Ematossilina

Ematossilina
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Identificazione
N o CAS 517-28-2
N o ECHA 100.007.490
N o RTECS MH7875000
PubChem 10603
SORRISI C1C2 = CC (= C (C = C2C3C1 (COC4 = C3C = CC (= C4O) O) O) O) O
PubChem , vista 3D
InChI InChI: vista 3D
InChI = 1S / C16H14O6 / c17-10-2-1-8-13-9-4-12 (19) 11 (18) 3-7 (9) 5-16 (13,21) 6- 22-15 (8) 14 (10) 20 / h1-4,13,17-21H, 5-6H2
InChIKey:
WZUVPPKBWHMQCE-UHFFFAOYSA-N
Aspetto Solido cristallino inodore, incolore (campioni puri) o da beige a marrone scuro a seconda delle impurità
Proprietà chimiche
Formula bruta C 16 H 14 O 6   [Isomeri]
Massa molare 302,2788 ± 0,0156  g / mol
C 63,57%, H 4,67%, O 31,76%,
Proprietà fisiche
T ° fusione 200  ° C
Precauzioni
SGH
SGH07: Tossico, irritante, sensibilizzante, narcotico
avvertimento H302, H315, H319, H335, P261, P305 + P351 + P338, H302  : Nocivo se ingerito
H315  : Provoca irritazione cutanea
H319  : Provoca grave irritazione oculare
H335  : Può irritare le vie respiratorie
P261  : Evitare di respirare la polvere / i fumi / i gas / la nebbia / i vapori / gli aerosol.
P305 + P351 + P338  : In caso di contatto con gli occhi: sciacquare accuratamente per parecchi minuti. Rimuovere le lenti a contatto se la vittima le indossa e possono essere rimosse facilmente. Continua a risciacquare.
Ecotossicologia
LogP 0.710
Unità di SI e STP se non diversamente specificato.

L' ematossilina , il logwood nero o il nero naturale 1 ( CI 75290) è un composto organico di formula C 16 H 14 O 6. È un colorante nero, estratto dal durame della campeche ( Haematoxylum campechianum ). È utilizzato in particolare in istologia , come inchiostro e come colorante nell'industria tessile e della pelle. In istologia, la colorazione dell'ematossilina è spesso seguita dall'eosina (controcolorazione), questo processo è chiamato "  colorazione HE  ", una delle combinazioni di coloranti più utilizzate nel campo. L'ematossilina è anche uno dei componenti della colorazione di Papanicolaou (colorazione PAP) ampiamente utilizzata in citologia .

Sebbene il colorante sia comunemente indicato come "ematossilina", il colorante attivo è in realtà la sua forma ossidata, l' emateina , che forma complessi altamente colorati con alcuni ioni metallici (specialmente i sali di Fe (III) e Al (III).)). Nella sua forma pura, l'ematossilina è un solido cristallino incolore, ma i campioni commerciali generalmente mostrano una tinta marrone scuro a causa delle impurità.

Estrazione e purificazione

Sebbene l'ematossilina sia stata sintetizzata, non è mai stata sintetizzata in quantità commerciali e tutta l'ematossilina disponibile in commercio viene estratta dal legno di tronchi. Storicamente il legno - originario del Messico - veniva esportato in Europa dove veniva poi estratta l'ematossilina, ma oggi questa estrazione viene effettuata più vicino al sito di produzione. Esistono due processi per l'estrazione dell'ematossilina su scala industriale: il "processo francese" in cui i trucioli di legno vengono bolliti in acqua e il "processo americano" in cui il legno è sottoposto alla pressione del vapore acqueo. Una volta estratto, il colorante può essere venduto come liquido concentrato, oppure essiccato e venduto in forma cristallina. I moderni metodi di produzione utilizzano acqua, etere o etanolo come solvente , gli estratti possono quindi essere ulteriormente raffinati fino al livello di purezza desiderato.

I campioni commerciali possono variare a seconda del lotto o del sito di produzione, sia per il livello di impurità che per il rapporto ematossilina / emateina (forma ossidata di ematossilina). Questo è particolarmente un problema in istologia, poiché queste variazioni possono influenzare la colorazione e distorcere le osservazioni, motivo di preoccupazione per istologi e patologi . Come con altri coloranti, alcuni lotti di ematossilina possono essere certificati dalla Biological Stain Commission  (in) , il che significa che il particolare lotto ha superato un test standardizzato, ma non ha detto nulla sulla sua purezza.

Utilizza

Istologia

L'ematossilina può essere utilizzata da sola come colorante istologico . Viene utilizzato principalmente per la colorazione dei nuclei cellulari , ma colora anche il reticolo endoplasmatico ruvido , i ribosomi , il collagene , la mielina , le fibre elastiche e le mucine acide. L'ematossilina da sola non è un colorante efficace, ma ossidata in emateina e combinata con un mordnt  (en) , può macchiare la cromatina di un nucleo di un colore che va dal blu scuro al nero. Il colore e la specificità della macchia di ematossilina dipendono dalla sua natura chimica, dalla sua quantità, dal mordente utilizzato e dal pH della soluzione colorante; pertanto, sono state sviluppate diverse formulazioni a base di ematossilina.

L'ematossilina è anche molto spesso associata a uno o più altri coloranti. Una delle associazioni più utilizzate in istologia è quella con l' eosina , che viene definita colorazione HE . L'ematossilina è anche, insieme all'eosina e all'arancio G , un componente della colorazione di Papanicolaou (colorazione PAP) ampiamente utilizzata in citologia , in particolare per il test PAP per lo screening del cancro cervicale . Si può anche citare i HPS che macchiano  (en) (ematossilina / Floxina / zafferano ), le HES colorazione (ematossilina / eosina / lo zafferano), la macchia van Gieson  (en) (ematossilina / fucsina acida / acido picrico ), la colorazione Goldner ( ematossilina / fucsina acida / RAL 6027), colorazione di Ladewig (arancione G / blu di metilene / fucsina acida / ematossilina) e colorazione PAS (ematossilina / acido periodico / reagente di Schiff )

Formulazioni coloranti

Le formulazioni di coloranti ematossilina possono essere classificate in base al metodo di ossidazione dell'ematossilina e alla scelta del mordente. L'ematossilina può essere ossidata naturalmente, mediante esposizione all'aria e alla luce, o più comunemente mediante soluzioni ossidanti, ad esempio iodato di sodio . Di solito viene aggiunto abbastanza ossidante per convertire solo metà dell'ematossilina in emateina, lasciando che il resto si ossidi naturalmente nel tempo. Questo è un modo per prolungare la durata di conservazione del preparato, poiché l'emateina così prodotta in ritardo sostituisce almeno una parte dell'emateina che si ossida naturalmente nel tempo anche a ossiemateina. Tra i sali metallici usati come mordenti, quelli con alluminio sono i più comuni; si utilizzano anche sali di ferro , tungsteno , molibdeno o piombo .

A seconda della formulazione, il colorante può essere utilizzato in due modi: "gradualmente" dove la quantità di colorante utilizzata è controllata dalla lunghezza di contatto tra il tessuto e la soluzione, oppure "regressivamente" dove il campione è sovra-colorato, e il colorante in eccesso viene quindi rimosso in una seconda fase. Per rimuovere questo colorante in eccesso (fase talvolta chiamata "differenziazione"), viene generalmente utilizzata una soluzione diluita di etanolo e acido cloridrico .

Nome Riferimento Mordere Metodo di ossidazione uso
Ematossilina di Ehrlich Ehrlich, 1886 allume di potassio naturale Colorazione del nucleo H&E
Ematossilina di Delafield Prudden, 1855 allume di ammonio naturale Colorazione del nucleo H&E
Ematossilina di Mayer Mayer, 1903 allume di potassio o ammonio iodato di sodio Colorazione del nucleo H&E
Ematossilina di Harris Harris, 1900 allume di potassio ossido di mercurio Colorazione kernel H&E , utilizzata anche nelle versioni classiche della colorazione Papanicolaou
Ematossilina di Cole Cole, 1943 allume di potassio iodio Colorazione del nucleo H&E
Ematossilina Carazzi Carazzi, 1911 allume di potassio iodato di potassio Colorazione del nucleo H&E , servizi di biopsia urgente
Ematossilina di Weigert Weigert, 1904 cloruro ferrico naturale Anima H&E antimacchia , resistente agli acidi
Ematossilina di Verhoeff Verhoeff, 1908 cloruro ferrico iodio fibre elastiche , mielina
Ematossilina dell'acido fosfotungstico  (en) di Mallory Mallory, 1897 acido fosfotungstico naturale o chimico fibrina , muscolo striato
Ematossilina di Gill (I, II e III) Culling et al. 1985 solfato di alluminio iodato di sodio Colorazione del nucleo H&E
Uso precoce come macchia istologica

Nel 1758, Georg Christian Reichel usò l'emotossilina, senza mordere, per colorare i tessuti vegetali. John Thomas Quekett , in un libro del 1852, suggerisce di usare "campeche" (ematossilina) per colorare materiali traslucidi da esaminare al microscopio . Nel 1863 Wilhelm von Waldeyer-Hartz utilizzò l'ematossilina sui tessuti animali, senza mordere (con scarso successo) ed è talvolta accreditato come il pioniere in materia, un fatto che però non è universalmente accettato. Franz Böhmer nel 1865 pubblicò una formulazione di ematossilina usando l'allume come mordente e nel 1891 Paul Mayer pubblicò una formulazione usando un ossidante chimico per convertire l'ematossilina in emateina. L'uso dell'ematossilina con eosina come controcolorante fu suggerito per la prima volta da A. Wissowzky nel 1876. All'inizio del 1900, l'ematossilina era diventata una macchia comune in istologia.

Carenze e alternative

Durante le due guerre mondiali, la fine degli anni '20, l'inizio degli anni '70 (estate 1973) e nel 2008, il mondo ha sperimentato carenze di ematossilina a causa dell'interruzione dell'estrazione del legname. Queste carenze hanno spinto a cercare alternative per quanto riguarda il suo utilizzo come colorante di base. Diversi coloranti sintetici sono stati proposti come alternative, tra cui blu celeste (CI 51050), gallocianina (CI 51030), galleina (CI 45445) ed eriocromo cianina R (CI 43820) (indicato anche come cromoxano cianina R e cianina solocromo). Tutti e quattro usano Fe (III) come morso . Un'altra soluzione è il complesso di alluminio brasiliano ossidato, che differisce dall'ematossilina solo per un gruppo idrossile in meno. Uno dei maggiori ostacoli allo sviluppo di questi sostituti deriva dalla riluttanza di istologi e patologi ad abbandonare la colorazione HE , uno strumento affidabile che hanno impiegato anni a studiare, manipolare e utilizzare per fare diagnosi mediche. Uno degli imperativi per lo sviluppo di tali sostituti diventa quindi quello di non disturbare questo funzionamento. Ad oggi, nessuna delle alternative proposte è stata ampiamente adottata.

Industria tessile

L'ematossilina fu usata per la prima volta come tintura dai Maya e dagli Aztechi in America Centrale , dove ebbe origine il legno di tronchi. Fu introdotto per la prima volta in Europa dagli spagnoli e rapidamente adottato. L'ematossilina è stata utilizzata per tingere vari tessuti di nero, blu o viola ed è rimasta un importante colorante industriale prima che venissero sviluppate alternative sintetiche. Usato come colorante blu (con l'allume come mordente), i risultati inizialmente non erano così forti come con l' indaco . In risposta a questa percepita coloranti inferiorità ematossilina, il suo utilizzo come coloranti tessili è stato vietato in Inghilterra dal 1581 al 1662. Dopo l'introduzione di coloranti sintetici neri alla fine del XIX °  secolo , è stato gradualmente sostituito, partenza per cotone tessile . È in particolare il nero all'anilina che lo renderà la più grande competizione. L'ematossilina rimase un importante colorante nero (con solfato di ferro (II) o cromo come mordente) per la lana , fino agli anni '20, quando divennero disponibili coloranti sintetici compatibili (PVS nero diamante e PVS nero solochrome). Oggi, l'ematossilina è ancora utilizzata per tingere la seta , la pelle e le suture .

Inchiostro

L'ematossilina è stata utilizzata come componente principale di alcuni inchiostri , ma il momento del primo utilizzo è incerto. L'ematossilina è stata aggiunta anche agli inchiostri metallo-gallici , che impiegano un po 'di tempo ad annerirsi quando applicati sulla carta. In questo caso, l'ematossilina produce l'aspetto nero iniziale, prima che l'inchiostro assuma il suo colore finale. William Lewis è accreditato del primo utilizzo dell'ematossilina come additivo per un inchiostro metallo-gallico nel 1763. Nel 1848, Friedlieb Ferdinand Runge produsse un inchiostro ematossilina non acido, utilizzando cromato di potassio come mordente, che aveva il vantaggio di non corrodersi i pennini in acciaio. Sappiamo che Van Gogh usava ematossilina inchiostro con cromo pungente per molti dei suoi disegni e lettere.

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