Wissenszone

Fluorescein är ett mångsidigt och användbart färgämne som används i en mängd olika tillämpningar. Som kemisk indikator och spårämne används det i stor utsträckning inom vetenskap och teknik. I detta inlägg tar vi en närmare titt på egenskaperna, tillämpningarna och säkerhetsaspekterna för fluorescein.

Vad är fluorescein?

Fluorescein är ett organiskt färgämne med den kemiska formeln C₂₀H₁₂O₅. Det är en gul-orange fast substans som är löslig i vatten och andra polära lösningsmedel. Det karakteristiska draget hos fluorescein är dess intensiva fluorescens, som uppträder vid excitation med ljus i det blå eller ultravioletta våglängdsområdet.

Fluorescensemissionen från fluorescein ligger i det grön-gula spektralområdet och är mycket effektiv – upp till 90% av den absorberade ljusenergin omvandlas till fluorescensljus. Denna egenskap gör fluorescein till en extremt användbar markör och indikator i många tillämpningar.

Egenskaper och struktur hos fluorescein

Fluorescein har en komplex aromatisk struktur med en central xantenfärgämnesgrundstruktur. Denna grundstruktur är substituerad med två fenylringar och en karboxylgrupp. Karboxylgruppen kan beroende på pH vara protonerad eller deprotonerad, vilket påverkar färg- och fluorescensegenskaperna.

I sura lösningar (pH < 5) förekommer fluorescein huvudsakligen i sin protonerade, icke-fluorescerande form. Med stigande pH-ökning ökar deprotoneringen, vilket leder till en rödförskjutning och förstärkning av fluorescensen. Fluorescensmaximum ligger vid neutralt pH vid cirka 520 nm.

Förutom pH-värdet påverkar även andra faktorer som temperatur, lösningsmedel och närvaro av tunga metalljoner fluorescensegenskaperna hos fluorescein. Denna känslighet för omgivningsfaktorer gör fluorescein till en användbar indikator och spårämne i många tillämpningar.

Laboratorietillämpningar av fluorescein

På grund av dess utmärkta fluorescensegenskaper används fluorescein i stor utsträckning inom vetenskap och teknik. Några viktiga tillämpningsområden är:

Mikroskopi och bildanalys

Fluorescein är ett vitt spritt fluorescensfärgämne inom mikroskopi. Det används för att synliggöra biologiska strukturer, celler eller vävnader. Genom koppling till specifika antikroppar eller ligander kan fluorescein binds specifikt till biomolekyler för att studera deras lokalisering och distribution.

Medicinsk diagnostik

Inom oftalmologi används fluorescein för undersökning av ögats inre (funduskopi) och för att påvisa skador på hornhinnan. Fluorescein används också inom angiografi för att synliggöra blodkärl.

Miljöanalys

Fluorescein används som spårämne inom hydrogeologi för att följa grundvattenflöden och strömningsmönster. Även inom vattenanalys kan fluorescein användas för att upptäcka föroreningar eller läckage.

Materialprovning

Fluorescein används inom icke-förstörande materialprovning för att synliggöra sprickor, porer eller läckage i ytor. För detta appliceras färgämnet på den yta som ska undersökas.

Biokemi och molekylärbiologi

Inom biokemi och molekylärbiologi används fluorescein som märkningsfärgämne för proteiner, nukleinsyror och andra biomolekyler. Dessa fluorescensmärkta biomolekyler kan sedan detekteras och kvantifieras med hjälp av fluorescensbaserade metoder som ELISA eller flödescytometri.

Säkerhetsaspekter för fluorescein

Även om fluorescein i många tillämpningar anses vara relativt ofarligt, måste vissa säkerhetsaspekter beaktas vid hantering och avyttring:

• Fluorescein är skadligt vid förtäring. Det bör därför inte tas i munnen eller ätas.
• I högre koncentrationer kan fluorescein irritera hud och slemhinnor. Vid kontakt krävs noggrann tvätt.
• Fluoresceinlösningar kan färga plaster, gummi och andra material. Var försiktig vid kontakt med känsliga ytor.
• Fluoresceinavfall måste avyttras som farligt avfall och får inte hamna i avloppssystemet.
• Vid arbete med fluorescein rekommenderas användning av skyddsutrustning såsom labbrock, handskar och skyddsglasögon.

Sammanfattningsvis är fluorescein vid korrekt hantering och efterlevnad av säkerhetsföreskrifter ett användbart och säkert färgämne för många tillämpningar inom vetenskap och teknik.

Slutsats

Fluorescein är en mångsidig och kraftfull färgämne med utmärkta fluorescensegenskaper. Dess tillämpningsområden sträcker sig från mikroskopi till medicinsk diagnostik och materialtestning samt miljöanalys. På grund av känsligheten för omgivningsfaktorer som pH-värde och temperatur är fluorescein också lämpligt som kemisk indikator.

Vid hantering och avyttring av fluorescein måste dock vissa säkerhetsaspekter beaktas. Med rätt skyddsåtgärder är fluorescein dock ett användbart och säkert verktyg i många laboratorier och tekniska tillämpningar.