Кіріспе
Фенол қызыл (фенолсульфонфталеин немесе PSP деп те аталады) – жасуша биологиясы зертханаларында жиі қолданылатын pH көрсеткіші.
Химиялық құрылысы мен қасиеттері
Фенол қызыл ауада тұрақты қызыл кристал түрінде болады. Оның судағы ерігіштігі 0,77 грамм/литр (г/л), ал этанолда – 2,9 г/л. Бұл әлсіз қышқыл, pKa = 8.00 шамасында, және фенол қызыл ерітіндісі pH индикаторы ретінде қолданылады, әсіресе жасуша мәдениетінде. Оның түсі 6,8-8,2 pH диапазонында сарыдан (λmax = 443 нм) қызылға (λmax = 570 нм) дейін біртіндеп өзгереді. pH 8,2-ден жоғары болғанда фенол қызыл ашық қызғылт (фуксия) түске айналады. Кристалл түрінде және өте қышқыл жағдайда (төмен pH) ерітіндіде бұл қосылыс жоғарыда көрсетілген құрылымдағыдай звиттерион ретінде болады, онда сульфат тобы теріс зарядталған, ал кетон тобы қосымша протонды алып жүреді. Бұл форма кейде символдық түрде жазылады және қызыл-сары түсті болады. Егер pH-ты көтерсек (pKa = 1.2), кетон тобынан протон шығып, сары, теріс зарядталған HPS− ионы пайда болады. pH одан да жоғары болғанда (pKa = 7.7), фенолдың гидрокси тобы протоннан айырылып, қызыл PS2− ионына айналады. Көптеген дереккөздерде фенол қызылдың құрылымы күкірт атомының циклдік топтың құрамында болатыны, фенолфталеин құрылымына ұқсас екені көрсетілген. Алайда, бұл циклдік құрылымды рентгендік кристаллография арқылы растау мүмкін болмады. Фенол қызылға ұқсас құрылымы бар бірнеше индикаторлар бар, оларға бромтимол көгі, тимол көгі, бромкрезол қызғылт, тимольфталеин және фенолфталеин жатады. (Басқа да кең таралған химиялық индикаторлардың тізімі pH индикаторлары туралы мақалада келтірілген.)
A solution of phenol red is used as a pH indicator, often in cell culture. Its color exhibits a gradual transition from yellow (λmax = 443 nm) to red (λmax = 570 nm) over the pH range 6.8 to 8.2. Above pH 8.2, phenol red turns a bright pink (fuchsia) color. In crystalline form, and in solution under very acidic conditions (low pH), the compound exists as a zwitterion as in the structure shown above, with the sulfate group negatively charged, and the ketone group carrying an additional proton. This form is sometimes symbolically written as and is orange red. If the pH is increased (pKa = 1.2), the proton from the ketone group is lost, resulting in the yellow, negatively charged ion denoted as HPS−. At still higher pH (pKa = 7.7), the phenol's hydroxy group loses its proton, resulting in the red ion denoted as PS2−. In several sources, the structure of phenol red is shown with the sulfur atom being part of a cyclic group, similar to the structure of phenolphthalein. However, this cyclic structure could not be confirmed by X ray crystallography. Several indicators share a similar structure to phenol red, including bromothymol blue, thymol blue, bromocresol purple, thymolphthalein, and phenolphthalein. (A table of other common chemical indicators is available in the article on pH indicators.)
Фенолсүлфонфталеин сынағы
Фенол қызыл түсті Леонард Роунтри мен Джон Герагти 1911 жылы бүйрек арқылы қанның жалпы ағынын бағалау үшін фенолсульфонфталеин сынағында қолданған. Бұл бүйрек функциясын тексерудің алғашқы әдісі болды және шамамен бір ғасыр бойы қолданылды, бірақ қазір қолданыстан шықты. Тест фенол қызыл түстің несеппен толықтай шығарылатынына негізделген. Фенол қызыл ерітіндісі тамырға жіберіледі; пайда болған зәр жиналады. Фенол қызыл түстің шығарылған мөлшерін колориметриялық әдіспен өлшеу арқылы бүйрек функциясын анықтауға болады.
Ұяшық мәдениеттері бойынша көрсеткіш
Тірі тіндердің көпшілігі шамамен бейтарап pH-та, яғни 7-ге жуық pH-та жақсы өседі. Мысалы, қанның pH-ы 7,35-тен 7,45-ке дейін ауыспайды. Тін жасушалары өсірілген кезде, олар өсетін орта осы физиологиялық pH-қа жақын ұсталады. Бұл өсім ортасына аздаған мөлшерде фенол қызылы қосылса, қалыпты жағдайда қызғылт-қызыл түске ие болады. Жасуша өсіру үшін әдетте 15 мг/л қолданылады. Егер проблемалар туындаса, өлген жасушалардың немесе ластанушы микроорганизмдердің шамадан тыс өсуі pH-тың өзгеруіне, ал соның салдарынан индикатордың түсінің өзгеруіне әкеледі. Мысалы, салыстырмалы түрде баяу бөлінетін сүтқоректілер жасушалары бактериялық ластанудан тез өсіп кетеді. Бұл әдетте ортаның қышқылдануына және сары түске өзгеруіне себеп болады. Көптеген биологтар бұл әдісті тін жасушаларының денсаулығын тез тексерудің ыңғайлы тәсілі деп санайды. Сонымен қатар, сүтқоректілер жасушаларының шығаратын қалдықтары pH-ты баяу төмендетіп, ерітіндіні бірте-бірте қызғылт-сары, содан кейін сары түске айналдырады. Бұл түс өзгерісі ластану болмаған жағдайда да ортаны ауыстыру қажеттігін көрсетеді (әдетте, орта толығымен қызғылт-сары түске енгенге дейін жасалуы керек). Фенол қызылының түсі кейбір спектрофотометриялық және флуоресценттік талдауларға кедергі келтіретіндіктен, көптеген тін жасушалары өсіру орталары фенол қызылызсыз да қол жетімді.
Эстрогенді имитациялау
Фенолды қызыл – эстрогенге ұқсас әлсіз зат, және жасушалық мәдениеттерде эстроген рецепторын өндіретін жасушалардың өсуін күшейте алады. Ол постменопаузалық әйелдердің аналық безінің эпителийлік жасушаларын ооциттердің (жұмыртқа жасушаларының) қасиеттеріне ие жасушаларға айналдыруға қолданылды, бұл фертильділікпен емдеу және шешек жасушаларын зерттеу салаларында маңызды рөл атқаруы мүмкін.
Бассейндегі сынақ жиынтықтарында қолдану
Фенол қызыл, кейде басқа атаумен, мысалы "Guardex Solution #2" деп аталады, үй бассейндерін сынау жиынтықтарында pH индикаторы ретінде қолданылады. Хлор, тотығу хлорын тежеу үшін тиосульфат болмаған жағдайда, бояуды түссіздендіруі мүмкін. Бромның жоғары концентрациясы фенол қызыл түсті бромфенол қызыл түске (дибромофенолсульфонефталеин) айналдырады, оның pKa көрсеткіші төмендегендіктен индикатордың диапазоны қышқылдыққа қарай ығысады – pH 6.8-дегі су 7.5 көрсеткішін береді. Бромның одан да жоғары концентрациясы (>20 ppm) бромфенол қызыл түсті одан да төмен pKa көрсеткіші бар бромфенол көк түске қайта айналдырып, судың pH көрсеткіші қауіпті түрде төмен болғанына қарамастан, өте жоғары екендігі туралы жаңылыс пікір тудыруы мүмкін.