Ethidiumbromidstruktur, Eigenschaften, Verwendungszwecke, Toxizität

Er Ethidischer Bromid Es handelt sich um eine fluoreszierende und aromatische Verbindung, die aufgrund ihrer chemischen Struktur die Kapazität hat, zwischen den DNA. Außerdem bindet es an hoch gefaltete RNA -Moleküle. Dies ermöglicht eine Wechselwirkung zwischen diesem Salz und den Stickstoffbasen.

Ethidiumbromid absorbiert ultraviolettes Licht in einem Bereich von Wellenlängen zwischen 210 nm und 285 nm und emittiert eine orange Fluoreszenz 605 nm. Die Intensität seiner Fluoreszenz steigt bis zu 20 Mal, wenn sie mit der DNA interagiert.

DNA -Färbung mit Ethidiumbromid -Fluoreszenz unter UV -Strahlung im Agarosegel. Quelle: School of Natural Resources von Ann Arbor [CC BY (https: // creativeCommons.Org/lizenzen/by/2.0)]]

Aufgrund seiner Fluoreszenzeigenschaft wird das Ethidiumbromid verwendet, um die getrennten DNA -Fragmente mittels einer Agaroseelektrophorese (überlegenes Bild) zu visualisieren. Technik unabhängig von Aaij und Borst (1972) und Sharp (1973) eingeführt.

Ethidiumbromid beim Einsetzen zwischen den DNA -Ketten kann auch seine Duplikations- und Transkriptionsprozesse behindern; Und daher die Ursache der Erzeugung von Mutationen sein. Es gibt jedoch keine schlüssigen Beweise, die diese Annahme beweisen.

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Chemische Struktur

Molekülstruktur von Ethidiumbromid. Quelle: Calvero. [Public Domain]

In dem überlegenen Bild haben wir die molekulare Struktur des Ethidiumbromids durch seine strukturelle Formel.

Das Molekül ist fast vollständig flach, da alle Atome des Systems, die durch die drei Ringe (Phantridin) gebildet werden und das positiv belastete Stickstoffatom². Aber es geschieht nicht auf die gleiche Weise mit seinen Substituentengruppen.

Die Phenylgruppe des rechten Endes, die Aminogruppen und die mit dem geladene Stickstoff verbundene Ethylgruppe sind dafür verantwortlich, dass das System die UV -Wellenlängen absorbiert, die dann die Fluoreszenz des Ethidiumbromids charakterisieren.

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Beachten Sie andererseits, dass seine intermolekularen Wechselwirkungen hauptsächlich durch elektrostatische Attraktionen geregelt werden. Und in geringerem Maße bleiben sie durch die dispersiven Kräfte der Ringe zusammenhängend.

Eigenschaften

Name

Ethidischer Bromid.

IUPAC-Name: 3,8-Diamino-5-Etil-6-Fenilfenantridino Bromuro.

Synonyme: Homidio und Dromilac Bromid.

Molekularformel

C_{einundzwanzig}H_zwanzigN₃Br

Aussehen

Dunkelrote Kristalle oder wird als brauner Staub präsentiert.

Geschmack

Bitter.

Geruch

Solid Toilette.

Schmelzpunkt

260 - 262 ºC (zersetzt).

Zündungspunkt

> 100 ºC

Löslichkeit

40 g /l a 25 ° C in Wasser und in Ethanol 2 mg /ml.

Dichte

0,34 g / cm³

Dampfdruck

1,2 · 10^-12 mmHg bei 25 ºC (geschätzt).

Oktanol/Wasserpartitionskoeffizient

Log kow = - 0,38

Zersetzung

Wenn Ethidiumbromid zur Zersetzung erhitzt wird, emittiert es ein sehr giftiges Wasserstoffbromid und Stickoxide.

Stabilität

Stabil und unvereinbar mit starken Oxidationsmitteln.

Brechungsindex

1,67 (geschätzt).

pH

4 - 7 in einer 2 % igen Lösung im Wasser.

Anwendungen

Polymerasekettenreaktion (PCR)

Die Polymerasekettenreaktion, PCR, ermöglicht es Ihnen, viele Kopien exponentiell auf einem DNA -Fragment zu erhalten. Die Technik basiert auf der Eigenschaft des DNA -Polymerase -Enzyms, um DNA -Stränge aus seinen Fragmenten zu replizieren, die als Form dienen.

Es ist eine Technik, die unzählige Anwendungen hat, einschließlich des Erkennung von Mutationen im Zusammenhang mit erblichen Krankheiten. Vaterschaftstests; Identifizierung einer Person, die ein Verbrechen usw. begangen hat, usw.

Das Ethidiumbromid hilft die Identifizierung von DNA -Fragmenten, Produkte seines enzymatischen Abbaus, die in der PCR -Technik verwendet werden können.

DNA -Elektrophorese bei Agarose und Acrylamidgel

Ethidiumbromid ist zuvor in Elektrophoresegel eingebaut. Die Verbindung ist zwischen den DNA -Banden zwischenstrichen und erzeugt Fluoreszenz, wenn sie ultraviolettem Licht ausgesetzt ist, das dazu dient.

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Das Elektrophorese -Fluoreszenzmuster dient einer Ausrichtung über den Ursprung von DNA -Fragmenten. Die Vereinigung von Ethidium al -DNA -Bromid verändert die Konformation, Last, Gewicht und Flexibilität des DNA -Moleküls, was zu einer Verringerung der Mobilität des Makromoleküls führt.

Dieser Effekt nimmt mit zunehmender DNA -Fragmentgröße zu.

ETHYID -Bromidaktion auf Tripansomen

Ethidiumbromid begann bei der Behandlung von Viehtriposomiasis in den 1950er Jahren mit dem Namen Homidio. Von dort aus entstand der Name des Heimatbromids als Synonym für Ethidiumbromid.

Die therapeutische Verwendung von Ethidiumbromid basiert auf seiner Toxizität für Mitochondrien. Dies zeigt eine Verringerung der Anzahl der Kopien der mitochondrialen DNA.

Das Ethidiumbromid bindet an die DNA -Moleküle des Tripansomenkinetoplast. Diese Form der DNA ist tödlich, da ihre Replikation inhibiert wird.

Verwendung in einem Multiple -Sklerose -Modell bei Tieren

Die direkte ethidische Bromidinjektion in der Magna -Zisterne erzeugte einen akuten Verlust des reproduzierbaren Myelins im Gehirnstamm der Ratten.  Die gleiche Injektion in das Rückenmark der Katzen erzeugte eine Verletzung.

Multiple Sklerose ist eine Autoimmunerkrankung des Nervensystems, bei der das Immunsystem die Zerstörung von Myelin erzeugt, eine Substanz, die Neuronen abdeckt.

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Toxizität

Belichtung

Das Ethidiumbromid wird als toxische Verbindung angesehen, da es durch Inhalation eine akute Reizung des Atemwegs verursacht. Durch Kontakt mit der Haut kann Ethidiumbromid auch Entzündungen und/oder Verfärbungen verursachen.

In den Augen verursacht die akute Exposition in den Augen Reizungen, Rötungen und Augenschmerzen. Daher wird empfohlen, dass das mit dem Ethidiumbromid verwendete Material mit dem Sicherheitsblatt des Materials (MSDS) behandelt wird.

Mutagener Charakter

Ethidiumbromid hat als hoch mutagene Verbindung, da die Interkalation in der DNA ihre Duplikation und Transkription beeinflussen kann und Mutationen verursacht; Und selbst eine mögliche krebserzeugende Wirkung wurde darauf hingewiesen.

Der AMES -Test erkannte nur die Induktion von Mutationen durch das Ethidiumbromid in Bakterien, wenn im Test ein homogenisiertes Leber verwendet wurde.

Dies deutete darauf hin, dass es nicht direkt für das Auftreten von Mutationen in Bakterien verantwortlich ist, sondern dass dies die Folge der Wirkung eines Metaboliten sein könnte, das bei der Wechselwirkung des Etidio -Bromids mit der homogenisierten Leber erzeugt wurde.

Andererseits ergab das natürliche Toxikologieprogramm, dass das Ethidiumbromid für Ratten und Mäuse nicht mutagen war. Trotzdem wird seine Verwendung in Labors reduziert, die es in ihren Forschungen verwenden.

Die in Untersuchungen verwendete Konzentration des Ethidiumbromids ist jedoch die Tausendstel der Dosiskonzentration, die dem Rinder bei der Behandlung von Tripanosomiasis geliefert wird.

Verweise

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