Etidiumbromid
|
|
|
|
|
|
| Namn | |
|---|---|
|
Föredraget IUPAC-namn
3,8-diamino-5-etyl-6-fenylfenantridin-5-iumbromid |
|
Andra namn
|
|
| Identifierare | |
|
3D-modell ( JSmol )
|
|
| 3642536 | |
| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.013.622 |
| EG-nummer |
|
| KEGG | |
|
PubChem CID
|
|
| RTECS-nummer |
|
| UNII | |
| FN-nummer | 2811 |
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| C21H20BrN3 _ _ _ _ _ | |
| Molar massa | 394,294 g/mol |
| Utseende | Lila-röd fast |
| Smältpunkt | 260 till 262 °C (500 till 504 °F; 533 till 535 K) |
| ~40 g/l | |
| Farmakologi | |
| QP51AX06 ( WHO ) | |
| Faror | |
| GHS- märkning : | |
 
|
|
| Fara | |
| H302 , H330 , H341 | |
| P201 , P202 , P260 , P284 , P301+P312 , P304+P340+P310 | |
| NFPA 704 (branddiamant) | |
| Flampunkt | > 100 °C (212 °F; 373 K) |
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
Etidiumbromid ( eller homidiumbromid , kloridsalt homidiumklorid ) är ett interkalerande medel som vanligtvis används som en fluorescerande tagg ( nukleinsyrafärgning ) i molekylärbiologiska laboratorier för tekniker som agarosgelelektrofores . Det förkortas vanligtvis som EtBr , vilket också är en förkortning för bromoethane . För att undvika förvirring har vissa laboratorier använt förkortningen EthBr för detta salt. När den utsätts för ultraviolett ljus kommer den att fluorescera med en orange färg och intensifieras nästan 20-faldigt efter bindning till DNA . Under namnet homidium har det använts vanligt sedan 1950-talet inom veterinärmedicin för att behandla trypanosomiasis hos nötkreatur. Den höga förekomsten av antimikrobiell resistens gör denna behandling opraktisk i vissa områden, där den relaterade isometamidiumkloriden används istället. Trots dess rykte som mutagen har tester visat att den har låg mutagenicitet utan metabolisk aktivering.
Struktur, kemi och fluorescens
Som med de flesta fluorescerande föreningar är etidiumbromid aromatisk . Dess heterocykliska kärndel är allmänt känd som en fenantridin , vars isomer är det fluorescerande färgämnet akridin . Absorptionsmaxima för EtBr i vattenlösning är vid 210 nm och 285 nm, vilket motsvarar ultraviolett ljus . Som ett resultat av denna excitation avger EtBr orange ljus med våglängden 605 nm.
Etidiumbromids intensiva fluorescens efter bindning med DNA beror förmodligen inte på stel stabilisering av fenyldelen , eftersom fenylringen har visat sig sticka ut utanför de interkalerade baserna. Faktum är att fenylgruppen är nästan vinkelrät mot ringsystemets plan, eftersom den roterar runt sin enkelbindning för att hitta en position där den kommer att träffa ringsystemet minimalt. Istället tros den hydrofoba miljön som finns mellan basparen vara ansvarig . Genom att flytta in i denna hydrofoba miljö och bort från lösningsmedlet, tvingas etidiumkatjonen att avleda alla vattenmolekyler som var associerade med den. Eftersom vatten är en mycket effektiv fluorescenssläckare gör avlägsnandet av dessa vattenmolekyler det möjligt för etidium att fluorescera. [ citat behövs ]
Ansökningar
Etidiumbromid används vanligtvis för att detektera nukleinsyror i molekylärbiologiska laboratorier. När det gäller DNA är detta vanligtvis dubbelsträngat DNA från PCR , restriktionsklyvningar , etc. Enkelsträngat RNA kan också detekteras, eftersom det vanligtvis viks tillbaka till sig självt och därmed ger lokal basparning för färgämnet att interkalera. Detektion involverar typiskt en gel som innehåller nukleinsyror placerad på eller under en ultraviolett lampa. Eftersom ultraviolett ljus är skadligt för ögon och hud, ses geler färgade med etidiumbromid vanligtvis indirekt med hjälp av en sluten kamera, med de fluorescerande bilderna inspelade som fotografier. Där direkt visning behövs bör betraktarens ögon och exponerade hud skyddas. I laboratoriet har de interkalerande egenskaperna länge använts för att minimera kromosomkondensering när en kultur exponeras för mitotiska stoppmedel under skörd. De resulterande objektglaspreparaten tillåter en högre grad av upplösning och därmed mer tillförsikt vid bestämning av kromosomernas strukturella integritet vid mikroskopisk analys. [ citat behövs ]
Etidiumbromid används också vid separation av DNA-fragment genom agarosgelelektrofores . Den läggs till löpbuffert och binder genom interkalering mellan DNA-baspar. När agarosgelen belyses med UV-ljus blir DNA-band synliga. Interkalering av EtBr kan förändra egenskaperna hos DNA-molekylen, såsom laddning, vikt, konformation och flexibilitet. Eftersom rörligheten för DNA-molekyler genom agarosgelen mäts i förhållande till en molekylviktsstandard, kan effekterna av EtBr vara avgörande för att bestämma storleken på molekyler.
Etidiumbromid har också använts i stor utsträckning för att minska antalet mitokondriella DNA- kopior i prolifererande celler. Effekten av EtBr på mitokondrie-DNA används inom veterinärmedicin för att behandla trypanosomiasis hos nötkreatur, eftersom EtBr binder molekyler av kinetoplastid -DNA och ändrar deras konformation till Z-DNA- formen. Denna form hämmar replikering av kinetoplastid-DNA, som är dödligt för trypanosomer.
Kloridsaltet homidiumklorid har samma tillämpningar.
Etidiumbromid kan tillsättas till YPD- media och användas som en hämmare för celltillväxt.
Bindningsaffiniteten för de katjoniska nanopartiklarna med DNA kunde utvärderas genom kompetitiv bindning med etidiumbromid.
Alternativ för gel
Det finns alternativ till etidiumbromid som annonseras som mindre farliga och har bättre prestanda. Till exempel används flera SYBR -baserade färgämnen av vissa forskare och det finns andra nya fläckar som "Novel Juice". SYBR-färgämnen är mindre mutagena än EtBr enligt Ames-testet med leverextrakt. Emellertid visade sig SYBR Green I faktiskt vara mer mutagen än EtBr för de bakterieceller som exponerats för UV (som används för att visualisera båda färgämnena). Detta kan vara fallet för andra "säkrare" färgämnen, men även om mutagena och toxicitetsdetaljer är tillgängliga har dessa inte publicerats i fackgranskade tidskrifter. MSDS för SYBR Safe rapporterar en LD 50 för råttor på över 5 g/kg, vilket är högre än för EtBr (1,5 g/kg). Många alternativa färgämnen är suspenderade i DMSO , vilket har egna hälsoeffekter, inklusive ökad hudabsorption av organiska föreningar. Trots prestandafördelen med att använda SYBR-färgämnen istället för EtBr för färgningsändamål, föredrar många forskare fortfarande EtBr eftersom det är betydligt billigare. [ citat behövs ]
Möjlig cancerframkallande aktivitet
Den mesta användningen av etidiumbromid i laboratoriet (0,25–1 µg/ml) är naturligtvis under LD50-doseringen. Tester på människor och längre studier i alla däggdjurssystem skulle krävas för att till fullo förstå den långsiktiga potentiella risken som etidiumbromid utgör för labbarbetare, men det är tydligt att etidiumbromid grundligt muterar och dödar både däggdjurs- och bakterieceller.
Hantering och kassering
Etidiumbromid är inte reglerat som farligt avfall i låga koncentrationer, men behandlas som farligt avfall av många organisationer. Material ska hanteras enligt tillverkarens säkerhetsdatablad (SDS). [ citat behövs ]
Bortskaffandet av laboratorietidiumbromid är fortfarande ett kontroversiellt ämne. Etidiumbromid kan brytas ned kemiskt, eller samlas upp och förbrännas. Det är vanligt att etidiumbromidavfall under en föreskriven koncentration kasseras normalt (som t.ex. att hälla det i ett avlopp). En vanlig praxis är att behandla etidiumbromid med natriumhypoklorit (blekmedel) före kassering. Enligt Lunn och Sansone ger kemisk nedbrytning med blekmedel föreningar som är mutagena enligt Ames-testet . Data saknas om de mutagena effekterna av nedbrytningsprodukter. Lunn och Sansone beskriver mer effektiva metoder för nedbrytning. rekommenderas avlägsnande av etidiumbromid från lösningar med aktivt kol eller jonbytarharts . Olika kommersiella produkter finns tillgängliga för denna användning.
Läkemedelsresistens
Trypanosomer i Gibe River Valley i sydvästra Etiopien visade universellt motstånd mellan juli 1989 och februari 1993. Detta indikerar sannolikt en permanent funktionsförlust i detta område mot det testade målet, T. congolense isolerad från Boran -boskap.
Se även
- fenantridin
- Agarosgelelektrofores och gelelektrofores av nukleinsyror
- GelRed (som i sig härrör från ethbr) och GelGreen , marknadsförs som säkrare och mer intensiva DNA-färger
- Propidiumjodid och propidiummonoazid , relaterade färgämnen
externa länkar
-
Media relaterade till etidiumbromid på Wikimedia Commons
