Метахромазия - Metachromasia

Метахромазия (вар. Метахромазия ) представляет собой характеристическое изменение цвета на окрашивание проводили в биологических тканях , проявляется определенными красителями , когда они связываются с конкретными веществами , присутствующими в этих тканях, называемых chromotropes . Например, толуидиновый синий становится темно-синим (с цветовым диапазоном от сине-красного в зависимости от содержания гликозаминогликанов) при связывании с хрящом . Другими широко используемыми метахроматическими красителями являются гематологические красители Гимзы и Мая-Грюнвальда, которые также содержат тиазиновые красители. Ядро лейкоцитов окрашивается в фиолетовый цвет, гранулы базофилов окрашиваются в интенсивный пурпурный цвет, в то время как цитоплазма (мононуклеарных клеток) окрашивается в синий цвет. Отсутствие изменения цвета при окрашивании называется ортохромазией .

Основной механизм метахромазии требует присутствия полианионов в ткани. Когда эти ткани окрашиваются концентрированным раствором основного красителя, такого как толуидиновый синий, связанные молекулы красителя располагаются достаточно близко, чтобы образовать димерные и полимерные агрегаты. Спектры поглощения света этими сложенными друг за другом агрегатами красителя отличаются от спектров отдельных мономерных молекул красителя. Клеточные и тканевые структуры, которые имеют высокие концентрации ионизированных сульфатных и фосфатных групп, такие как основное вещество хряща, гепарин-содержащие гранулы тучных клеток и грубый эндоплазматический ретикулум плазматических клеток, демонстрируют метахромазию. Это зависит от плотности заряда отрицательных сульфат- и карбоксилат-анионов в гликозаминогликане (ГАГ). Полианион GAG стабилизирует уложенные друг на друга положительно заряженные молекулы красителя, что приводит к спектральному сдвигу, поскольку π-орбитали сопряженных двойных связей соседних молекул красителя перекрываются. Чем больше степень наложения, тем больше метахроматический сдвиг. Таким образом, гиалуроновая кислота без сульфатных групп и с умеренной плотностью заряда вызывает легкую метахромазию; хондроитинсульфат с дополнительным сульфатным остатком на димер сахарида GAG является эффективным метахроматическим субстратом, в то время как гепарин с дальнейшим N-сульфатированием сильно метахроматичен. Таким образом, толуидиновый синий будет выглядеть от пурпурного до красного, когда он окрашивает эти компоненты.

Метахроматические свойства диметилметиленового синего, тиазинового красителя, близкого к толуидиновому синему, были использованы для анализа гликозаминогликанов, экстрагированных из хрящей и других соединительных тканей. Пик поглощения сдвигается от примерно 630 нм (красное поглощение, следовательно, синий цвет) до примерно 530 нм в присутствии ГАГ. Первоначальный анализ Хамбеля и Этрингера был разработан другими специалистами для создания стабильного и широко применяемого реагента диметилметиленового синего.

Хотя метахромазия наблюдалась и описывалась с 1875 года Корнилом , Ранвье и другими, именно немецкий ученый Пауль Эрлих (1854-1915) дал ее название и изучил ее более подробно. Современное понимание метахромазии было продвинуто бельгийским гистологом Люсьеном Лисоном , который изучал его между 1933 и 1936 годами и подтвердил его ценность для количественного определения сложных сульфатных эфиров с высокой молекулярной массой . Он также изучал метахромазию нуклеиновых кислот . Совсем недавно Karlheinz Toepfer опубликовал в 1970 году спектральные сдвиги при увеличении концентрации тиазиновых красителей, которые соответствовали спектрам смесей краситель: гепарин, ясно показывая, что метахромазия, соответствующая цвету окрашенного хряща, может быть воспроизведена высокой концентрацией одного красителя. в растворе. Следовательно, близость молекул красителя была ключевым параметром в определении метахромазии. Другой пример метахроматического красителя (флуорохром) - акридиновый оранжевый. При определенных условиях он окрашивает одноцепочечные нуклеиновые кислоты, флуоресцируя красным цветом (красное свечение), а при взаимодействии с двухцепочечными нуклеиновыми кислотами дает зеленую флуоресценцию.

Ссылки

Ноты
  1. ^ Darzynkiewicz Z Капусцинский J. (1990) «Акридиновый оранжевая, универсальный зонд нуклеиновых кислот и других компонентов клеток.» Глава в: Проточная цитометрия и сортировка. Меламед М.Р., Мендельсон М. и Линдмо Т. (ред.), Алан Р. Лисс, Инк., Нью-Йорк. С. 291-314. ISNBM 0-471-56235-1