Cristal violeta
El violeta de cristal o violeta de genciana, también conocido como violeta de metilo 10B o cloruro de hexametil pararosanilina, es un Colorante triarilmetano utilizado como tinción histológica y en el método de Gram para clasificar bacterias. El cristal violeta tiene propiedades antibacterianas, antifúngicas y antihelmínticas (vermicida) y antiguamente era importante como antiséptico tópico. El uso médico del tinte ha sido reemplazado en gran medida por medicamentos más modernos, aunque todavía figura en la lista de la Organización Mundial de la Salud.
El nombre violeta de genciana se usó originalmente para una mezcla de colorantes de metil pararosanilina (violeta de metilo), pero ahora a menudo se considera sinónimo de violeta cristal. El nombre hace referencia a su color, parecido al de los pétalos de ciertas flores de genciana; no está elaborado con gencianas ni violetas.
Producción
Se pueden utilizar varias rutas posibles para preparar el cristal violeta. El procedimiento original desarrollado por los químicos alemanes Kern y Caro implicaba la reacción de dimetilanilina con fosgeno para dar 4,4′-bis(dimetilamino)benzofenona (cetona de Michler) como intermediario. Luego se hizo reaccionar con dimetilanilina adicional en presencia de oxicloruro de fósforo y ácido clorhídrico.
El tinte también se puede preparar mediante la condensación de formaldehído y dimetilanilina para dar un tinte leuco:
- CH2O + 3 C6H5N(CH)3)2 → CH(C)6H4N(CH)3)2)3 + H2O
En segundo lugar, este compuesto incoloro se oxida a la forma catiónica coloreada (en adelante con oxígeno, pero un agente oxidante típico es el dióxido de manganeso, MnO2):
- CH(C)6H4N(CH)3)2)3 + HCl + 1.2 O2 [C(C)6H4N(CH)3)2)3Cl + H2O
Dye color
| violeta de cristal (pH indicador) | ||
| debajo del pH 1.0− | arriba pH 2.0 | |
| 1.0− | ⇌ | 2.0 |
Cuando se disuelve en agua, el tinte tiene un color azul-violeta con un máximo de absorción a 590 nm y un coeficiente de extinción de 87.000 M−1 cm−1. El color del tinte depende de la acidez de la solución. A un pH de +1.0, el tinte es verde con absorción máxima a 420 nm y 620 nm, mientras que en una solución fuertemente ácido (pH −1.0), el tinte es amarillo con un máximo de absorción a 420 nm.
Los diferentes colores son resultado de los diferentes estados cargados de la molécula del tinte. En la forma amarilla, los tres átomos de nitrógeno tienen una carga positiva, de los cuales dos son protonados, mientras que el color verde corresponde a una forma del tinte con dos de los átomos de nitrógeno cargados positivamente. En pH neutro, ambos protones extra se pierden a la solución, dejando sólo uno de los átomos de nitrógeno positivos cobrados. El pKa para la pérdida de los dos protones son aproximadamente 1.15 y 1.8.
En soluciones alcalinas, los iones hidroxilos nucleófilos atacan el carbono central electrofílico para producir el triphenylmetanol incoloro o forma de carbinol del tinte. Algunos triphenylmethanol también se forman bajo condiciones muy ácidos cuando las cargas positivas sobre los átomos de nitrógeno conducen a una mejora del carácter electrofílico del carbono central, que permite el ataque nucleófilo por moléculas de agua. Este efecto produce una ligera decoloración del color amarillo.
Aplicaciones
No médico
El violeta cristal se utiliza como tinte para textiles y papel, y es un componente de tintas azul marino y negra para impresión, bolígrafos e impresoras de inyección de tinta. En ocasiones se utiliza para colorear diversos productos como fertilizantes, anticongelantes, detergentes y cuero.
El tinte se utiliza como tinción histológica, particularmente en la tinción de Gram para clasificar bacterias.
Al realizar electroforesis en gel de ADN, el cristal violeta se puede utilizar como tinción de ADN no tóxica como alternativa a los tintes fluorescentes intercalados como el bromuro de etidio. Utilizado de esta manera, puede incorporarse al gel de agarosa o aplicarse una vez finalizado el proceso de electroforesis. Utilizado a una concentración del 0,001% y dejado teñir un gel después de la electroforesis durante 30 minutos, puede detectar tan solo 16 ng de ADN. Mediante el uso de una contratinción de naranja de metilo y un método de tinción más complejo, la sensibilidad se puede mejorar aún más hasta 8 ng de ADN. Cuando se utiliza cristal violeta como alternativa a las tinciones fluorescentes, no es necesario utilizar iluminación ultravioleta; esto ha hecho que el cristal violeta sea popular como medio para evitar la destrucción del ADN inducida por los rayos UV al realizar la clonación de ADN in vitro.
En la investigación biomédica, el cristal violeta se puede utilizar para teñir los núcleos de las células adherentes. En esta aplicación, el cristal violeta funciona como colorante intercalante y permite la cuantificación del ADN que es proporcional al número de células.
En forense, violeta de cristal se utilizó para desarrollar huellas digitales. El violeta de cristal también se utiliza como mancha de tejido en la preparación de secciones de microscopía ligera. En laboratorio, las soluciones que contienen violeta de cristal y formalina se utilizan a menudo para fijar y manchar células cultivadas en la cultura del tejido para preservarlas y hacerlos fácilmente visibles, ya que la mayoría de las células son incoloras. También se utiliza a veces como una manera barata de poner marcas de identificación en ratones de laboratorio; ya que muchas cepas de ratones de laboratorio son albino, el color púrpura permanece en su piel durante varias semanas.
En las perforaciones corporales, la violeta de genciana se utiliza comúnmente para marcar el lugar donde colocar las perforaciones, incluidas las perforaciones superficiales.
El azul de marcado, utilizado para marcar piezas en metalurgia, está compuesto de alcohol metilado, goma laca y violeta de genciana.
Médica
(feminine)La violeta de genciana tiene propiedades antibacterianas, antifúngicas, antihelmínticas, antitripanosómicas, antiangiogénicas y antitumorales. Se utiliza médicamente por estas propiedades, en particular en odontología, y también se conoce como "piotanina" (o "pioctanina"). Se utiliza comúnmente para:
- Marcar la piel para la preparación de cirugías y pruebas de alergia;
- Tratar a los albicans Candida y las infecciones fúngicas relacionadas, como el cepillo, las infecciones de levadura, varios tipos de tinea (ingorm, pie de atleta, picazón de jock);
- Tratar el impétigo; se utilizó principalmente antes del advenimiento de antibióticos, pero todavía útil para personas que pueden ser alérgicas a la penicilina.
En entornos con recursos limitados, la violeta de genciana se utiliza para tratar quemaduras, inflamación del cordón umbilical (onfalitis) en el período neonatal, candidiasis oral en pacientes infectados por VIH y úlceras bucales en niños con sarampión.
Veterinaria
Debido a su actividad antimicrobiana, se utiliza para tratar la ich en el pescado. Sin embargo, normalmente es ilegal su uso en pescado destinado al consumo humano.
Investigación biológica
El cristal violeta se puede utilizar como alternativa al azul brillante de Coomassie (CBB) en la tinción de proteínas separadas por SDS-PAGE y, según se informa, muestra una sensibilidad 5 veces mayor que la del CBB.
Historia
Síntesis
El violeta de cristal es uno de los componentes del metil violeta, un tinte primero sintetizado por Charles Lauth en 1861. Desde 1866, el violeta de metil fue fabricado por la firma de Saint-Denis de Poirrier et Chappat y comercializado bajo el nombre "Violet de Paris". Era una mezcla de tetra-, penta- y pararosanilinas hexametiladas.
El cristal violeta fue sintetizado por primera vez en 1883 por Alfred Kern (1850-1893), que trabajaba en Basilea en la firma Bindschedler and Busch. Para optimizar la difícil síntesis que utiliza el fosgeno altamente tóxico, Kern inició una colaboración con el químico alemán Heinrich Caro en BASF. Kern también descubrió que al comenzar con dietilanilina en lugar de dimetilanilina, podía sintetizar el tinte violeta estrechamente relacionado ahora conocido como C.I. 42600 o C.I. Violeta básico 4.
Violeta gentiana
El nombre "violeta de genciana" (o Gentianaviolett en alemán) se cree que fue introducido por el farmacéutico alemán Georg Grübler, quien en 1880 fundó una empresa en Leipzig especializada en la venta de reactivos de tinción para histología. El tinte de violeta de genciana comercializado por Grübler probablemente contenía una mezcla de colorantes de pararosanilina metilados. La tinción resultó popular y en 1884 fue utilizada por Hans Christian Gram para teñir bacterias. Le dio crédito a Paul Ehrlich por la mezcla de anilina y violeta de genciana. La violeta de genciana de Grübler era probablemente muy similar, si no idéntica, a la violeta de metilo de Lauth, que había sido utilizada como tinte por Victor André Cornil en 1875.
Aunque el nombre violeta de genciana siguió utilizándose para la tinción histológica, el nombre no se utilizó en las industrias textil y de tintes. La composición del tinte no estaba definida y los diferentes proveedores utilizaban mezclas diferentes. En 1922, la Comisión de Tinciones Biológicas nombró un comité presidido por Harold Conn para investigar la idoneidad de los diferentes productos comerciales. En su libro Ticiones biológicas, Conn describe la violeta de genciana como una "mezcla mal definida de rosanilinas violetas".
Al oftalmólogo alemán Jakob Stilling se le atribuye el descubrimiento de las propiedades antisépticas de la violeta de genciana. Publicó una monografía en 1890 sobre los efectos bactericidas de una solución que bautizó como "piotanina", que probablemente era una mezcla de tintes de anilina similar a la violeta de genciana. Estableció una colaboración con E. Merck & Co. comercializará "Pyoktanin caeruleum" como antiséptico.
En 1902, Drigalski y Conradi descubrieron que, aunque el cristal violeta inhibía el crecimiento de muchas bacterias, tenía poco efecto sobre Bacillus coli (Escherichia coli) y Bacillus typhi (Salmonella typhi), ambas bacterias gramnegativas. John Churchman publicó en 1912 un estudio mucho más detallado de los efectos de la violeta de genciana de Grübler en diferentes cepas de bacterias. Descubrió que la mayoría de las bacterias grampositivas (contaminadas) eran sensibles al tinte, mientras que la mayoría de las bacterias grampositivas (contaminadas) eran sensibles al tinte. las bacterias negativas (no contaminadas) no lo eran, y observaron que el tinte tendía a actuar como un agente bacteriostático en lugar de un bactericida.
Precauciones
Un estudio en ratones demostró un potencial carcinogénico relacionado con la dosis en varios órganos diferentes. La Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. (FDA) ha determinado que no se ha demostrado mediante datos científicos adecuados que la violeta de genciana sea segura para su uso en la alimentación animal. El uso de violeta de genciana en la alimentación animal provoca la adulteración del alimento y es una violación de la Ley Federal de Alimentos, Medicamentos y Cosméticos de los EE. UU. El 28 de junio de 2007, la FDA emitió una "alerta de importación" en productos del mar criados en granjas procedentes de China porque se habían encontrado sistemáticamente en los productos antimicrobianos no aprobados, incluida la violeta de genciana. El informe de la FDA afirma:
"Al igual que MG (verde malaquita), el CV (violeta cristal) se absorbe fácilmente en el tejido de los peces debido a la exposición al agua y los peces lo reducen metabólicamente a la fracción leuco, violeta leucocristal (LCV). Varios estudios del Programa Nacional de Toxicología informaron sobre los efectos cancerígenos y mutagénicos del cristal violeta en roedores. La forma leuco induce tumores renales, hepáticos y pulmonares en ratones."
Health Canada descubrió recientemente que los dispositivos médicos que usan violeta de genciana son seguros para su uso, pero recomendó dejar de usar todos los productos farmacéuticos que contengan violeta de genciana, incluso en animales, lo que provocó que las escuelas de ingeniería canadienses reconsideren el uso de este tinte durante la orientación.