide สืบค้นจาก: bitesizebio.com
วิกิพีเดีย (2020) เอทิเดียมโบรไมด์ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
ElSevier BV (2020) เอทิเดียมโบรไมด์ ScienceDirect ดึงมาจาก: sciencedirect.com
ราชสมาคมเคมี. (2020) เอทิเดียมโบรไมด์ สืบค้นจาก: chemspider.com
หนังสือเคมี. (2017) เอทิเดียมโบรไมด์ สืบค้นจาก: chemicalbook.com
มหาวิทยาลัยโพลีเทคนิควาเลนเซีย (2012) ขั้นตอนมาตรฐานสำหรับการทำงานกับ ethidium bromide กู้คืนจาก: sprl.upv.es

ETHIDIUM BROMIDE: โครงสร้างคุณสมบัติการใช้ความเป็นพิษ - เคมี - 2025