fluoresceína

La fluoresceína es un compuesto orgánico y un colorante basado en el motivo estructural tricíclico del xanteno , perteneciente formalmente a la familia de los colorantes triarilmetánicos . Se presenta como un polvo de color naranja oscuro/rojo, ligeramente soluble en agua y alcohol. Se utiliza como trazador fluorescente en numerosas aplicaciones. ^{[ 1 ]}

El color de sus soluciones acuosas es verde por reflexión y naranja por transmisión, y sus propiedades espectrales dependen del pH de la solución. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Esto se puede observar en los niveles de burbuja , por ejemplo, en los que se añade fluoresceína como colorante al 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 toda la emisión incidente es reabsorbida por la solución. ^{[ 3 ]}

Está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud . ^{[ 4 ]}

El 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 ruptura del globo ocular , ^{[ 5 ]} abrasiones corneales , úlceras corneales e infecciones corneales herpéticas . ^{[ 6 ]} También se utiliza en la adaptación de lentes de contacto rígidas permeables al gas para evaluar la capa lagrimal bajo la lente. ^{[ 7 ]} Está disponible en sobres estériles de un solo uso que contienen aplicadores de papel sin pelusa empapados en solución de fluoresceína sódica o como gotas oftálmicas estériles de un solo uso. ^{[ 8 ]}

El éster de tiroxina de la fluoresceína se utiliza para cuantificar la concentración de tiroxina en sangre . ^{[ 1 ]}

La fluoresceína también se conoce como aditivo colorante ( D&C Amarillo n.° 7). La sal disódica de la fluoresceína se conoce como uranina o D&C Amarillo n.° 8. ^{[ 9 ]} La fluoresceína es un precursor del colorante rojo eosina Y mediante bromación. ^{[ 1 ]}

El uso oral e intravenoso de fluoresceína puede causar reacciones adversas , incluyendo náuseas , vómitos , urticaria , hipotensión aguda , anafilaxia y reacción anafilactoide relacionada, ^{[ 10 ] [ 11 ]} causando paro cardíaco ^{[ 12 ]} y muerte súbita debido a choque anafiláctico. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

El uso intravenoso tiene la mayor cantidad de reacciones adversas reportadas, incluyendo muerte súbita, pero esto puede reflejar un mayor uso más que un mayor riesgo. Se ha reportado que tanto el uso oral como el tópico causan anafilaxia, ^{[ 15 ] [ 16 ]} incluyendo un caso de anafilaxia con paro cardíaco ( resucitado ) después del uso tópico en gotas para los ojos. ^{[ 12 ]} Las tasas reportadas de reacciones adversas varían del 1% al 6%. ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} Las tasas más altas pueden reflejar poblaciones de estudio que incluyen un mayor porcentaje de personas con reacciones adversas previas. El riesgo de una reacción adversa es 25 veces mayor si la persona ha tenido una reacción adversa previa. ^{[ 19 ]} El riesgo puede reducirse con el uso profiláctico de antihistamínicos y el manejo de emergencia inmediato de cualquier anafilaxia resultante. ^{[ 21 ] [ 22 ]} Una simple prueba de punción cutánea puede ayudar a identificar a las personas con mayor riesgo de reacción adversa. ^{[ 20 ]}

La fluorescencia de esta molécula es muy intensa; para la forma desprotonada en solución básica, la excitación máxima se produce a 495 nm y la emisión máxima a 520 nm. ^{[ 23 ]}  

La fluoresceína tiene un pKa de _6,4 , ^{[ 2 ]} y su equilibrio de ionización conduce a una absorción y emisión dependientes del pH en el rango de 5 a 9. Los tiempos de vida de fluorescencia de las formas protonada y desprotonada de la fluoresceína son aproximadamente 3 y 4  ns, lo que permite la determinación del pH a partir de mediciones no basadas en la intensidad. ^{[ 24 ]} Los tiempos de vida se pueden recuperar utilizando el conteo de fotones individuales correlacionados en el tiempo o la fluorimetría de modulación de fase . ^{[ 25 ]} Tras una irradiación exhaustiva con luz visible, la fluoresceína se descompone para liberar ácidos ftálico y fórmico y monóxido de carbono , actuando efectivamente como un foto CORM . Los anillos de resorcinol restantes reaccionan con el oxígeno singlete formado in situ para dar productos oxidados y de anillo abierto . ^{[ 26 ]}

La fluoresceína tiene un punto isosbéstico (absorción igual para todos los valores de pH ) a 460  nm. ^{[ 27 ]}

Se conocen muchos derivados de la fluoresceína. Estos incluyen el isotiocianato de fluoresceína 1 y la fluoresceína modificada con éster de succinimidilo . El isotiocianato de fluoresceína, a menudo abreviado como FITC, presenta un sustituyente de grupo isotiocianato ( −N=C=S ). El FITC reacciona con los grupos amina de muchos compuestos biológicamente relevantes, incluidas las proteínas intracelulares, para formar un enlace tiourea. ^{[ 28 ]} La fluoresceína modificada con éster de succinimidilo, también conocida como NHS-fluoresceína , es un derivado común reactivo con aminas que produce aductos de amida que son más estables que las tioureas mencionadas anteriormente. Otros reactivos útiles incluyen la carboxifluoresceína , el éster de succinimidilo de carboxifluoresceína , los ésteres de pentafluorofenilo (PFP) y los ésteres de tetrafluorofenilo (TFP).

En la síntesis de oligonucleótidos , se utilizan varios reactivos de fosforamidita que contienen fluoresceína protegida, por ejemplo, la fosforamidita 6-FAM 2 , para la preparación de oligonucleótidos marcados con fluoresceína . ^{[ 29 ]}

El grado en que el dilaurato de fluoresceína se descompone para producir ácido láurico puede detectarse como una medida de la actividad de la esterasa pancreática . ^{[ 30 ]}

Aproximadamente 250 toneladas se produjeron en el año 2000. El método implica la fusión de anhídrido ftálico y resorcinol , ^{[ 1 ]} similar a la ruta descrita por Adolf von Baeyer en 1871. ^{[ 31 ]} En algunos casos, se emplean ácidos como el cloruro de zinc y el ácido metanosulfónico para acelerar la reacción de Friedel-Crafts . ^{[ 32 ] [ 33 ]}

Se propone que el mecanismo de la reacción, cuando se lleva a cabo con un ácido fuerte como el ácido sulfúrico , comienza con el ataque del anhídrido ftálico protonado sobre el resorcinol.

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 con colorantes . ^{[ 23 ]} En agua, la fluoresceína tiene un máximo de absorción a 494  nm y un máximo de emisión a 512  nm. Entre sus principales usos en las ciencias, se utiliza como colorante de alcohol metilado en Australia y Nueva Zelanda. ^{[ 34 ]}

Biociencias

En biología celular, el derivado isotiocianato de la fluoresceína se usa frecuentemente para marcar y rastrear células en aplicaciones de microscopía de fluorescencia , como la citometría de flujo . ^{[ 35 ]} 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. ^{[ 35 ]} Esta aplicación es común en la presentación de levaduras . ^{[ 36 ]}

La fluoresceína también puede conjugarse con nucleósido trifosfatos e incorporarse enzimáticamente a una sonda para hibridación in situ . ^{[ 37 ]} El uso de fluoresceína amidita , que se muestra abajo a la derecha, permite sintetizar oligonucleótidos marcados para el mismo propósito. ^{[ 38 ]} Otra técnica, denominada balizas moleculares , utiliza oligonucleótidos sintéticos marcados con fluoresceína. ^{[ 39 ]} Las sondas marcadas con fluoresceína pueden visualizarse mediante FISH o ser detectadas por anticuerpos mediante inmunohistoquímica . Esta última es una alternativa común a la digoxigenina , y ambas se utilizan conjuntamente para marcar dos genes en una misma muestra. ^{[ 40 ]}

La fluoresceína intravenosa u oral se utiliza en la angiografía con fluoresceína en la investigación y para diagnosticar y clasificar trastornos vasculares, incluyendo enfermedades de la retina, degeneración macular , retinopatía diabética , afecciones intraoculares inflamatorias y tumores intraoculares . ^{[ 23 ]} También se utiliza cada vez más durante la cirugía de tumores cerebrales y de la columna vertebral . ^{[ 41 ]}

Se ha utilizado un colorante de fluoresceína diluido para localizar múltiples defectos septales ventriculares musculares durante la cirugía a corazón abierto y confirmar la presencia de cualquier defecto residual. ^{[ 42 ]}

• Derivados químicos de la fluoresceína:
  • Eosina , grupo de los dibromo, o tetrabromo, derivados de la fluoresceína.
  • Calceína , colorante fluorescente e indicador complexométrico.
  • La fluoresceína amidita (FAM) es un equivalente sintético de la fluoresceína que se utiliza en la síntesis de oligonucleótidos.
  • Merbromina o mercurocromo, un antiséptico organomercúrico.
  • Eritrosina , tetraiodofluoresceína.
  • Rosa de bengala , tetracloro-tetraiodo-fluoresceína, utilizada como colorante en histología.
  • DyLight Fluor , una línea de productos de tintes fluorescentes.
• Hidrólisis del diacetato de fluoresceína , una prueba de laboratorio de bioquímica.
• Otros tintes:
  • Rodamina , familia de derivados del xanteno utilizados como colorantes, indicadores y trazadores fluorescentes.
  • Azul de metileno , un colorante azul de tiazina que también se utiliza como medicamento.
  • Hematoxilina , tinción natural derivada de la madera de hogar y utilizada en histología.
  • tintes láser
• Estructuras precursoras de cromóforos heterocíclicos aromáticos :
  • Fenotiazina , la estructura cromófora del azul de metileno.
  • Xanteno , estructura heterocíclica aromática presente en la fluoresceína.
  • Xantona
  • Xanthidrol

• Espectros de absorción y emisión de fluoresceína en etanol y etanol básico en la Escuela de Ciencias e Ingeniería de OGI.
• Equilibrios de ionización de fluoresceína en Invitrogen
• Espectros de absorción y espectros de emisión de fluorescencia