بروميد الإيثيديوم: التركيب والخصائص والاستخدامات والسمية - كيمياء - 2025

و بروميد إيثيديوم هو مركب العطرية الفلورسنت لديها القدرة، بسبب التركيب الكيميائي لها، أن تدرج بين سلاسل الحمض النووي. كما أنه يرتبط بجزيئات الحمض النووي الريبي شديدة الانحناء. هذا يسمح للتفاعل بين هذا الملح والقواعد النيتروجينية.

يمتص بروميد الإيثيديوم الضوء فوق البنفسجي في مدى طول موجي من 210 نانومتر إلى 285 نانومتر ، مما يؤدي إلى تألق برتقالي يبلغ 605 نانومتر. تزداد شدة تألقه حتى 20 مرة عندما يتفاعل مع الحمض النووي.

تلطيخ الحمض النووي مع تألق بروميد الإيثيديوم تحت الأشعة فوق البنفسجية على هلام الاغاروز. المصدر: مدرسة الموارد الطبيعية من آن أربور

نظرًا لخصائصه الفلورية ، يتم استخدام بروميد الإيثيديوم لتصوير شظايا الحمض النووي المنفصلة عن طريق الرحلان الكهربائي (الصورة العلوية) ؛ تم تقديم هذه التقنية بشكل مستقل بواسطة Aaij and Borst (1972) و Sharp (1973).

يمكن لبروميد الإيثيديوم ، عندما يقحم بين سلاسل الدنا ، أن يعيق أيضًا عمليات النسخ والنسخ ؛ وبالتالي ، تكون سببًا في توليد الطفرات. ومع ذلك ، لا يوجد دليل قاطع لدعم هذا الافتراض.

التركيب الكيميائي

التركيب الجزيئي لبروميد إيثيديوم. المصدر: كالفيرو.

في الصورة العليا لدينا التركيب الجزيئي لبروميد الإيثيديوم ممثلة بصيغته الهيكلية.

يكون الجزيء مسطحًا تمامًا تقريبًا ، لأن جميع ذرات النظام المكونة من الحلقات الثلاث (الفينانثريدين) وذرة النيتروجين موجبة الشحنة لها تهجين sp ². لكنها ليست هي نفسها مع مجموعاتها البديلة.

تعتبر مجموعة فينيل أقصى اليمين ، والمجموعات الأمينية ، ومجموعة الإيثيل المرتبطة بالنيتروجين المشحون مسؤولة عن امتصاص النظام لأطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية التي تميز فيما بعد مضان بروميد الإيثيديوم.

من ناحية أخرى ، لاحظ أن تفاعلاتها بين الجزيئات تحكمها عوامل الجذب الكهروستاتيكية ؛ وبدرجة أقل ، يتم تجميعهم معًا بواسطة قوى لندن المشتتة للحلقات.

الخصائص

اسم

بروميد الايثيديوم.

اسم IUPAC: 3،8-Diamino-5-ethyl-6-phenylphenanthridinium bromide.

المرادفات: homide bromide و Dromilac.

الصيغة الجزيئية

C ₂₁ H ₂₀ N ₃ برازيلي

مظهر جسماني

بلورات حمراء داكنة أو تظهر على شكل مسحوق بني.

المذاق

مرارة - مر.

رائحة

مادة صلبة عديمة الرائحة.

نقطة الانصهار

260-262 درجة مئوية (تتحلل).

نقطة الاشتعال

> 100 درجة مئوية

الذوبان

40 جم / لتر عند 25 درجة مئوية في الماء و 2 مجم / مل في الإيثانول.

كثافة

0.34 جم / سم ³

ضغط البخار

1.2 · ^10-12 مم زئبق عند 25 درجة مئوية (تقديري).

معامل فصل الأوكتانول / الماء

Log Kow = - 0.38

تقسيم

عندما يتم تسخينه للتحلل ، فإن بروميد الإيثيديوم ينبعث منه دخان شديد السمية من بروميد الهيدروجين وأكاسيد النيتروجين.

المزيد

مستقر وغير متوافق مع عوامل مؤكسدة قوية.

معامل الانكسار

1.67 (تقديري).

الرقم الهيدروجيني

4-7 في محلول 2٪ في الماء.

التطبيقات

تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR)

يسمح تفاعل البلمرة المتسلسل ، PCR ، بالحصول على العديد من النسخ بشكل أسي بدءًا من جزء الحمض النووي. تعتمد هذه التقنية على خاصية إنزيم بوليميريز الحمض النووي لتكرار خيوط الحمض النووي من شظاياها التي تعمل كقالب.

إنها تقنية لها تطبيقات لا حصر لها ، بما في ذلك الكشف عن الطفرات المتعلقة بالأمراض الوراثية ؛ اختبارات الأبوة تحديد هوية الشخص الذي ارتكب جريمة ، إلخ.

يساعد بروميد الإيثيديوم على تحديد أجزاء الحمض النووي ، ومنتجات تحللها الأنزيمي التي يمكن استخدامها في تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل.

الاغاروز والاكريلاميد الكهربائي للهلام للحمض النووي

يتم دمج بروميد الإيثيديوم في الهلام قبل إجراء الفصل الكهربائي. يتم وضع المركب بين نطاقات الحمض النووي وينتج مضانًا عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية التي تعمل على الكشف عن شظايا الحمض النووي التي يتم فصلها عن طريق الرحلان الكهربائي.

يعمل نمط التألق للرحلان الكهربائي كتوجيه حول أصل شظايا الحمض النووي. يؤدي ارتباط بروميد إيثيديوم بالحمض النووي إلى تغيير التشكل والشحنة والوزن والمرونة في جزيء الحمض النووي ، مما يؤدي إلى انخفاض في حركة الجزيء الكبير.

يزداد هذا التأثير مع زيادة حجم جزء الحمض النووي.

عمل بروميد إيثيديوم على المثقبيات

بدأ استخدام بروميد الإيثيديوم في علاج داء المثقبيات في الماشية في الخمسينيات من القرن الماضي ، تحت اسم Homidio. من هناك جاء اسم بروميد هوميد كمرادف لبروميد إيثيديوم.

يعتمد الاستخدام العلاجي لبروميد الإيثيديوم على سميته للميتوكوندريا. يتجلى ذلك من خلال انخفاض عدد نسخ الحمض النووي للميتوكوندريا.

يرتبط بروميد الإيثيديوم بجزيئات الحمض النووي في الخلايا المثقبية الحركية ويغير شكلها إلى DNAz. هذا الشكل من الحمض النووي قاتل ، حيث يتم منع تكاثره.

استخدم في نموذج حيواني لمرض التصلب المتعدد

أنتج الحقن المباشر لبروميد الإيثيديوم في الخزان ماجنا آفة فقدان المايلين الحادة القابلة للتكرار في جذع دماغ الفئران. أنتجت نفس حقن الحبل الشوكي في القطط آفة مماثلة لتلك التي شوهدت في الفئران.

التصلب المتعدد هو أحد أمراض المناعة الذاتية للجهاز العصبي ، حيث يقوم الجهاز المناعي بتدمير مادة المايلين ، وهي مادة تغطي الخلايا العصبية.

تسمم

معرض

يعتبر بروميد الإيثيديوم مركبًا سامًا لأنه عن طريق الاستنشاق يسبب تهيجًا حادًا في الجهاز التنفسي. أيضًا ، عند ملامسته للجلد ، يمكن أن يسبب بروميد الإيثيديوم الالتهاب و / أو تغير اللون.

وفي الوقت نفسه ، يسبب التعرض الحاد في العين تهيجًا واحمرارًا وألمًا في العين. لذلك ، يوصى بمعالجة المواد المستخدمة مع بروميد الإيثيديوم مع صحيفة بيانات سلامة المواد (MSDS).

الطابع المطفر

يعتبر بروميد الإيثيديوم مركبًا مسببًا للطفرات بشكل كبير ، لأنه عندما يتم إقحامه في الحمض النووي يمكن أن يؤثر على نسخه ونسخه ، مما يتسبب في حدوث طفرات ؛ وحتى ، قد تمت الإشارة إلى عمل مسرطن محتمل.

اكتشف اختبار AMES فقط تحريض الطفرات بواسطة بروميد الإيثيديوم في البكتيريا ، عندما تم استخدام متجانسة الكبد في الاختبار.

قادنا هذا إلى الاعتقاد بأنها ليست مسؤولة بشكل مباشر عن ظهور الطفرات في البكتيريا ، ولكن يمكن أن تكون هذه نتيجة لعمل بعض المستقلبات الناتجة عن تفاعل بروميد الإيثيديوم مع متجانس الكبد.

من ناحية أخرى ، أثبت برنامج علم السموم الطبيعي أن بروميد الإيثيديوم لم يكن مطفرًا للجرذان والفئران. على الرغم من ذلك ، يتم تقليل استخدامه في المختبرات التي تستخدمه في أبحاثهم.

ومع ذلك ، فإن تركيز بروميد الإيثيديوم المستخدم في التحقيقات هو واحد بالألف من تركيز الجرعة المعطاة للماشية في علاج داء المثقبيات ، دون ظهور طفرات.

المراجع

1. دورونينا فيكي. (2017). حرق مشرق: تاريخ موجز لتلطيخ الحمض النووي لبروميد الإيثيديوم. تم الاسترجاع من: bitesizebio.com
2. ويكيبيديا. (2020). بروميد الايثيديوم. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
3. ElSevier BV (2020). بروميد الايثيديوم. ScienceDirect. تم الاسترجاع من: sciencedirect.com
4. الجمعية الملكية للكيمياء. (2020). بروميد الايثيديوم. تم الاسترجاع من: chemspider.com
5. كتاب كيميائي. (2017). بروميد الايثيديوم. تم الاسترجاع من: chemicalbook.com
6. جامعة البوليتكنيك في فالنسيا. (2012). الإجراء القياسي للعمل مع بروميد إيثيديوم. تم الاسترجاع من: sprl.upv.es