Etidyum bromür

Etidyum bromür
Kimyasal Adı	3,8-Diamino-5-etil-6-fenilfenantridinium bromür
Diğer adları	2,7-Diamino-10-etil-6-fenilfenantridinyum bromür, 2,7-Diamino-10-etil-9-fenilfenantridinyum bromür, 3,8-Diamino-1-etil-6-fenilfenantridinyum bromür, 5-Etil-6-fenil-fenantridin-3,8-diamin bromür, Etidyum bromür, Homidyum bromür, EtBr
KEGG	C11161
PubChem	14710
EINECS	214-984-6
Kimyasal formül	C21H20BrN3
Molekül ağırlığı	394.294 g/mol
CAS numarası	1239-45-8
Ergime noktası	260 - 262 °C
Çözünürlük	~ 40 g/l
Görünüş	mor-kırmızı katı
SMILES	[Br-].CC[n+]3c4cc(N)ccc4c1ccc(N)cc1c3c2ccccc2
Kaynakça ve sorumluluk reddi

Etidyum bromürün absorpsiyon spektrumu

Etidyum bromür (bazen "EtBr" olarak kısaltılır) moleküler biyoloji laboratuvarlarında nükleik asitleri flüoresan işaretlemekte kullanılan bir enterkalasyon ajanıdır. Bu molekül morötesi ışığa maruz kalınca turuncu renkte ışınır, DNA'ya bağlı olması halinde ışığın seviyesi 20-kat daha fazla olur. Jel elektroforezi gibi laboratuvar tekniklerinde DNA görüntülenmesinde etidyum bromürün bu özelliğinden yararlanılır. Bu bileşik, Homidium adı altında, veterinerler tarafından 1950'lerden beri büyükbaş hayvanlarda tripanozomosis tedavisinde kullanılmıştır (tripazanomis tripanozomların neden olduğu bir hastalıktır). Etidyum bromürün kuvvetli bir mutajendir. Bundan dolayı karsinojen ve teratojen olduğu tahmin edilmektedir ama dikkatli bir şekilde test edilmemiştir.

Yapı, kimya ve flüoresans

Çoğu ışınır (flüoresan) bileşik gibi etidyum bromür de aromatiktir. Moleküler yapısının çekirdeğini oluşturan çok halkalı kısım, fenantridin olarak bilinir, bunun bir diğer türevi akridin adlı flüoresan boyadır.

Etidyum bromürün DNA'ya bağlandıktan sonraki yoğun ışınırlığının (flüoresansının) nedeni fenil grubunun sabitleşmesi değildir, çünkü fenil halkasının enterkale olunan bazların düzlemine neredeyse dik durumda olduğu gösterilmiştir. Asıl nedenin, EtBr'nin arasına sıkıştığı bazlar arasındaki hidrofobik ortam olduğuna inanılmaktadır. Bu hidrofobik ortam içine giren etidyum katyonu kendisine ilişik olan tüm su moleküllerinden sıyrılmak zorunda kalır. Su, etkili bir ışınırlık söndürücüsü (fluorescence quencher) olduğu için, su moleküllerin ayrışması etidyumun daha çok ışınmasına neden olur.

Uygulamalar

Etidyum bromür laboratuvarda çift iplikçikli nükleik asitleri tespit etmek için yaygın olarak kullanılır. Çoğu uygulamada (PCR ürünleri, restriksiyon enzim kesim ürünleri, vs.) görüntülenmesi amaçlanan DNA zaten çift iplikçiklidir. EtBr tek iplikçikli RNA'yı görüntülemek için de kullanılır, çünkü RNA kendi üzerine katlanarak baz çiftleri oluşturur, EtBr de bu baz çiftleri arasına enterkale olur. Nükleik asitler genelde bir agaroz jeli içinde elektroforezle ayrıştırılır, jel bir EtBr çözeltisi içinde bir süre bekletilince EtBr nükleik asitlerle kompleksleşir. Bunun ardından jel morötesi ışığa tutulur, fluoresan görüntü bir fotoğraf makinası ile kaydedilir. Morötesi ışık gözler ve deriye zararlı olduğu için jelin fotoğrafı özel bir kutu içinde çekilir, eğer doğrudan jele bakmak gerekiyorsa kişinin göz ve derisinin korunması gerekir.

Sitolojideki bir uygulamada ise, bir hücre kültürü mitoz durdurucu bir ajana mağruz bırakılınca meydana gelen kromozom yoğunlaşmasını azaltmak için EtBr kullanılır. Böylece elde edilen preparatta kromozom bantları daha yüksek bir çözünürlükle görülebilir, kromozomların yapısal bütünlüğü mikroskop altında daha güvenle belirlenebilir.

Alternatifler

Laboratuvarda etidyum bromür kullanmanın alternatifleri vardır.^[1] Örneğin, bazı araştırmacılar SYBR-temelli boyalar kullanırlar.^[2] SYBR boyalarının EtBr'den daha az karsinojenik olduğu, boyamanın daha duyarlı ve yüksek kontrastlı olduğu bulunmuştur. Ancak, bu boyaların DMSO içinde çözülmesi gerekir, bu çözücü ise kolaylıkla deriye nüfuz eder.^[3] EtBr'nin dezavantajlarına rağmen çoğu araştırmacı daha ucuz olduğu için EtBr kullanmayı tercih eder.

Sağlık riskleri

Etidyum bromür bir mutajendir, kanserojen olduğu tahmin edilmektedir ve yüksek konsantrasyonda gözler, deri, mukus zarlar ve üst solunum yolunu tahriş etmektedir. Etidyum bromürün sağlığa etkileri tamamen bilinmemektedir. Mutajenik olmasından dolayı karsinojenik ve teratojenik olması muhtemeldir ama bu yönde doğrudan bir kanıt yoktur. Muhtemel toksik etkilerini göstermesi için yutularak, nefesle alınarak veya deriden absorbe edilerek vücuda girmesi gerekir. Moleküler yapısının büyük ve hidrofobik olması nedeniyle deriden kolay geçemez.

ABD Milli Toksikoloji programının verilerine göre etidyum bromür (raporda homodium bromide olarak değinilmektedir) hayvanlarda antiparazitik ve antiprotozaoik etkiye sahiptir; ayrıca bir ilaç ve ilaç hammadesi olarak kullanılmıştır.^[4][5]

Etidyum bromür bir mutajen olarak etki eder çünkü çift iplikli DNA'daki bazlar arasına girerek molekülün şeklini bozar, bu yüzden DNA ikileşmesi ve DNA tamirinin çalışmasını bozar.

Güvenli kullanım

Etidyum bromür boyalı bir agaroz jeli

Etidyum bromür DNA'ya enterkale olup morötesi ışığa tutuluca turuncu renkte ışınır. Etidyum bromür tozu veya aerosolları oluşturma olasılığı olan her türlü işlemin (etidyum bromür çözeltisi hazırlanması gibi) bir davlumbazda yapılması gerekir, onu teneffüs etmemek için. Kullanım sırasında Nitril eldivenler giyilmelidir, lateks eldivenler yeterli koruma sağlamaz.^[6][7] Yüksek konsantrasyonlu EtBr ile çalışırken veya uzun süreli çalışmada, çifte eldiven giymek maruz olma riskini azaltır, özelikle dıştaki eldivene EtBr çok bulaştıkça değişitirilirse.

Dökülmesi ve ona maruz kalmak halinde

Çoğu kimyasal maddeyle olduğu gibi, deri veya gözlerle temas halinde, 15 dakika suyla yıkanmalıdır. Teneffüs veya yutma halinde derhal doktora gidilimelidir.

Dökülme halinde, emici bir minder veya bez kullanarak etidyum bromür çüzeltisi kullanarak temizlenmelidir. Kuru EtBr'yi temizlerken tozunu teneffüs etmemeye dikkat edilmelidir. Sıkı kapatılabilir bir plastik torba veya kutuya koyup tıbbî atık kutusuna konmalıdır.

Artıkların atılması

Etidyum bromür tehlikeli bir atık madde olarak muamele görmeli ve atılmalıdır. EtBr bulaşmış eldivenler, pipet uçları, deney tüpleri, kâğıt havlular için de aynı şey söz konusudur. EtBr içeren çöpler yerel kural ve yönergelere uyumlu bir şekilde atılmalıdır.

Etidyum bromür kimyasal olarak yıkıma uğratılabilir veya yakılarak imha edilebilir. Belli bir seviyenin altında EtBr içeren çöpler normal şekilde atılır. Çamaşır suyu ile kimyasal yıkım kanserojenik maddeler oluşturur. En güvenlikli ve etkili yıkım yöntemi Lunn Sansone yöntemidir.^[8]. EtBr aktif kömür veya amberlit iyon tutucu rezinle çözeltiden çıkartılabilir. Bunu sağlayan çeşitli ticari ürünler de mevcuttur.^[9]

Kaynakça

1. "Safer stains for DNA". 23 Haziran 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20130623232131/http://www.bioscience-explained.org/ENvol1_2/index.html. Erişim tarihi: 2009-09-14. 
2. Zipper H, Brunner H, Bernhagen J, Vitzthum F (2004). "Investigations on DNA intercalation and surface binding by SYBR Green I, its structure determination and methodological implications". Nucleic acids research 32 (12): e103. DOI:10.1093/nar/gnh101. PMC 484200. PMID 15249599. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=484200. 
3. Huang Q, Fu WL (2005). "Comparative analysis of the DNA staining efficiencies of different fluorescent dyes in preparative agarose gel electrophoresis". Clin. Chem. Lab. Med. 43 (8): 841–2. DOI:10.1515/CCLM.2005.141. PMID 16201894. 
4. "Testing Status: Ethidium bromide M940107 - National Toxicology Program". 24 Aralık 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20131224122207/http://ntp.niehs.nih.gov/index.cfm?objectid=BDAF3AE4-123F-7908-7BE09D1BEA25B435. Erişim tarihi: 14 Eylül 2009. 
5. "Executive Summary Ethidium Bromide: Table of Contents - National Toxicology Program". 17 Ekim 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20121017133846/http://ntp.niehs.nih.gov/index.cfm?objectid=6F5EA06A-F1F6-975E-73079A5FE34F7E88. Erişim tarihi: 2009-09-14. 
6. "University of Edinburgh Health & Safety Department - Ethidium Bromide Hand Protection". 25 Eylül 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20090925050839/http://www.safety.ed.ac.uk:80/resources/General/EthBrHandProt.shtm. Erişim tarihi: 2009-09-14. 
7. "Ethidium Bromide". 2 Ekim 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20131002093324/http://www.purdue.edu/rem/hmm/ethidbr.htm. Erişim tarihi: 2009-09-14. 
8. Lunn G, Sansone EB (May 1987). "Ethidium bromide: destruction and decontamination of solutions". Anal. Biochem. 162 (2): 453–8. PMID 3605608. 
9. "Ethidium Bromide Disposal". 15 Nisan 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20150415220655/http://web.princeton.edu/sites/ehs/chemwaste/etbr.html. Erişim tarihi: 2009-09-14. 

Daha çok okumak için

• Borst P (November 2005). "Ethidium DNA agarose gel electrophoresis: how it started". IUBMB Life 57 (11): 745–7. PMID 16511967.