Diacétate de fluorescéine(FDA), de formule moléculaire C24H16O7, numéro CAS 596-09-8, poids moléculaire 416,380, apparaît généralement sous la forme d'une poudre jaune clair avec une bonne cristallinité. La solubilité dans l'acétone est relativement élevée, atteignant jusqu'à 25 mg/mL. Cependant, les informations sur sa solubilité dans d’autres solvants sont limitées, mais on pense généralement que sa solubilité est affectée par la polarité et la température du solvant. C'est un composé lipophile qui peut pénétrer dans la membrane cellulaire des cellules vivantes et être hydrolysé comme substrat d'estérase pour produire de la fluorescéine fluorescente. Cette caractéristique le rend largement applicable dans des domaines tels que la détection de la viabilité cellulaire, la détection microbienne et l'évaluation de l'activité enzymatique. Elle n'émet pas de lumière elle-même, mais la fluorescéine produite par hydrolyse dans les cellules vivantes peut émettre une fluorescence verte. Ses longueurs d'onde d'excitation et d'émission sont respectivement de 488 nm et 530 nm, ce qui en fait une sonde fluorescente couramment utilisée en cytométrie en flux et dans d'autres instruments de détection biologique.
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Formule chimique |
C24H16O7 |
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Masse exacte |
416 |
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Poids moléculaire |
416 |
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m/z |
416 (100.0%), 417 (26.0%), 418 (2.7%), 418 (1.4%) |
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Analyse élémentaire |
C, 69.23; H, 3.87; O, 26.90 |
Diacétate de fluorescéine(FDA) est une substance chimique largement utilisée dans les domaines de la biologie, de la médecine, de la surveillance environnementale et de l'industrie.
Biologie et recherche médicale
1. Viabilité cellulaire et détection d’activité
(1) Analyse par cytométrie en flux : en tant que substrat d'estérase, il peut pénétrer dans les cellules vivantes à travers la membrane cellulaire et être hydrolysé en fluorescéine par les estérases à l'intérieur des cellules, émettant une fluorescence verte. Par conséquent, il est souvent utilisé en cytométrie en flux pour détecter la viabilité cellulaire et évaluer l’état de survie des cellules en mesurant l’intensité de la fluorescence.
(2) Évaluation de la cytotoxicité : dans les études de cytotoxicité, elle peut être utilisée pour évaluer les effets de médicaments, de produits chimiques, etc. sur l'activité cellulaire. En comparant les changements d’intensité de fluorescence des cellules avant et après le traitement, il est possible de déterminer si ces substances ont des effets toxiques sur les cellules.
2. Détection et identification microbiennes
(1) Détection de l'activité microbienne : peut être utilisée pour détecter l'activité microbienne dans l'environnement, telle que l'activité microbienne totale dans le sol. En mesurant l'intensité de fluorescence produite par l'hydrolyse du FDA par des micro-organismes, le niveau d'activité des micro-organismes peut être évalué.
(2) Détection de bactéries et de virus : Dans la recherche biologique et médicale, il peut également être utilisé pour détecter la présence de bactéries et de virus. Grâce à des techniques spécifiques de coloration ou de marquage, une identification et un comptage rapides des bactéries et des virus peuvent être réalisés.
3. Biomarqueurs et détection de l’activité enzymatique
(1) Évaluation de l'activité enzymatique : peut être utilisé comme substrat pour diverses enzymes afin d'évaluer leur activité. Par exemple, il peut servir de substrat fluorescent pour la glutathion humaine S-transférase Pi (hGTP1-1), et son activité peut être évaluée en mesurant l'intensité de la fluorescence.
(2) Détection de biomarqueurs : dans le diagnostic des maladies, elle peut être utilisée pour détecter la présence et le niveau de certains biomarqueurs, tels que les marqueurs des cellules cancéreuses. Le diagnostic précoce et le suivi du traitement des maladies peuvent être réalisés grâce à des méthodes de détection spécifiques.
Surveillance environnementale
1. Surveillance de la qualité de l'eau
(1) Détection des micro-organismes dans l'eau : peut être utilisé pour détecter les micro-organismes dans l'eau, tels que les kystes vivants de Giardia. En mesurant l'intensité de la fluorescence produite par l'hydrolyse du FDA par des micro-organismes présents dans des échantillons d'eau, la contamination microbienne de la qualité de l'eau peut être évaluée.
(2) Évaluation de la vitalité des algues : dans le cadre de la surveillance environnementale, elle peut également être utilisée pour évaluer l'état de vitalité des algues dans les plans d'eau.
En mesurant la capacité d'absorption et de conversion des cellules d'algues vers le FDA, l'état de croissance et la qualité de l'environnement écologique des algues peuvent être déterminés.
2. Surveillance des sols
Activité microbienne du sol : Comme mentionné précédemment, il peut être utilisé pour mesurer l’activité microbienne totale du sol. Ceci est d’une grande importance pour évaluer l’état de santé et le niveau de fertilité des écosystèmes du sol.
Applications industrielles
1. Équipement LED
Matériau fluorescent : il peut être utilisé comme matériau fluorescent dans les appareils LED pour convertir et ajuster la couleur de la lumière en absorbant la lumière émise par la LED et en émettant différentes couleurs de fluorescence.
2. Marquage à l'huile
Agent d'étiquetage fluorescent : Dans l'industrie pétrolière, il peut être utilisé comme agent d'étiquetage fluorescent. En l’ajoutant aux produits pétroliers pour leur conférer des propriétés fluorescentes, il facilite l’identification et la localisation dans les processus de détection, de suivi et de récupération des fuites.
Autres applications
1. Détection de température dans la recherche médicale
Sonde sensible à la température : les propriétés de fluorescence sont sensibles à la température, elle peut donc être utilisée comme sonde sensible à la température dans la recherche médicale. En mesurant les changements d'intensité de fluorescence, il est possible de surveiller-en temps réel les changements de température dans l'environnement in vivo ou in vitro.
2. Traitement des maladies ischémiques
Traiter l'ischémie : Des études ont montré qu'il peut être utilisé pour traiter les maladies ischémiques dans certaines situations. Grâce à son mécanisme biochimique spécifique, il peut favoriser la récupération et la réparation des tissus ischémiques.
La synthèse dediacétate de fluorescéine(FDA) est un processus chimique complexe mais important, et ses produits ont de nombreuses applications en biologie, en médecine, en surveillance environnementale et dans d'autres domaines.
La synthèse du FDA est généralement basée sur la fluorescéine ou ses composés précurseurs, qui introduisent des groupes acide acétique par des réactions d'estérification. La réaction d'estérification est une réaction de synthèse organique couramment utilisée, qui implique généralement la réaction d'un acide carboxylique et d'un alcool en présence d'un catalyseur acide pour produire des esters. En synthèse, la fluorescéine ou son précurseur (comme la diacétylfluorescéine) réagit avec l'anhydride acétique pour produire la substance.
1. Préparation des matières premières
Fluorescéine :
En tant que matière première, la fluorescéine peut être synthétisée ou achetée par diverses méthodes.
Anhydride acétique :
En tant qu'agent acylant dans les réactions d'estérification, la pureté et la stabilité doivent être garanties.
Catalyseurs :
Tels que la pyridine et l’acide sulfurique, sont utilisés pour favoriser les réactions d’estérification.
Solvant:
Tels que l'éthanol anhydre, le DMSO, etc., utilisés pour dissoudre les réactifs et les produits, favorisent la progression uniforme de la réaction.
2. Réaction d'estérification
(1) Conditions de réaction :
Habituellement effectué à une certaine température (telle que 90-120 degrés C) et pression pour assurer un mélange et une réaction complets des réactifs.
(2) Étapes de fonctionnement :
Dissoudre la fluorescéine dans une quantité appropriée de solvant, ajouter de l'anhydride acétique et du catalyseur, remuer uniformément, puis chauffer et refluer pendant un certain temps (par exemple plusieurs heures). Une surveillance continue de la progression de la réaction est nécessaire pendant le processus de réaction pour garantir une réaction complète.
(3) Post-traitement :
Une fois la réaction terminée, le produit brut est obtenu par des étapes telles que la filtration, le lavage et le séchage. Ensuite, la purification a été effectuée à l'aide de méthodes telles que la recristallisation et la chromatographie sur colonne pour obtenir du FDA de haute -pureté.
3. Exemples de synthèse spécifiques
(1) Préparation de fluorescéine :
Premièrement, la fluorescéine est préparée par une série de réactions chimiques. Ce procédé peut comprendre des étapes telles que la fusion, l'ajout de chlorure de zinc, la réaction, la solidification, le refroidissement, le traitement acide, le lavage, le séchage, etc.
(2) Réaction d’estérification :
Prenez une certaine quantité de fluorescéine (telle que 6,3 g, environ 0,02 mol), ajoutez une quantité appropriée d'anhydride acétique (telle que 16 ml, environ 5 fois la quantité théorique) et un catalyseur (tel que la pyridine), chauffez à une certaine température (telle que 90 degrés C) dans un bain d'huile, remuez et mélangez uniformément. Ensuite, augmentez progressivement la température jusqu'à une température plus élevée (par exemple 120 degrés C) et réagissez pendant un certain temps (par exemple 7 heures).
(3) Post-traitement :
Une fois la réaction terminée, refroidir naturellement à température ambiante et filtrer pour obtenir le produit brut. Laver et sécher le produit brut pour obtenir le produit fini.
Fonctionnement sûr :
Au cours du processus de synthèse, des produits chimiques toxiques et nocifs tels que l'anhydride acétique et la pyridine sont impliqués. Il est nécessaire d'opérer sous une sorbonne et de porter des équipements de protection appropriés (tels que des lunettes de protection, des blouses, des gants, etc.).
Contrôle des conditions de réaction :
La réaction d'estérification est sensible à la température, à la pression, au temps de réaction et à d'autres conditions, et un contrôle strict est nécessaire pour garantir une réaction fluide et la qualité du produit.
Étapes de purification :
Les étapes de purification lors du post-traitement sont cruciales pour obtenir des produits de haute-pureté. Il est nécessaire de choisir une méthode de purification appropriée en fonction de la situation réelle et d'effectuer un traitement de lavage et de séchage suffisant.
Afin d'améliorer l'efficacité de la synthèse et la pureté du produit, la méthode de synthèse peut être optimisée. Par exemple:
(1) Amélioration des catalyseurs :
Le choix de catalyseurs appropriés peut augmenter la vitesse et le rendement des réactions d'estérification.
(2) Optimisation des conditions de réaction :
En ajustant la température, la pression, la durée et d’autres conditions de réaction, la pureté et le rendement du produit peuvent être encore améliorés.
(3) Améliorer les méthodes de purification :
L'adoption de méthodes de purification plus efficaces (telles que la séparation chromatographique, la séparation par membrane, etc.) peut améliorer la pureté et le taux de récupération duDiacétate de fluorescéine.
Quels sont les effets secondaires de cette substance ?
Tests de viabilité cellulaire :
La FDA est largement utilisée pour les tests de viabilité cellulaire, car elle peut pénétrer dans les cellules vivantes et être décomposée à l'intérieur des cellules pour produire une fluorescence, permettant ainsi une évaluation visuelle de l'état de viabilité de la cellule.
Faible toxicité :
Aux concentrations d'utilisation normales, le FDA a une faible toxicité pour les cellules et n'a généralement pas d'effets négatifs significatifs sur les cellules.
Dommages cellulaires :
Si la concentration de FDA est trop élevée ou si le temps de traitement est trop long, cela peut causer certains dommages aux cellules. Cela peut être dû à l'impact du FDA ou de ses produits de décomposition sur la perméabilité des membranes cellulaires ou sur le métabolisme interne des cellules.
Réactions allergiques :
Chez certaines personnes, la FDA peut provoquer des réactions allergiques. Cette réaction est généralement liée à la constitution d'un individu et à l'état de son système immunitaire, mais la probabilité qu'elle se produise est relativement faible.
Pollution de l'environnement :
La FDA doit le manipuler correctement après utilisation pour éviter une pollution potentielle de l'environnement et de l'écosystème.
Bien que la FDA elle-même ne soit pas une substance chimique très dangereuse, une mauvaise manipulation de toute substance chimique peut avoir un impact négatif sur l'environnement.
Contrôle des concentrations :
Lors de l’utilisation de la FDA pour des tests de viabilité cellulaire, la concentration et le temps de traitement doivent être strictement contrôlés pour éviter des dommages inutiles aux cellules.
Protection personnelle :
Les opérateurs doivent porter un équipement de protection individuelle approprié tel que des gants, des masques et des lunettes lorsqu'ils utilisent le FDA pour éviter tout contact direct avec la peau, les yeux ou les voies respiratoires.
Élimination des déchets :
Après utilisation, les solutions FDA doivent être correctement éliminées conformément aux réglementations en vigueur afin de garantir qu'elles ne polluent pas l'environnement.
FAQ
Qu’est-ce que le diacétate de fluorescéine ?
Le diacétate de fluorescéine (FDA) est défini commeun ester d'acide gras qui devient fluorescent après hydrolyse enzymatique par les acétyltransférases dans des cellules mycobactériennes vivantes, permettant l'identification de bacilles viables dans les tests de viabilité.
A quoi sert la fluorescéine ?
L'injection de fluorescéine est utiliséepour aider certaines parties de l'œil (par exemple, la rétine, l'iris) à devenir plus visibles lors d'interventions médicales oculaires. Ce médicament doit être administré uniquement par ou sous la surveillance directe de votre médecin. Ce produit est disponible sous les formes posologiques suivantes : Solution.
Qu’est-ce que l’analyse du diacétate de fluorescéine ?
Le diacétate de fluorescéine (FDA) estutilisé pour déterminer l’activité microbienne. La détermination de cette activité peut être réalisée dans le cadre de divers objets d'étude utilisant du sol, de la litière, de la tourbe, etc. Cette méthode est basée sur une réaction d'hydrolyse de conversion du diacétate de fluorescéine (FDA) en fluorescéine.
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