Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Нинигидрин (2,2-дигидроксииндан-1,3-дион) – органическое соединение с формулой C6H4(CO)2C(OH)2. Он используется для обнаружения аммиака и аминов. При взаимодействии с этими аминами нинигидрин превращается в насыщенные синие или фиолетовые производные, известные как фиолетовый Рюхмана. Нинигидрин наиболее часто применяется для выявления отпечатков пальцев в криминалистике, поскольку терминальные амины остатков лизина в пептидах и белках, содержащихся в отпечатках пальцев, реагируют с нинигидрином. Нинигидрин представляет собой белое твердое вещество, растворимое в этаноле и ацетоне. В том же году Рюхманн наблюдал реакцию нинигидрина с аминокислотами. В 1954 году шведские исследователи Оден и фон Хофстен предложили использовать нинигидрин для проявления скрытых отпечатков пальцев.
Ninhydrin (2,2 dihydroxyindane 1,3 dione) is an organic compound with the formula C6H4(CO)2C(OH)2. It is used to detect ammonia and amines. Upon reaction with these amines, ninhydrin gets converted into deep blue or purple derivatives, which are called Ruhemann's purple. Ninhydrin is most commonly used to detect fingerprints in forensic cases, as the terminal amines of lysine residues in peptides and proteins sloughed off in fingerprints react with ninhydrin. Ninhydrin is a white solid that is soluble in ethanol and acetone. In the same year, Ruhemann observed ninhydrin's reaction with amino acids. In 1954, Swedish investigators Oden and von Hofsten proposed that ninhydrin could be used to develop latent fingerprints.
Применение
Нинигидрин может использоваться в Кайзер-тесте для контроля депротекции в твердофазном синтезе пептидов. Цепь присоединена через свой C-конец к твердой подложке, а N-конец выступает над ней. Когда этот азот депротектирован, тест с нинигидрином дает синий цвет. Аминокислотные остатки присоединяются с защищенным N-концом, поэтому, если следующий остаток успешно присоединен к цепи, тест дает бесцветный или желтый результат. Нинигидрин также используется в качественном анализе белков. Большинство аминокислот, за исключением пролина, гидролизуются и реагируют с нинигидрином. Кроме того, некоторые аминокислотные цепи разрушаются. Поэтому для идентификации аминокислот, которые реагируют иначе или вообще не реагируют с нинигидрином, требуется отдельный анализ. Остальные аминокислоты затем количественно определяются колориметрически после разделения с помощью хроматографии. Раствор, подозреваемый в содержании иона аммония, можно проверить с помощью нинигидрина, нанеся его на твердую подложку (например, силикагель); обработка нинигидрином должна привести к интенсивному фиолетовому цвету, если раствор содержит этот вид. При анализе химической реакции с помощью тонкослойной хроматографии (ТСХ) реагент также может быть использован (обычно 0,2% раствор в н-бутаноле или этаноле). Он обнаруживает на ТСХ-пластинке практически все амины, карбаматы, а также, после сильного нагрева, амиды. При реакции с нинигидрином аминокислоты подвергаются декарбоксилированию. Выделяющийся CO2 происходит от карбоксильного углерода аминокислоты. Эта реакция была использована для высвобождения карбоксильных углеродов костного коллагена из древних костей для стабильного изотопного анализа, чтобы помочь реконструировать палеодиету пещерных медведей. Высвобождение карбоксильного углерода (с помощью нинигидрина) из аминокислот, извлеченных из почвы, обработанной меченым субстратом, демонстрирует ассимиляцию этого субстрата в микробный белок. Этот подход был успешно использован для установления того, что некоторые аммонийокисляющие бактерии, также называемые нитрифицирующими бактериями, используют мочевину в качестве источника углерода в почве.
Ninhydrin can be used in Kaiser test to monitor deprotection in solid phase peptide synthesis. The chain is linked via its C terminus to the solid support, with the N terminus extending off it. When that nitrogen is deprotected, a ninhydrin test yields blue. Amino acid residues are attached with their N terminus protected, so if the next residue has been successfully coupled onto the chain, the test gives a colorless or yellow result. Ninhydrin is also used in qualitative analysis of proteins. Most of the amino acids, except proline, are hydrolyzed and react with ninhydrin. Also, certain amino acid chains are degraded. Therefore, separate analysis is required for identifying such amino acids that either react differently or do not react with ninhydrin at all. The rest of the amino acids are then quantified colorimetrically after separation by chromatography. A solution suspected of containing the ammonium ion can be tested by ninhydrin by dotting it onto a solid support (such as silica gel); treatment with ninhydrin should result in a dramatic purple color if the solution contains this species. In the analysis of a chemical reaction by thin layer chromatography (TLC), the reagent can also be used (usually 0.2% solution in either n butanol or in ethanol). It will detect, on the TLC plate, virtually all amines, carbamates and also, after vigorous heating, amides. Upon reaction with ninhydrin, amino acids undergo decarboxylation. The released CO2 originates from the carboxyl carbon of the amino acid. This reaction has been used to release the carboxyl carbons of bone collagen from ancient bones for stable isotope analysis in order to help reconstruct the palaeodiet of cave bears. Release of the carboxyl carbon (via ninhydrin) from amino acids recovered from soil that has been treated with a labeled substrate demonstrates assimilation of that substrate into microbial protein. This approach was successfully used to reveal that some ammonium oxidizing bacteria, also called nitrifying bacteria use urea as a carbon source in soil.
Криминалисты
Раствор нингидрина обычно используется криминалистами при анализе скрытых отпечатков пальцев на пористых поверхностях, таких как бумага. Аминокислоты, содержащиеся в незначительных выделениях пота, накапливающихся на уникальных папиллярных линиях пальца, переносятся на прикоснутые поверхности. Воздействие нингидрина на поверхность преобразует аминокислоты в заметные цветные соединения, тем самым проявляя отпечаток. Испытуемые растворы обладают низкой долгосрочной стабильностью, особенно при хранении не в холоде. Для дальнейшего усиления действия нингидрина можно предварительно использовать раствор 1,2-индандиона и хлорида цинка (IND Zn). Эта последовательность приводит к более полной реакции аминокислот, возможно, за счет того, что IND Zn способствует их высвобождению с поверхности для последующей реакции с нингидрином.
A ninhydrin solution is commonly used by forensic investigators in the analysis of latent fingerprints on porous surfaces such as paper. The amino acids present in the minute sweat secretions that gather on the finger's unique ridges transfer to surfaces that are touched. Exposure of the surface to ninhydrin converts the amino acids into visibly colored products and thus reveals the print. The test solutions suffer from poor long term stability, especially if not kept cold. To further enhance the ability of ninhydrin, a solution of 1,2 indandione and zinc chloride (IND Zn) can be used prior to ninhydrin. This sequence leads to greater overall reaction of the amino acids, possibly by IND Zn helping to release them from the surface for the subsequent ninhydrin reaction.
Реактивность
Нингидрин находится в равновесии с трикетоном индан-1,2,3-трионом, который легко реагирует с нуклеофилами (включая воду). В то время как для большинства карбонильных соединений карбонильная форма более стабильна, чем продукт присоединения воды (гидрат), нингидрин образует стабильный гидрат центрального углерода из-за дестабилизирующего влияния соседних карбонильных групп. Для образования нингидринового хромофора [2-(1,3-диоксииндан-2-илиден)иминоиндан-1,3-диона] амин должен конденсироваться с образованием основания Шиффа. Реакция нингидрина со вторичными аминами приводит к образованию иминиевой соли, которая также окрашена, обычно в желто-оранжевый цвет.
Ninhydrin exists in equilibrium with the triketone indane 1,2,3 trione, which reacts readily with nucleophiles (including water). Whereas for most carbonyl compounds, a carbonyl form is more stable than a product of water addition (hydrate), ninhydrin forms a stable hydrate of the central carbon because of the destabilizing effect of the adjacent carbonyl groups. To generate the ninhydrin chromophore [2 (1,3 dioxoindan 2 yl)iminoindane 1,3 dione], the amine must condense to give a Schiff base. The reaction of ninhydrin with secondary amines gives an iminium salt, which is also coloured, generally being yellow–orange.
Влияние на здоровье
Нинидрин может вызывать аллергический ринит и астму, опосредованные IgE. Описан случай, когда у 41-летнего работника судебно-экспертной лаборатории, работавшего с нинидрином, развился ринит и затрудненное дыхание. Уровень его специфических IgE был почти вдвое выше нормы.
Ninhydrin may cause allergic, IgE mediated rhinitis and asthma. A case has been described in which a 41 year old forensic laboratory worker working with Ninhydrin developed rhinitis and respiratory difficulty. Her specific IgE levels were found almost doubled.