کریستال ویوله (ویولت)

مقدمه

کریستال ویوله (ویولت) یک نمک کلرید آلی است که متعلق به رنگ‌های قلیایی از نوع تری فنیل متان است. این نمک تک کلراید با نام علمی هگزا متیل کلرید رز آنیلین دارای کاربردهای زیستی و صنعتی گسترده‌ای از جمله ایجاد اثر انگشت، جوهر رنگی، عامل ضدقارچ، ضدباکتری و ضد کرم است و به‌عنوان رنگ در بافت‌شناسی استفاده می‌شود. نام‌های دیگری که برای توصیف کریستال ویولت استفاده می‌شوند عبارت‌اند از:

Basic Violet 3

Gentian Violet

Hexamethyipararosaline chloride

Methyl Violet 10B

شکل پودری آن به‌صورت یک ترکیب سبز تیره با درخشش فلزی به نظر می‌رسد اما با حل شدن رنگ آن بنفش به نظر می‌رسد. وقتی کریستال ویوله در محلول آبی یا الکلی قرار می‌گیرد، رنگی بنفش – آبی (بنفش) دارد و رنگ آن تا حد زیادی به اسیدیته محلول بستگی دارد. رنگ‌های مختلف آن به دلیل بارهای مختلف مولکول‌های رنگ است.

تاریخچه مختصر

چارلز لاوت (Charles Lauth) اولین دانشمندی بود که در سال 1866 متیل ویوله را سنتز کرد. کریستال ویوله یکی از اجزای متیل ویوله است. کریستال ویوله اولین‌بار به طور مستقل توسط آلفرد کرن (Alfred Kern) هنگام کار در Basel سنتز شد. برای سنتز آسان این محصول، او با شیمی‌دان آلمانی هاینریش کارو وارد همکاری شد. کرن همچنین کشف کرد که دی‌اتیل آنیلین می‌تواند برای سنتز رنگ بنفش که معمولاً به‌عنوان بنفش پایه 4 شناخته می‌شود، استفاده شود.

جیکوب استیلینگ، چشم‌پزشک آلمانی، خواص ضدعفونی‌کنندگی کریستال ویوله را در سال 1890 کشف کرد. او به کمک همکارانش تلاش کرد تا این رنگ را که احتمالاً مخلوطی از رنگ‌های آنیلین بود، به‌عنوان یک ضدعفونی‌کننده به بازار عرضه کند. بعدها در سال 1902، کنرادی و دریگالسکی (Conradi and Drigalski) کشف کردند که اثر رنگ روی اکثر باکتری‌های گرم مثبت، شدید است اما تأثیر کمی بر باکتری‌های گرم منفی مانند باسیلوس تیفی (سالمونلا تیفی) و باسیلوس کلی (اشریشیا کلی) دارد. جان چرچمن در سال 1912 مطالعه دقیق‌تری از رنگ روی گونه‌های مختلف باکتری منتشر کرد.

خواص شیمیایی

برخی از خواص شیمیایی کریستال ویوله عبارت‌اند از:

• حساسیت به نور
• نامحلول در اتر اما محلول در الکل، کلروفرم و آب.
• گرمازا با عوامل کاهنده، آزادکننده هیدروژن گازی.
• به‌شدت با عوامل اکسیدکننده واکنش نشان می‌دهد.

آماده‌سازی کریستال ویولت

کریستال ویولت با استفاده از N, N-dimethylaniline تهیه می‌شود. این محصول تغلیظ شده، کلرینه می‌شود و از طریق واکنش‌های دیگر اضافه می‌شود.

همچنین می‌توان آن را از طریق واکنش N, N-dimethylaniline و کتون میشلر در حضور اکسی کلرید فسفر سنتز کرد. سپس از طریق واکنش آزئوتروپیک با اسید هیدروکلریک به دست می‌آید. سپس این ترکیب در آب داغ دچار تبلور مجدد می‌شود تا ترکیب ایجاد شود.

روش تهیه محلول کریستال ویولت 0.5% (100 میلی‌لیتر)

معرف (شناساگر) ها:

20 میلی‌لیتر متانول

80 میلی‌لیتر آب مقطر

5 کریستال ویوله (سیگما آلدریچ)

هیچ روش استریلیزاسیونی در این فرایند موردنیاز نیست. پودر کریستال ویوله در آب مقطر حل می‌شود. سپس متانول به این محلول اضافه می‌شود.

محلول کریستال ویوله ساخته شده باید در تاریکی در دمای اتاق نگهداری شود. باید ظرف 2 ماه استفاده شود.

رنگ‌آمیزی کریستال ویوله سلول‌های چسبنده

کریستال ویوله را می‌توان برای بررسی اثر شیمی‌درمانی و سایر عوامل بر رشد و بقای سلول‌ها در یک کشت استفاده کرد. ازآنجایی‌که در طول مرگ سلولی، سلول‌های چسبنده معمولاً از صفحات کشت جدا می‌شوند، می‌توان از این روش برای نشان‌دادن تفاوت‌ها در تکثیر و تعیین کمیت مرگ سلولی در تحریک با عوامل مرگ‌آور استفاده کرد.

کریستال ویوله به DNA و پروتئین‌های موجود در سلول‌ها متصل می‌شود و به همین دلیل می‌توان از آن برای تشخیص چسبندگی حفظ شده سلول‌ها استفاده کرد. در این روش، این ماده به‌عنوان یک رنگ درون‌ساز عمل می‌کند که امکان تعیین کمیت DNA را فراهم می‌کند که همیشه متناسب با تعداد سلول‌های کشت است. انجام پروتکل رنگ‌آمیزی حدود 6 دقیقه طول می‌کشد. کریستال ویوله با رنگ‌آمیزی هسته‌های سلولی به رنگ بنفش تیره به مصورسازی سلول‌ها کمک می‌کند.

روش رنگ‌آمیزی:

سلول‌های مورد بررسی را روی یخ قرار داده و با PBS سرد بشویید.

سلول‌ها را با متانول 100% سرد به مدت 10 دقیقه فیکس کنید.

سپس متانول را از صفحات آسپیره کنید. پس از این، سلول‌ها را می‌توان با کریستال ویوله رنگ‌آمیزی کرد یا برای استفاده در آینده ذخیره کرد. برای ذخیره‌سازی، سلول‌ها باید با گلیسرول 50 درصد در PBS پوشانده شوند، در یک پوشش پلاستیکی یا پارافیلم پیچیده شده و در یخچال نگهداری شوند.

برای رنگ‌آمیزی سلول‌ها، آنها را به دمای اتاق برسانید و محلول کریستال ویوله 0.5 درصد را در متانول 25 درصد اضافه کنید. سپس سلول‌ها را حدود 10 دقیقه انکوبه کنید و رنگ کریستال ویوله را با شستن در آب پاک کنید تا رنگ از بین برود. پس از شستشو، اجازه دهید سلول‌ها در دمای اتاق خشک شوند.

کاربردهای کریستال ویوله

• به‌عنوان یک عامل ضدباکتری و ضدقارچ
• کریستال ویوله را می‌توان برای کشتن یا کند کردن رشد باکتری‌ها استفاده کرد. همچنین می‌توان از آن برای ازبین‌بردن قارچ‌ها با مهار تولیدمثل یا مهار توانایی رشد آنها استفاده کرد.
• به‌عنوان یک داروی ضدعفونی‌کننده
• کریستال ویوله می‌تواند به‌عنوان یک ضدعفونی‌کننده برای مهار فعالیت میکروب‌ها یا ازبین‌بردن آنها استفاده شود.
• به‌عنوان یک داروی ضد کرم
• از کریستال ویوله برای ازبین‌بردن کرم‌های انگلی نیز می‌توان استفاده کرد.
• به‌عنوان رنگ در بافت‌شناسی
• کریستال ویوله همچنین در بررسی میکروسکوپی سلول‌ها برای برجسته‌کردن و ایجاد تضاد با ویژگی‌های خاص سلول استفاده می‌شود، به‌عنوان‌مثال: هسته و سیتوپلاسم

کاربردهای دیگر

• به‌عنوان یک شاخص اسیدی در رنگ‌های بیولوژیکی و تیتراسیون غیرآبی. محدوده رنگ آن از
• سبز (PH 0.5) تا آبی (PH 2.0)
• کریستال ویوله در یک محیط اسید هیدروبرومیک، یک کلات رنگی با تالیوم تشکیل می‌دهد. به‌این‌ترتیب می‌توان از آن به‌عنوان یک شناساگر حساس به تالیوم استفاده کرد. کریستال ویوله همچنین می‌تواند برای تشخیص یون‌های فلزی مانند آنتیموان، روی، جیوه، تنگستن، کادمیوم و طلا استفاده شود.
• از کریستال ویوله می‌توان برای بررسی زنده ماندن سلول‌ها در کشت استفاده کرد.
• به‌عنوان یک جزء فعال در رنگ‌آمیزی گرم (لکه اولیه).
• در ترسیم DNA در ژل آگارز. در این مورد، غلظت بالایی از DNA موردنیاز است.
• کریستال ویوله همچنین می‌تواند در رنگ‌آمیزی کروموزوم‌های گیاهی (رنگ‌آمیزی سه‌گانه فلمینگ)، کروماتین (رنگ‌آمیزی آمیلوئید لیب) و نوکلئون‌ها (تکنیک کریستال ویوله – ید نیوتن) استفاده شود.
• همچنین می‌تواند برای رنگ‌آمیزی سلول‌ها در مطالعات تهاجم و انتقال سلولی استفاده شود.
• به‌عنوان یک ضدعفونی‌کننده خارجی برای ازبین‌بردن سلول‌ها استفاده می‌شود.
• رنگرزی کاغذ، چوب، اکریلیک، جوهر و ابریشم.

نقاط قوت و محدودیت‌ها

نقاط قوت

کریستال ویوله در ارزیابی یا تشخیص آلودگی باکتریایی در نمونه‌های بافتی مفید است.

همچنین در ارزیابی اثرات سیتوتوکسیک/سیتواستاتیک بر روی رده‌های سلولی تومور و همچنین آزمایش گونه‌های مختلف آرکی ضروری است.

محدودیت‌ها

کریستال ویوله در صورت تماس با بافت گرانول می‌تواند منجر به ایجاد رنگ‌دانه دائمی پوست شود. به همین دلیل، رنگ نباید روی ضایعات زخمی صورت اعمال شود.

هنگامی که کریستال ویوله به‌عنوان یک عامل ضدعفونی‌کننده استفاده می‌شود، گندزدای چندان قوی نیست.

کریستال ویوله ممکن است  باعث ایجاد درماتیت تماسی آلرژیک یا نکروز در نواحی اینترتریژن شود.

استفاده از آن برای درمان عوامل باکتریایی و قارچی بیماری‌زا در حیوانات مانند گونه‌های استافیلوکوک و کاندیدا به دلیل گزارش‌هایی در مورد سرطان‌زایی حیوانات کاهش‌یافته است.

موارد احتیاط

کریستال ویوله سمی است و باید با دقت زیادی از آن استفاده کرد.

هنگام استفاده از کریستال ویوله برای رنگ‌آمیزی سلول‌ها، معاینه‌کننده باید از کناره‌های پتری دیش پیپت کند تا احتمال جداشدن سلول‌ها کاهش یابد.

چندین آزمایش سم‌شناسی انجام شده بر روی موش، خواص سرطان‌زایی مبتنی بر دوز را بر روی اندام‌های مختلف نشان داده است. شکل  لوکو (نصف شده) ی این ماده باعث ایجاد تومورهای کبدی، کلیوی و ریه در موش می‌شود. FDA کریستال ویوله را برای استفاده در خوراک دام غیر ایمن طبقه‌بندی کرده است. قانون فدرال غذا، دارو و مواد آرایشی و بهداشتی استفاده از آن را در خوراک دام ممنوع می‌کند و استفاده از چنین خوراکی تقلب محسوب می‌شود. کریستال ویوله از آب به بافت ماهی جذب می‌شود و سپس به  لوکوکریستال ویوله (leuco) تبدیل می‌شود.

یکی از عوارض جانبی متداول کریستال ویوله لکه شدن پوست و پارچه است. بااین‌حال، این لکه‌ها را می‌توان به‌راحتی با سفیدکننده و آب شستشو داد.

نتیجه‌گیری

کریستال ,D,GI یک نمک تک کلرید آبی از کاتیون کریستال ویوله است. این رنگ مشتق شده از آنیلین دارای خواص ضد میتوتیک و ضدقارچی مختلفی است و به یون‌های مثبت و منفی که می‌توانند به سلول‌های باکتریایی نفوذ کنند، تجزیه می‌شود. عمل فتودینامیک آن از طریق مکانیسم رادیکال آزاد ایجاد می‌شود. یون‌های مثبت رنگ با عناصر دارای بار منفی دیواره سلول مانند DNA، پپتیدوگلیکان و لیپوپلی‌ساکارید برهم‌کنش می‌کنند و رنگ بنفش بافی می‌ماند.

کریستال ویوله همچنین یک عامل میتوتیک و جهش‌زا است. برای درمان موضعی در کرم‌های ضد عفونت‌های قارچی و باکتریایی استفاده شده است. از این ماده در برابر برخی از قارچ‌های بیماری‌زا مانند گونه‌های کاندیدا و برخی باکتری‌های گرم مثبت استفاده می‌شود. مانند گونه‌های استافیلوکوک.

استفاده از آن برای درمان‌های تروپیکال به دلیل سرطان‌زایی گزارش شده در حیوانات، کاهش‌یافته است.

کریستال ویوله همچنین با ازبین‌بردن پتانسیل عمل غشاها باعث نفوذپذیری غشاهای یوکاریوتی یا پروکاریوتی می‌شود. این امر منجر به مهار تنفس در سلول‌ها  و متعاقباً مرگ سلولی می‌شود.

منبع

مترجم: مریم محجوب