Fluoresceína

La fluoresceína es un compuesto orgánico y un colorante basado en el motivo estructural tricíclico xanteno, formalmente perteneciente a la familia de los colorantes triarilmetina. Está disponible como un polvo de color naranja oscuro/rojo ligeramente soluble en agua y alcohol. Se utiliza ampliamente como marcador fluorescente para muchas aplicaciones.

El color de sus soluciones acuosas es verde por reflexión y naranja por transmisión (sus propiedades espectrales dependen del pH de la solución), como se puede observar en los niveles de burbujas, por ejemplo, en los que se añade fluoresceína como colorante para el alcohol que llena el tubo para aumentar la visibilidad de la burbuja de aire contenida en su interior. Las soluciones más concentradas de fluoresceína pueden incluso aparecer rojas (porque en estas condiciones casi todas las emisiones incidentes son reabsorbidas por la solución).

Está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud.

Usos

La fluoresceína sódica, la sal sódica de la fluoresceína, se utiliza ampliamente como herramienta de diagnóstico en el campo de la oftalmología y la optometría, donde la fluoresceína tópica se utiliza en el diagnóstico de abrasiones corneales, úlceras corneales e infecciones corneales herpéticas. También se utiliza en la adaptación de lentes de contacto rígidos permeables al gas para evaluar la capa lagrimal debajo de la lente. Está disponible en sobres estériles de un solo uso que contienen aplicadores de papel sin pelusa empapados en una solución de fluoresceína sódica.

El éster de tiroxina de la fluoresceína se utiliza para cuantificar la concentración de tiroxina en sangre.

La fluoresceína también se conoce como aditivo de color (D&C Yellow nº 7). La forma de sal disódica de la fluoresceína se conoce como uranina o D&C Yellow no. 8.

La fluoresceína es un precursor del tinte rojo eosina Y por bromación.

Seguridad

El uso oral e intravenoso de fluoresceína puede causar reacciones adversas, incluyendo náuseas, vómitos, urticaria, hipotensión aguda, anafilaxia y reacciones anafilactoides relacionadas, causando paro cardíaco y muerte súbita debido a shock anafiláctico.

El uso intravenoso tiene las reacciones adversas más reportadas, incluida la muerte súbita, pero esto puede reflejar un mayor uso en lugar de un mayor riesgo. Se ha informado que tanto el uso oral como el tópico causan anafilaxia, incluido un caso de anafilaxia con paro cardíaco (reanimación) después del uso tópico en una gota para los ojos. Las tasas informadas de reacciones adversas varían del 1% al 6%. Las tasas más altas pueden reflejar poblaciones de estudio que incluyen un mayor porcentaje de personas con reacciones adversas previas. El riesgo de sufrir una reacción adversa es 25 veces mayor si la persona ha tenido una reacción adversa previa. El riesgo se puede reducir con el uso previo (profiláctico) de antihistamínicos. y manejo rápido de emergencia de cualquier anafilaxia subsiguiente. Una simple prueba de punción puede ayudar a identificar a las personas con mayor riesgo de sufrir una reacción adversa.

Química

La fluorescencia de esta molécula es muy intensa; la excitación máxima se produce a 495 nm y la emisión máxima a 520 nm. Valores para la forma desprotonada en solución básica.

La fluoresceína tiene un pKa de 6,4 y su equilibrio de ionización conduce a una absorción y emisión dependiente del pH en el rango de 5 a 9. Además, la vida útil de la fluorescencia de las formas protonadas y desprotonadas de fluoresceína es de aproximadamente 3 y 4 ns. lo que permite la determinación del pH a partir de mediciones no basadas en la intensidad. La vida útil se puede recuperar mediante el recuento de fotones individuales correlacionados en el tiempo o mediante fluorimetría de modulación de fase. Tras una irradiación exhaustiva con luz visible, la fluoresceína se descompone para liberar ácidos ftálico y fórmico y monóxido de carbono, actuando eficazmente como un fotoCORM.

La fluoresceína tiene un punto isosbéstico (absorción igual para todos los valores de pH) a 460 nm.

Derivados

Se conocen muchos derivados de la fluoresceína. Ejemplos son:

• fluorescein isothiocyanate 1, a menudo abreviado como FITC, cuenta con un grupo isothiocyanate (−N=C=SSustituto. La FITC reacciona con los grupos de aminas de muchos compuestos biológicamente relevantes, incluyendo proteínas intracelulares para formar un vínculo de tiourea.
• succinimidyl ester modified fluorescein, es decir, NHS-fluorescein, es otro derivado amina-reactivo común, dando a los aductos de amida que son más estables que los mencionados tioureas.
• Otros: carboxyfluorescein, carboxyfluorescein succinimidyl ester, Pentafluorofenyl esters (PFP), tetrafluorofenyl esters (TFP) son otros reactivos útiles.

En la síntesis de oligonucleótidos, se utilizan varios reactivos de fosforamidita que contienen fluoresceína protegida, p. La fosforamidita 6-FAM 2 se utiliza para la preparación de oligonucleótidos marcados con fluoresceína.

El grado en que el dilaurato de fluoresceína se descompone para producir ácido láurico se puede detectar como una medida de la actividad de la esterasa pancreática.

Síntesis

En el año 2000 se produjeron aproximadamente 250 toneladas/año. El método implica la fusión de anhídrido ftálico y resorcinol, similar a la ruta descrita por Adolf von Baeyer en 1871. En algunos casos, ácidos como el cloruro de zinc y el ácido metanosulfónico Se emplean para acelerar la reacción de Friedel-Crafts.

Investigación

La fluoresceína es un fluoróforo comúnmente utilizado en microscopía, en un tipo de láser de colorante como medio de ganancia, en medicina forense y serología para detectar manchas de sangre latentes y en el rastreo de colorantes. La fluoresceína tiene un máximo de absorción a 494 nm y un máximo de emisión de 512 nm (en agua). Los principales derivados son el isotiocianato de fluoresceína (FITC) y, en la síntesis de oligonucleótidos, la fosforamidita 6-FAM.

Biociencias

En biología celular, el derivado isotiocianato de la fluoresceína se utiliza a menudo para marcar y rastrear células en aplicaciones de microscopía de fluorescencia (por ejemplo, citometría de flujo). También se pueden unir moléculas biológicamente activas adicionales (como anticuerpos) a la fluoresceína, lo que permite a los biólogos dirigir el fluoróforo a proteínas o estructuras específicas dentro de las células. Esta aplicación es común en la exhibición de levaduras.

La fluoresceína también se puede conjugar con nucleósidos trifosfato e incorporar enzimáticamente a una sonda para la hibridación in situ. El uso de amidita de fluoresceína, que se muestra abajo a la derecha, permite sintetizar oligonucleótidos marcados para el mismo propósito. Otra técnica más, denominada balizas moleculares, utiliza oligonucleótidos sintéticos marcados con fluoresceína. Se pueden obtener imágenes de sondas marcadas con fluoresceína utilizando FISH o dirigidas a anticuerpos mediante inmunohistoquímica. Este último es una alternativa común a la digoxigenina y los dos se usan juntos para marcar dos genes en una muestra.

La fluoresceína intravenosa u oral se utiliza en la angiografía con fluoresceína en la investigación y para diagnosticar y clasificar trastornos vasculares, incluidas enfermedades de la retina, degeneración macular, retinopatía diabética, afecciones intraoculares inflamatorias y tumores intraoculares. También se utiliza cada vez más durante la cirugía de tumores cerebrales.

Se ha utilizado colorante de fluoresceína diluido para localizar múltiples defectos del tabique interventricular muscular durante la cirugía a corazón abierto y confirmar la presencia de cualquier defecto residual.

Ciencias de la tierra

La fluoresceína se utiliza como un trazador de flujo bastante conservador en pruebas de trazadores hidrológicos para ayudar a comprender el flujo de agua tanto de las aguas superficiales como de las subterráneas. El tinte también se puede agregar al agua de lluvia en simulaciones de pruebas ambientales para ayudar a localizar y analizar cualquier fuga de agua, y en Australia y Nueva Zelanda como tinte de alcohol metilado.

Como la solución de fluoresceína cambia de color según la concentración, se ha utilizado como trazador en experimentos de evaporación.

Uno de sus usos más reconocibles fue en el río Chicago, donde la fluoresceína fue la primera sustancia utilizada para teñir el río de verde el día de San Patricio en 1962. En 1966, los ambientalistas forzaron un cambio a un vegetal. tinte a base de agua para proteger la vida silvestre local.

Las soluciones de colorantes de fluoresceína, normalmente con un 15 % de actividad, se utilizan comúnmente como ayuda para la detección de fugas durante las pruebas hidrostáticas de oleoductos y gasoductos submarinos y otras infraestructuras submarinas. Las fugas pueden ser detectadas por buzos o ROV que lleven luz ultravioleta.

Ciencia de las plantas

La fluoresceína se ha utilizado a menudo para rastrear el movimiento del agua en las aguas subterráneas para estudiar el flujo de agua y observar áreas de contaminación u obstrucción en estos sistemas. La fluorescencia creada por el tinte hace que las áreas problemáticas sean más visibles y fácilmente identificadas. Se puede aplicar un concepto similar a las plantas porque el tinte puede hacer más visibles los problemas en la vasculatura de las plantas. En la ciencia de las plantas, la fluoresceína y otros tintes fluorescentes se han utilizado para monitorear y estudiar la vasculatura de las plantas, particularmente el xilema, que es la principal vía de transporte de agua en las plantas. Esto se debe a que la fluoresceína es móvil en el xilema y no puede cruzar las membranas plasmáticas, lo que la hace particularmente útil para rastrear el movimiento del agua a través del xilema. La fluoresceína se puede introducir en las venas de una planta a través de las raíces o de un tallo cortado. El tinte puede ser absorbido por la planta de la misma manera que el agua y se mueve desde las raíces hasta la parte superior de la planta debido a una atracción transpiracional. La fluoresceína que ha sido absorbida por la planta se puede visualizar con un microscopio fluorescente.