Fluoresceină

Ben Valsler

În această săptămână, ce are de-a face un ring de dans dintr-un club de noapte cu un laborator de biologie? Kat Arney explică…

Kat Arney

În lumina rece a zilei, fluoresceina nu pare cine știe ce – doar o pudră roșie-portocalie plictisitoare. Dar, asemenea unui petrecăreț ale cărui adevărate culori apar doar după câteva pahare și o tură pe ringul de dans al unui club de noapte, dizolvați-o în alcool sau apă și puneți-o sub o lumină ultravioletă și fluoresceina prinde viață, strălucind cu o nuanță verde straniu.

Molécule organice alcătuite numai din carbon, oxigen și hidrogen, proprietățile sale fluorescente provin din faptul că este formată din patru inele hexagonale de carbon unite între ele. Lumina UV face ca electronii din aceste inele de carbon să fie supraexcitați, iar aceștia încep să danseze – la fel ca petrecărețul nostru iubitor de discotecă – eliberându-și excesul de energie sub formă de lumină.

Similară în ceea ce privește proprietățile sale moleculelor fluorescente naturale produse de anumite specii de bacterii, fluoresceina a fost sintetizată pentru prima dată în mod artificial de către Adolf von Baeyer, chimist german laureat al premiului Nobel și vrăjitor de coloranți, în 1871. De atunci, a fost folosită pe scară largă în tot felul de aplicații, de la cercetarea de laborator la asistența medicală, de la câmpurile petroliere la salvarea aer-mare.

De fapt, dacă sunteți purtător de lentile de contact, probabil că vi s-a pus fluoresceină – sau cel puțin sarea ei, fluoresceină sodică – în ochi atunci când mergeți la control la optician, de obicei prin atingerea ușoară a unei bucăți de hârtie absorbantă îmbibată în această substanță împotriva ochiului. Ceea ce se caută sunt mici zgârieturi pe suprafața globului ocular. Și pentru că fluoresceina se acumulează în aceste urme, ele apar ca niște urme verzi atunci când sunt văzute sub lumină albastră (nu se folosesc aici razele UV, pentru că sunt prea dăunătoare pentru vedere).

Alte utilizări medicale includ folosirea injecțiilor de fluoresceină în fluxul sanguin pentru a urmări vasele de sânge – o tehnică cunoscută sub numele de angiogramă cu fluoresceină, dezvoltată pentru prima dată în 1959 de un cuplu de studenți americani la medicină, Harold Novotny și David Alvis. Aceștia lucrau la modalități de a face fotografii ale vaselor de sânge din spatele ochiului și au observat că aparatul lor de fotografiat capta o ușoară fluorescență de la compușii cristalini care alcătuiesc cristalinul. Gândindu-se că introducerea unui colorant fluorescent în sânge se va dovedi a fi o modalitate bună de a evidenția rețeaua delicată de vase, au început să testeze diferite combinații de coloranți și filtre până când au ajuns la cele care sunt folosite și astăzi în întreaga lume.

În plus, fluoresceina este o substanță chimică foarte socială, care se atașează cu ușurință de alte molecule biologice, cum ar fi anticorpii sau elementele constitutive ale ADN-ului. Și tocmai datorită acestei proprietăți a devenit este iubită de biologi. O versiune a fluoresceinei numită FITC, sau „fitsy”, cum se pronunță de obicei, este folosită în mod obișnuit pentru a colora celule întregi sau moleculele din interiorul acestora. Acest lucru le permite cercetătorilor să le vizualizeze prin intermediul unui microscop echipat cu lumină UV sau cu lasere, creând imagini complicate ale funcționării interne a celulelor. Anticorpii marcați cu FITC sau cu fluoresceină sunt adesea utilizați în mașinile automate de sortare a celulelor, alături de alți markeri fluorescenți care strălucesc în culori diferite, pentru a separa celulele cu caracteristici distincte, astfel încât acestea să poată fi studiate mai în profunzime.

Capacitatea fluoresceinei de a se dizolva cu ușurință în apă este cea care o face, de asemenea, potrivită pentru aplicații la o scară mult mai mare. Deoarece există o anumită cantitate de UV în razele solare, aceasta va străluci în verde în lumina obișnuită a soarelui, precum și sub razele unei lămpi UV. Astfel, este folosit pentru a urmări fluxul de apă în canalizare și în alte cursuri de apă, precum și pentru a evidenția scurgeri de substanțe neplăcute, cum ar fi apele reziduale. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, avioanele naziste erau echipate cu „rachete de semnalizare” cu fluoresceină – mici pachete de substanțe chimice care erau eliberate în cazul în care avionul se prăbușea în apă, dezvăluind astfel locul unde se aflau epavele. În anii 1960, navele spațiale care se prăbușeau în ocean eliberau trasori de fluoresceină, permițând salvatorilor să localizeze nava – și pe astronauții care o ocupau – plutind pe valuri.

În cele din urmă, o sută de kilograme de fluoresceină a fost folosită pentru prima dată pentru a înverzi râul Chicago pentru a sărbători Ziua Sfântului Patrick în anii 1960, dar a fost rapid înlocuită cu coloranți pe bază de legume, mai ecologici, în urma unei campanii a ecologiștilor. Mai puțin amuzant, poate, dar mai blând cu viața sălbatică locală, cu siguranță.

Ben Valsler

Kat Arney despre fluoresceină, un compus care ne ajută să vedem și să fim văzuți. Săptămâna viitoare, faceți-vă bagajele, plecăm în vacanță cu Emma Stoye…

Emma Stoye

Unul dintre cele mai enervante lucruri legate de mersul în vacanță – pe lângă încercarea de a înghesui totul în bagajul de mână sau îngrijorarea cu privire la locul unde v-ați lăsat pașaportul – este perspectiva de a fi chinuit în mod constant de gândaci. Dacă, la fel ca mine, aveți pielea palidă – o momeală irezistibilă pentru muște, căpușe și țânțari – unul dintre parfumurile standard ale călătoriilor peste hotare este aroma de lămâie a repelentului de insecte.

Ben Valsler

Descoperiți cum evită Emma să înțepe insectele data viitoare. Până atunci, trimiteți-ne un mesaj cu sugestii de compuși pe care să îi abordăm prin tweeting @chemistryworld. Eu sunt Ben Valsler și voi reveni săptămâna viitoare.

.