Ben Valsler
Ezen a héten, mi köze van egy éjszakai klub táncparkettjének egy biológiai laborhoz? Kat Arney elmagyarázza…
Kat Arney
Hideg napfényben a fluoreszcein nem tűnik soknak – csak egy tompa narancsvörös por. De mint egy partiállat, akinek csak néhány ital és egy éjszakai klub táncparkettjén való pörgés után mutatkozik meg az igazi színe, ha feloldjuk alkoholban vagy vízben, majd ultraibolya fény alá tesszük, a fluoreszcein életre kel, és hátborzongató zöld árnyalattal izzik.
A kizárólag szénből, oxigénből és hidrogénből álló szerves molekula fluoreszkáló tulajdonságait az adja, hogy négy hatszögletű széngyűrűből áll, amelyek egymáshoz kapcsolódnak. Az UV-fény hatására e széngyűrűk elektronjai túlgerjesztődnek, és táncra perdülnek – akárcsak a mi diszkózni vágyó bulizónk -, felesleges energiájukat pedig fény formájában szabadítják fel.
A fluoreszceint, amely tulajdonságaiban hasonlít a természetben előforduló, bizonyos baktériumfajok által termelt fluoreszkáló molekulákhoz, először Adolf von Baeyer Nobel-díjas német kémikus és festékvarázsló állította elő mesterségesen 1871-ben. Azóta széles körben használják a legkülönfélébb alkalmazásokban a laboratóriumi kutatásoktól kezdve az egészségügyi ellátásig, az olajmezőkön át a légi-tengeri mentésig.
Forrás: Valójában, ha kontaktlencsét viselsz, akkor valószínűleg fluoreszceint – vagy legalábbis annak sóját, a fluoreszcein-nátriumot – tettek már a szemedbe, amikor az optikusnál jártál ellenőrzésre, általában úgy, hogy egy darab, az anyaggal átitatott törlőpapírt óvatosan a szemedhez érintesz. Amit keresnek, azok apró karcolások a szemgolyó felszínén. És mivel ezekben a foltokban fluoreszcein gyűlik össze, kék fényben (UV fényt itt nem használnak, mert az túlságosan károsítja a látást) zöld nyomokként jelennek meg.
Forrás: Brandon R. Holgersen őrvezető, Amerikai Tengerészgyalogság
A többi orvosi felhasználás közé tartozik a véráramba adott fluoreszcein-injekciók alkalmazása az erek nyomon követésére – ez a fluoreszcein-angiogram néven ismert technika, amelyet először 1959-ben fejlesztett ki egy amerikai orvostanhallgató-páros, Harold Novotny és David Alvis. Azon dolgoztak, hogyan lehetne fényképeket készíteni a szem hátsó részén lévő erekről, és észrevették, hogy kamerájuk a szemlencsét alkotó kristályos vegyületek enyhe fluoreszcenciáját érzékeli. Mivel úgy gondolták, hogy ha fluoreszkáló festéket tesznek a vérbe, az jó módszer lesz az erek finom hálózatának kiemelésére, nekiláttak a festékek és szűrők különböző kombinációinak teszteléséhez, míg végül rátaláltak azokra, amelyeket ma is használnak világszerte.
Forrás: ©
Fluoreszcein a retina kapilláris hemangiómájának leképezésére
A fluoreszcein ráadásul rendkívül szociális kémiai anyag, könnyen kötődik más biológiai molekulákhoz, például antitestekhez vagy a DNS építőköveihez. És éppen e tulajdonsága miatt vált a biológusok kedvenceivé. A fluoreszcein FITC-nek, vagy ahogy általában ejtik, “fitsy”-nek nevezett változatát általában egész sejtek vagy a bennük lévő molekulák festésére használják. Ez lehetővé teszi a kutatók számára, hogy UV-fénnyel vagy lézerrel felszerelt mikroszkópon keresztül láthatóvá tegyék őket, bonyolult képeket alkotva a sejtek belső működéséről. A FITC- vagy fluoreszcein-jelölt antitesteket gyakran használják az automatizált sejtválogató gépekben, más, különböző színben világító fluoreszcens markerekkel együtt, hogy elkülönítsék a különböző tulajdonságokkal rendelkező sejteket, így azok alaposabban tanulmányozhatók.
Forrás: NASA
A Gemini 4 űrhajó festéket bocsát a vízbe, hogy segítse a helymeghatározást a lezuhanás után, 1965. június.
A fluoreszcein vízben való könnyű oldhatósága miatt sokkal nagyobb léptékű alkalmazásra is alkalmas. Mivel a napsugarakban van egy bizonyos mennyiségű UV sugárzás, zöld színben fog világítani a normál napfényben, valamint az UV lámpa sugarai alatt is. Ezért használják a lefolyókban és más vízfolyásokban a víz áramlásának nyomon követésére, valamint az olyan kellemetlen anyagok szivárgásának kimutatására, mint a szennyvíz. A második világháborúban a náci repülőgépeket fluoreszcein “jelzőfényekkel” szerelték fel – a vegyi anyagot tartalmazó kis csomagokkal, amelyek akkor szabadultak fel, ha a repülőgép vízbe zuhant, és így felfedték a roncsok helyét. Az 1960-as években az óceánba csapódó űrhajók fluoreszcein nyomjelzőket bocsátottak ki, lehetővé téve a mentők számára, hogy kiszúrják a hullámokon bukdácsoló űrhajót – és annak űrhajós utasait -.
Forrás: ©
Az 1960-as években először száz kiló fluoreszceint használtak a chicagói folyó zöldre festésére a Szent Patrik-nap alkalmából, de a környezetvédők kampánya nyomán hamarosan környezetbarátabb növényi alapú festékekkel helyettesítették. Talán kevésbé szórakoztató, de a helyi élővilág számára biztosan kíméletesebb.
Ben Valsler
Kat Arney a fluoreszceinről, egy vegyületről, amely segít nekünk látni és láthatónak lenni. Jövő héten csomagoljatok, Emma Stoye-val megyünk nyaralni…
Emma Stoye
A nyaralás egyik legidegesítőbb dolga – a kézipoggyászba zsúfolva mindent megpróbálni, vagy azon aggódni, hol hagytuk az útlevelünket – az a kilátás, hogy folyamatosan bogarak gyötörnek. Ha hozzám hasonlóan sápadt a bőröd – ami ellenállhatatlan csábító a legyek, kullancsok és szúnyogok számára -, akkor a tengerentúli utazások egyik szokásos illata a rovarriasztó szerek citromos illata.
Ben Valsler
Tudd meg, hogyan kerüli el Emma legközelebb a csípős bogarakat. Addig is, írj nekünk bármilyen javaslatot a vegyületekkel kapcsolatban a @chemistryworld twitteren. Ben Valsler vagyok, és a jövő héten visszatérek.