Fluoresceín – vlastnosti, laboratórne aplikácie a bezpečnosť
Fluoresceín je všestranné a užitočné farbivo, ktoré sa používa v širokej škále aplikácií. Ako chemický indikátor a stopovač nachádza široké uplatnenie vo vede a technike. V tomto príspevku sa bližšie pozrieme na vlastnosti, aplikácie a bezpečnostné aspekty fluoresceínu.
Čo je fluoresceín?
Fluoresceín je organické farbivo s chemickým vzorcom C₂₀H₁₂O₅. Ide o žlto-oranžovú pevnú látku, ktorá je dobre rozpustná vo vode a iných polárnych rozpúšťadlách. Charakteristickým znakom fluoresceínu je jeho intenzívna fluorescence, ktorá sa objavuje pri excitácii svetlom v modrej alebo ultrafialovej vlnovej dĺžke.
Fluorescenčná emisia fluoresceínu sa nachádza v zeleno-žltej oblasti spektra a je veľmi účinná – až 90% absorbovanej svetelnej energie sa premieňa na fluorescenčné svetlo. Táto vlastnosť robí z fluoresceínu mimoriadne užitočný marker a indikátor v mnohých aplikáciách.
Vlastnosti a štruktúra fluoresceínu
Fluoresceín má komplexnú aromatickú štruktúru so základným skeletom xanténového farbiva. Tento základný skelet je substituovaný dvoma fenylovými kruhmi a karboxylovou skupinou. Karboxylová skupina môže byť v závislosti od pH protonovaná alebo deprotonovaná, čo má vplyv na farbu a fluorescenčné vlastnosti.
V kyslých roztokoch (pH < 5) sa fluoresceín nachádza prevažne vo svojej protonovanej, nefluorescenčnej forme. So zvyšujúcim sa pH stúpa deprotonácia, čo vedie k červenému posunu a zosilneniu fluorescence. Maximum fluorescence pri neutrálnom pH je približne 520 nm.
Okrem pH ovplyvňujú fluorescenčné vlastnosti fluoresceínu aj ďalšie faktory ako teplota, rozpúšťadlá a prítomnosť ťažkých kovových iónov. Táto citlivosť na environmentálne faktory robí z fluoresceínu užitočný indikátor a stopovač v mnohých aplikáciách.
Laboratórne aplikácie fluoresceínu
Vďaka svojim vynikajúcim fluorescenčným vlastnostiam nachádza fluoresceín široké uplatnenie vo vede a technike. Niektoré dôležité oblasti použitia sú:
Mikroskopia a zobrazovanie
Fluoresceín je široko používané fluorescenčné farbivo v mikroskopii. Používa sa na zviditeľnenie biologických štruktúr, buniek alebo tkanív. Spárovaním so špecifickými protilátkami alebo liganďmi možno fluoresceín cielene viazať na biomolekuly na štúdium ich lokalizácie a distribúcie.
Lekárska diagnostika
V oftalmológii sa fluoresceín používa na vyšetrenie vnútorných častí oka (funduskopia) a na detekciu poškodenia rohovky. Fluoresceín sa používa aj pri angiografii na zviditeľnenie krvných ciev.
Environmentálna analýza
Fluoresceín slúži ako stopovač v hydrogeológii na sledovanie dráh toku a vzorcov prúdenia podzemnej vody. V environmentálnej analýze vôd možno fluoresceín použiť aj na odhaľovanie znečistenia alebo únikov.
Skúšanie materiálov
Fluoresceín sa používa pri nedestruktívnom skúšaní materiálov na zviditeľnenie trhlín, pórov alebo netesností na povrchoch. Na tento účel sa farbivo nanáša na skúmaný povrch.
Biochémia a molekulárna biológia
V biochémii a molekulárnej biológii slúži fluoresceín ako značkovacie farbivo pre proteíny, nukleové kyseliny a iné biomolekuly. Tieto fluorescenčne značené biomolekuly je potom možné detegovať a kvantifikovať pomocou metód založených na fluorescencii, ako sú ELISA alebo prietoková cytometria.
Bezpečnostné aspekty fluoresceínu
Hoci sa fluoresceín v mnohých aplikáciách považuje za relatívne neškodný, pri manipulácii a likvidácii je potrebné dodržiavať určité bezpečnostné aspekty:
- Fluoresceín je pri požití zdraví škodlivý. Preto by sa nemal vkladať do úst ani konzumovať.
- Vo vyšších koncentráciách môže fluoresceín dráždiť kožu a sliznice. Pri kontakte je potrebné dôkladné umytie.
- Roztoky fluoresceínu môžu zafarbiť plasty, gumu a iné materiály. Buďte opatrní pri kontakte s citlivými povrchmi.
- Odpad z fluoresceínu sa musí likvidovať ako nebezpečný odpad a nesmie sa dostať do kanalizácie.
- Pri práci s fluoresceínom sa odporúča používať ochranné pomôcky ako laboratórny plášť, rukavice a ochranné okuliare.
Celkovo je fluoresceín pri správnom zaobchádzaní a dodržiavaní bezpečnostných predpisov užitočné a bezpečné farbivo pre mnohé aplikácie vo vede a technike.
Záver
Fluoresceín je všestranné a výkonné farbivo s vynikajúcimi fluorescenčnými vlastnosťami. Jeho oblasti použitia sa rozširujú od mikroskopie cez medicínsku diagnostiku až po skúšanie materiálov a environmentálnu analýzu. Vďaka citlivosti na environmentálne faktory, ako sú pH a teplota, je fluoresceín vhodný aj ako chemický indikátor.
Pri manipulácii a likvidácii fluoresceínu je však potrebné dodržiavať určité bezpečnostné opatrenia. Pri správnych ochranných opatreniach je však fluoresceín užitočným a bezpečným nástrojom v mnohých laboratóriách a technických aplikáciách.
