أزرق كوماسي اللامع

يُعدّ لون كوماسي الأزرق اللامع اسمًا لصبغتين متشابهتين من ثلاثي فينيل الميثان، طُوِّرتا في الأصل للاستخدام في صناعة النسيج، ولكنهما تُستخدمان الآن على نطاق واسع لتلوين البروتينات في الكيمياء الحيوية التحليلية . ويختلف لون كوماسي الأزرق اللامع G-250 عن لون كوماسي الأزرق اللامع R-250 بإضافة مجموعتي ميثيل . ويُعدّ اسم "كوماسي" علامة تجارية مسجلة لشركة إمبريال للصناعات الكيميائية .

اعتُمد اسم كوماسي في نهاية القرن التاسع عشر كاسم تجاري من قِبل شركة ليفينشتاين المحدودة، وهي شركة لتصنيع الأصباغ مقرها بلاكلي ، لتسويق مجموعة من أصباغ الصوف الحمضية . ^{[ 2 ]} في عام 1896، خلال الحرب الأنجلو-أشانتية الرابعة ، احتلت القوات البريطانية مدينة كوماسي ( كوماسي الحالية في غانا ). في عام 1918، أصبحت شركة ليفينشتاين المحدودة جزءًا من شركة بريتيش دايستافز، التي أصبحت بدورها جزءًا من شركة إمبريال للصناعات الكيميائية في عام 1926. ^{[ 3 ]} على الرغم من أن شركة إمبريال للصناعات الكيميائية لا تزال تمتلك العلامة التجارية كوماسي، إلا أنها لم تعد تُصنّع الأصباغ.

أُنتجت أصباغ ثلاثي فينيل الميثان ثنائية السلفونات الزرقاء لأول مرة عام 1913 على يد ماكس فايلر، الذي كان مقيمًا في إلبرفيلد بألمانيا. ^{[ 4 ]} وحصلت لاحقًا على براءات اختراع عديدة تتعلق بالتخليق العضوي. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

كثيراً ما تُشير الأبحاث المنشورة في مجلات الكيمياء الحيوية إلى هذه الأصباغ ببساطة باسم "كوماسي" دون تحديد نوع الصبغة المستخدمة. في الواقع، يُدرج دليل الألوان أكثر من 40 صبغة تحمل اسم "كوماسي". وهناك أيضاً أصباغ "زرقاء" أخرى تحمل اسم كوماسي. على سبيل المثال، يُدرج دليل ميرك (الطبعة العاشرة) صبغة كوماسي الزرقاء RL (الأزرق الحمضي 92، CI 13390)، والتي لها بنية مختلفة تماماً.

اللاحقة "R" في اسم صبغة كوماسي الزرقاء اللامعة R-250 هي اختصار لكلمة "أحمر"، حيث أن لون الصبغة الأزرق يميل قليلاً إلى الحمرة. أما في النوع "G"، فيميل اللون الأزرق إلى الأخضر. وكان الرقم "250" في الأصل يشير إلى نقاء الصبغة.

يعتمد لون الصبغتين على حموضة المحلول. وقد دُرست الصيغة "G" من الصبغة بالتفصيل. ^{[ 8 ]} عند درجة حموضة أقل من 0، يكون لون الصبغة أحمر مع امتصاص أقصى عند طول موجي 465  نانومتر. عند درجة حموضة تقارب 1، يكون لون الصبغة أخضر مع امتصاص أقصى عند 620  نانومتر، بينما عند درجة حموضة أعلى من 2 ،  يكون لون الصبغة أزرق ساطع مع امتصاص أقصى عند 595  نانومتر. عند درجة حموضة 7 ، يبلغ معامل امتصاص  الصبغة 43000 مول⁻¹ ^{سم⁻¹ . [ 8 ]}  

تنتج الألوان المختلفة عن اختلاف حالات الشحنة لجزيء الصبغة. في الشكل الأحمر، تحمل ذرات النيتروجين الثلاث شحنة موجبة. تتميز مجموعتا حمض السلفونيك بانخفاض قيمة pKa بشكل كبير _، وعادةً ما تكونان سالبتي الشحنة، وبالتالي عند درجة حموضة تقارب الصفر، تكون الصبغة كاتيونًا بشحنة إجمالية +1. أما اللون الأخضر فيشير إلى شكل من أشكال الصبغة بدون شحنة إجمالية. في الوسط المتعادل (درجة حموضة  7)، تحمل ذرة النيتروجين في جزء ثنائي فينيل أمين فقط شحنة موجبة، ويكون جزيء الصبغة الأزرق أنيونًا بشحنة إجمالية -1. تبلغ _قيم pKa لفقدان البروتونين 1.15 و1.82 على التوالي. يُفقد البروتون الأخير في الظروف القلوية، فتصبح الصبغة وردية اللون (pKa = _12.4 ). ^{[ 8 ]}

يتفاعل الصبغ كهروستاتيكيًا، ولكن ليس تساهميًا، مع مجموعتي الأمين والكربوكسيل في البروتينات. ترتبط جزيئات الصبغ بالبروتينات، بما في ذلك تلك الموجودة في الصوف ( الكيراتين )، لتكوين معقد بروتين-صبغ. يُثبّت تكوين هذا المعقد الشكل الأنيوني سالب الشحنة للصبغ، مما يُنتج اللون الأزرق، حتى في الظروف الحمضية عندما تكون معظم الجزيئات في المحلول في شكلها الكاتيوني. ^{[ 8 ]} هذا هو أساس اختبار برادفورد ، الذي يُحدد كمية البروتين عن طريق ارتباط صبغة كوماسي الزرقاء اللامعة. يتسبب ارتباط الصبغ بالبروتين في تحول في ذروة امتصاص الصبغ من 465 إلى 595  نانومتر. تتم مراقبة الزيادة في الامتصاص عند 595  نانومتر لتحديد تركيز البروتين. ^{[ 9 ]}

يشكل الصبغ أيضًا معقدًا مع المنظف الأنيوني دوديسيل سلفات الصوديوم (SDS). ^{[ 10 ]} يُثبّت تكوين هذا المعقد الشكل الأخضر المتعادل للصبغ. قد يؤثر هذا التأثير على تقدير تركيز البروتين باستخدام اختبار برادفورد. ومن المحتمل أيضًا أن يتنافس المنظف الأنيوني مع الصبغ على الارتباط بالبروتين.

استُخدمت صبغة كوماسي الزرقاء اللامعة R-250 لأول مرة لتصوير البروتينات عام 1963 على يد فازيكاس دي سانت غروث وزملاؤه. فُصلت عينات البروتين كهربائيًا على صفيحة من أسيتات السليلوز . ثم غُمرت الصفيحة في حمض السلفوساليسيليك لتثبيت حزم البروتين، ونُقلت إلى محلول الصبغة. ^{[ 11 ]}

بعد ذلك بعامين، في عام 1965، استخدم ماير ولامبرت صبغة كوماسي الزرقاء اللامعة R-250 لتلوين عينات البروتين بعد فصلها كهربائيًا في هلام بولي أكريلاميد . نقعا الهلام في محلول صبغة يحتوي على الميثانول وحمض الخليك والماء. ولأن الصبغة لوّنت هلام البولي أكريلاميد والبروتين معًا، فقد احتاجوا إلى إزالة الصبغة من الهلام لتوضيح حزم البروتين، وهو ما فعلوه بالفصل الكهربائي. ^{[ 12 ]} وأفادت منشورات لاحقة بإمكانية إزالة الصبغة من هلام البولي أكريلاميد بنجاح باستخدام محلول حمض الخليك.

ورد أول تقرير عن استخدام الشكل G من الصبغة لتصوير حزم البروتين في هلامات البولي أكريلاميد عام 1967، حيث تم إذابة الصبغة في محلول حمض الخليك المحتوي على الميثانول. ^{[ 13 ]} لاحقًا، اكتُشف أنه يمكن تلوين حزم البروتين دون تلوين البولي أكريلاميد باستخدام غرواني من الشكل G من الصبغة في محلول حمض ثلاثي كلورو الخليك الخالي من الميثانول. بهذه الطريقة، لم يعد من الضروري إزالة الصبغة من الهلام. ^{[ 14 ]} تستخدم التركيبات الحديثة عادةً غروانيًا من الشكل G من الصبغة في محلول يحتوي على حمض الفوسفوريك، والإيثانول (أو الميثانول)، وكبريتات الأمونيوم (أو كبريتات الألومنيوم ). ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}

تعتمد طريقة برادفورد على الخصائص الطيفية لصبغة كوماسي الزرقاء اللامعة G-250 لتقدير كمية البروتين في المحلول. ^{[ 19 ]} تُضاف عينة من البروتين إلى محلول الصبغة في حمض الفوسفوريك والإيثانول. في الظروف الحمضية، يكون لون الصبغة بنيًا في العادة، ولكن عند ارتباطها بالبروتين، ينتج عنها اللون الأزرق. يُقاس الامتصاص الضوئي للمحلول عند طول موجي 595  نانومتر. تتميز هذه الصبغة بحساسيتها العالية، إذ يمكنها الكشف عن 5 ميكروغرام من البروتين. مع ذلك، من عيوب هذه الطريقة تباين ظهور اللون باختلاف البروتينات، حيث يختلف تغير الامتصاص لكل وحدة كتلة من البروتينات باختلاف نوع البروتين. ^{[ 20 ]}

عند ارتباط جزيء صبغة كوماسي الزرقاء اللامعة G-250 سالبة الشحنة بالبروتين، فإنه يُكسب البروتين شحنة سالبة إجمالية. يمكن استخدام هذه الخاصية لفصل البروتينات أو معقدات البروتين باستخدام الرحلان الكهربائي الهلامي متعدد الأكريلاميد في ظروف غير مُفسِّخة، وهي تقنية تُسمى الرحلان الكهربائي الهلامي الأصلي الأزرق . ^{[ 21 ] [ 22 ]} تعتمد حركة المعقد في هلام متعدد الأكريلاميد على كلٍّ من حجم معقد البروتين (أي الوزن الجزيئي) وكمية الصبغة المرتبطة بالبروتين.

يمكن استخدام تلوين كوميسي الأزرق أيضًا كطريقة تلوين للتحكم في التحميل في تحليل ويسترن بلوت. ^{[ 23 ]} ويتم تطبيقه كصبغة ما قبل الأجسام المضادة الأنيونية.

في عام ٢٠٠٩، استُخدم صبغ أزرق لامع (Brilliant Blue G) في تجارب علمية لعلاج إصابات النخاع الشوكي لدى فئران المختبر. ^{[ ٢٤ ]} يعمل هذا الصبغ عن طريق تقليل استجابة الجسم الطبيعية للتورم، والتي قد تؤدي إلى موت الخلايا العصبية في المنطقة المصابة نتيجة الإجهاد الأيضي. وقد أثبتت التجارب على الفئران فعاليته. فمقارنةً بالفئران التي لم تتلقَّ الصبغ، أظهرت الفئران التي عُولجت به أداءً أفضل في اختبارات الحركة. ^{[ ٢٥ ]} ولا يُعرف ما إذا كان هذا العلاج فعالاً على البشر. في التجارب على الحيوانات، أُعطي الصبغ في غضون ١٥ دقيقة من الإصابة، ولكن لكي يكون العلاج فعالاً في الواقع، حيث قد يستغرق وصول المريض إلى قسم الطوارئ وقتاً، يجب أن يكون فعالاً حتى عند إعطائه بعد ساعتين من الإصابة. وكان التأثير الجانبي الوحيد المُبلغ عنه هو تحول لون الفئران إلى الأزرق مؤقتاً. ^{[ ٢٤ ] [ ٢٦ ] [ ٢٧ ]}

يُستخدم اللون الأزرق اللامع G، تحت الاسمين التجاريين ILM Blue وBrilliant Peel، كصبغة لمساعدة الجراحين في جراحة الشبكية. ^{[ 28 ]} في ديسمبر 2019، تمت الموافقة على استخدام اللون الأزرق اللامع G (تحت الاسم التجاري TissueBlue، شركة DORC International، هولندا) للاستخدام البشري في الولايات المتحدة. ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}

تمت الموافقة على استخدام Tissueblue طبيًا في كندا في يناير 2021. ^{[ 32 ] [ 33 ]}

تُمكّن قدرة صبغة كوميسي على استهداف الأحماض الأمينية ذات المجموعات العطرية ( فينيل ألانين ، تيروسين ، تريبتوفان ) والسلاسل الجانبية القاعدية ( ليسين ، أرجينين ، هيستيدين ) من استخدام اختبار برادفورد لتحليل بصمات الأصابع. وقد استُخدم هذا الاختبار بنجاح لتحديد الجنس البيولوجي لبصمة الإصبع. وأظهرت عينات الإناث امتصاصًا أعلى من عينات الذكور عند اختبارها بأطوال موجية مماثلة. يوفر هذا طريقة أبسط لتحليل بصمات الأصابع بتقليل عدد الأحماض الأمينية المطلوب تحليلها من 23 إلى 6، ولا يتطلب تحضيرًا يُذكر للاختبار، على عكس اختبار النينهيدرين الكيميائي الذي يتطلب تحضيرًا مسبقًا كالتسخين والتفاعلات الإنزيمية المتسلسلة. ^{[ 34 ]}

• جيسنر، ت.؛ ماير، يو. (2002). "أصباغ ثلاثي أريل الميثان وثنائي أريل الميثان". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، الطبعة السادسة . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.a27_179 . ISBN 978-3527306732.

• "قد يساهم صبغ الطعام في تخفيف إصابات العمود الفقري"" . بي بي سي نيوز أونلاين . 28 يوليو 2009.