Permanganatul de potasiu duce la extragerea componentelor citoplasmatice, acesta fiind unul dintre motivele pentru care membranele apar atât de clar (Bradbury și Meek, 1960).

Termeni asociați:

  • Amoniu
  • Metcatinonă
  • Mangan
  • Leziuni toxice
  • Proteină
  • Amiloid
  • Agent oxidant
  • Toxicitate
  • Mielom

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Microscopia electronică a sistemelor model

Hélio Roque, Claude Antony, în Methods in Cell Biology, 2010

4 Postfixare

Permanganatul de potasiu (Luft, 1956) a fost utilizat pe scară largă ca postfixativ în studiile de S. pombe. Păstrează bistratul cu membrană lipidică, care apare foarte contrastat în micrografiile electronice. Permanganatul de potasiu duce la extragerea componentelor citoplasmatice, acesta fiind unul dintre motivele pentru care membranele apar atât de clar (Bradbury și Meek, 1960). Permanganatul de potasiu a fost de obicei utilizat în drojdia de fisiune la concentrații de 1-3% în soluție apoasă. OsO4, un alt postfixativ obișnuit, este utilizat mai ales ca stabilizator de membrană (Hayat, 1981). Reacționează rapid cu lipidele și, într-o oarecare măsură, cu proteinele (Griffiths, 1993; Wright, 2000). OsO4 este utilizat în mod normal în soluție apoasă sau în tampon de cacodilat în concentrații cuprinse între 0,01% și 2,5%.

Centrifugați celulele la 6000 rpm timp de 5 minute și aruncați supernatantul. Se spală de 4–5 ori resuspendând în 10 ml de apă și se centrifugează din nou. Îndepărtați cu atenție supernatantul pentru a evita pierderea peletei de celule. În timpul centrifugării, pregătiți soluția de postfixare: 2% permanganat de potasiu în soluție apoasă (10 ml pe probă).

După ultima spălare, îndepărtați supernatantul și, împreună cu apa reziduală, transferați celula peletei într-un tub de sticlă cu fund rotund. Se adaugă 2 ml permanganat de potasiu 2% și se lasă la temperatura camerei timp de 5 minute.

Se peletează celulele la 6000 rpm, 5 min.

Înlocuiți soluția cu 6 ml de permanganat de potasiu 2% și incubați 45-60 min la temperatura camerei.

Se peletează celulele și se elimină fixativul. Spălați extensiv umplând tubul cu apă distilată și îndepărtând apa. Mutați ușor peleta cu o scobitoare de laborator și lăsați-o să sedimenteze înainte de a îndepărta apa. Repetați până când nu este vizibilă nicio culoare violet.

Dezinfectarea apei

Permanganat de potasiu

Permanganatul de potasiu este un agent oxidant puternic cu unele proprietăți dezinfectante. A fost utilizat pe scară largă înaintea hipocloritelor ca apă potabilă dezinfectantă. În unele părți ale lumii, este încă utilizat la scară mică în acest scop și, de asemenea, pentru spălarea fructelor și legumelor. Este cel mai frecvent utilizat ca soluție de 1-5% pentru dezinfecție și adesea vândut ca pachete de 1 g pentru a fi adăugat la 1 L de apă. La aceste concentrații, soluțiile sunt de culoare roz intens până la violet și pot pata suprafețele. Deși inactivarea bacteriană poate fi realizată cu concentrații moderate și timpi de contact, nu poate fi recomandată pentru utilizare pe teren, deoarece datele cantitative nu sunt disponibile pentru viruși sau chisturi protozoare.

Oxidare

3.8.4.2.3 Oxidări eterogene ale permanganatului

Permanganatul de potasiu adsorbit fie pe silice, fie pe alumină poate fi, de asemenea, utilizat pentru a cliva legături duble în condiții ușoare și cu randamente bune. Într-o procedură, alchena, dizolvată în benzen, este trecută printr-o coloană ambalată cu KMnO4 pe un suport de silicagel. 162 Reacția are loc rapid la temperatura camerei și este la fel de eficientă pentru scindarea tuturor tipurilor de legături duble, chiar și unele care sunt inerte față de alte metode tradiționale. 162

Tabelul 10. Oxidări permanganate asistate prin transfer de fază.

Substrat Oxidant și condiții Produs Randament (%) Ref.
KMnO4, Aliquat 336, benzen/H2O/acid acetic glacial 80 155
KMnO4 (s), diciclohexano-18-coroană-6, benzen 86 157
KMnO4, Aliquat 336, benzen/H2O/AcOH 83 155
KMnO4, Adogen 464, CH2Cl2/H2SO4/AcOH/H2O 81 154
KMnO4, Aliquat 336, benzen/H2O/AcOH 90 155
KMnO4, Adogen 464, CH2Cl2/H2SO4/AcOH/H2O 84 154
KMnO4, Adogen 464, CH2Cl2/H2SO4/AcOH/H2O 88 158
KMnO4, 18-coroană-6 102
KMnO4, Adogen 464, CH2Cl2/H2SO4/AcOH/H2O > 70 159
KMnO4, Adogen 464, CH2Cl2/H2SO4/AcOH/H2O 96 154
KMnO4, eter de coroană, benzen 97 160
KMnO4, eter de coroană, benzen ∼100 160
KMnO4, MeO (CH2CH2O) nMe/CH2Cl2/AcOH/H2O 82 161
KMnO4, eter de coroană, benzen 90 160

S-a constatat, de asemenea, că nu este necesar să se împacheteze oxidantul într-o coloană. 163 Alchena, dizolvată în diclormetan, poate fi clivată prin adăugarea la un balon care conține KMnO4 și silicagel care au fost amestecate mecanic. După agitarea sau agitarea amestecului pentru un timp adecvat, produsul poate fi izolat prin filtrare și evaporare a solventului. Alumina poate fi de asemenea utilizată la fel de bine ca suportul solid. 163 Exemple suplimentare sunt rezumate în Tabelul 11 .

ADN și aspecte ale biologiei moleculare

7.04.4.2 Permanganat de potasiu

Permanganatul de potasiu (KMnO 4) vizează, de asemenea, legătura dublă 5.6 a timinei, formând un timol diol (Ecuația (4)

), deși pot fi modificate și alte baze. 159 Deoarece interacțiunile de stivuire a bazelor prezente în ADN-B interferează cu accesibilitatea sitului țintă principal, KMnO4 este o sondă pentru timine nepereche 160.161 cea mai frecventă și alte structuri ADN modificate. 38.162.163.164 De exemplu, acest reactiv a fost utilizat pentru a demonstra formarea ADN monocatenar în complexul μ ADN - proteină în timpul transpunerii μ, 165 existența unor structuri stângaci adiacente unei regiuni de control genetic, 166 și adoptarea unei structuri neobișnuite de către o structură telomerică în condiții de stres superhelical și pH scăzut. 167 Hiperreactivitatea KMnO4 către purine într-o catena a unui ADN triplu catenar format de proteina RecA a permis, de asemenea, elucidarea structurii unui nou intermediar cu trei catene format în timpul recombinării omoloage. 168 KMnO4 a fost, de asemenea, utilizat pentru a cuantifica ADN-ul Z in vivo 39 și ca reacție T pentru secvențierea Maxam-Gilbert. 169

Oxidare

3.3.2.2 Permanganat de potasiu

Permanganatul de potasiu apos alcalin a fost folosit de mult timp pentru a realiza hidroxilarea sin a alchenelor 9, dar supraoxidarea și căile alternative de oxidare ridică adesea probleme, iar randamentele sunt rareori la fel de mari ca cele obținute cu tetroxid de osmiu. Cu toate acestea, oxidarea permanganatului este mai puțin periculoasă și este mult mai puțin costisitoare pentru operațiuni la scară largă. Randamentele îmbunătățite de dioli pot fi uneori obținute prin utilizarea catalizei de transfer de fază. 52-54 De obicei, o soluție de alchenă în diclormetan este agitată puternic cu hidroxid de sodiu apos în prezența unui agent de transfer de fază, cum ar fi clorura de benziltrietilamoniu, în timp ce se adaugă permanganat de potasiu porțional. cis-1,2-Ciclooctanediolul este preparat 53 din cis-ciclooctene cu un randament mult mai mare prin această metodă decât cu procedura convențională care utilizează permanganat de potasiu bazic, apos. Transferul de fază solid-lichid poate fi realizat în condiții neapoase, pentru a aduce permanganatul de potasiu în soluție într-un solvent organic care conține substratul dizolvat. 54

Agitarea turbulentă și prezența concentrațiilor scăzute de hidroxid de sodiu sunt foarte benefice în îmbunătățirea randamentului de cis-1,2-ciclohexanediol din hidroxilarea ciclohexenei cu permanganat de potasiu. 55-57 Se presupune că hidroxilarea altor alcheni cu acest reactiv ar beneficia, de asemenea, de atenția asupra acestor factori.

S-au rezumat dovezi recente privind mecanismul de oxidare a permanganatului alchenelor; 9 etapa inițială implică probabil o cicditionare [3 + 2] între ionul permanganat și alchenă pentru a da un ester ciclic de mangan (V) ( 2; a se vedea secțiunea 3.3.1).

Complicațiile neuropsihiatrice ale abuzului stimulator

4 Rolul manganului în intoxicația cu metacatinonă

Folosind permanganatul de potasiu ca oxidant în sinteza metacatoninei, amestecul final conține mangan rezidual ridicat. În comparație cu suplimentarea zilnică recomandată cu mangan în nutriția parenterală totală pe termen lung, utilizatorii de metcatinonă sunt expuși unor sarcini de aproximativ 2000 de ori mai mari (Sikk et al., 2007).

Manganul este un metal esențial. Este necesar pentru o multitudine de funcții, inclusiv dezvoltarea sistemului osos, metabolismul energetic, activarea anumitor enzime, funcția sistemului nervos și funcția hormonului reproductiv și este un antioxidant care protejează celulele de daunele cauzate de radicalii liberi (Santamaria & Sulsky, 2010 ). Sub consum dietetic normal, homeostazia sistemică a manganului este menținută printr-un control homeostatic strâns atât al absorbției gastro-intestinale, cât și al excreției biliare. Expunerea la concentrații ridicate de mangan pe cale orală, parenterală sau în aerul ambiant poate duce la creșteri ale nivelurilor de mangan tisular (Aschner și Aschner, 2005).

Intoxicația cronică cu mangan a fost raportată pentru prima dată de James Couper în 1837 la cinci bărbați care lucrau într-o fabrică de zdrobire a minereului de mangan din Franța (Couper, 1837). Neurotoxicitatea manganului a fost raportată ulterior la mineri (Cotzias, Horiuchi, Fuenzalida și Mena, 1968; Mena, Marin, Fuenzalida și Cotzias, 1967; Rodier, 1955), topitori (Huang și colab., 1989), sudori (Tanaka și Lieben, 1969) și lucrătorii implicați în fabricarea bateriilor cu celule uscate (Emara, El-Ghawabi, Madkour și El-Samra, 1971). Toxicitatea manganului a fost descrisă la pacienții cărora li s-a administrat nutriție parentală pe termen lung (Ejima și colab., 1992), care au consumat apă contaminată (Kondakis, Makris, Leotsinidis, Prinou și Papapetropoulos, 1989) și după ingestia de permanganat de potasiu (Holzgraefe, Poser, Kijewski și Beuche, 1986). Manganismul poate fi, de asemenea, asociat cu boli hepatice cronice (Spahr și colab., 1996), din cauza excreției marcate afectate de mangan, cu acumulare ulterioară în creier. Recent, s-a raportat sindrom moștenit de ciroză hepatică, distonie, policitemie și hipermanganemie în cazurile fără expunere la mediu de mangan (Tuschl și colab., 2008) cu mutație autozomală recesivă în gena SLC30A10 (Tuschl și colab., 2012).

Manganismul se caracterizează prin bradichinezie simetrică, rigiditate, instabilitate posturală, tulburări de mers, dificultăți în mersul înapoi, micrografie, față mascată, hipofonie și disfonie. Distonia este o caracteristică obișnuită și timpurie și, de obicei, se prezintă ca grimase faciale, distonie de mână și/sau un „mers al cocoșului” particular. Tremurul este mai puțin frecvent și tinde să fie acțiune sau posturală. În primele etape ale intoxicației cu mangan, au fost descrise simptome psihiatrice, inclusiv iritabilitate, manie, râs incontrolabil, comportament compulsiv sau agresiv, halucinații și tulburări cognitive (Cersosimo & Koller, 2006; Guilarte, 2010). Studiile seriale de urmărire a pacienților anteriori cu intoxicație cronică cu mangan au fost efectuate într-un grup mic de topitori feromanganezi taiwanezi. Simptomele lor parkinsoniene au arătat o progresie rapidă în primii 10 ani, urmată de un platou în următorii 10 ani (Huang, Chu, Lu, Chen și Calne, 1998; Huang și colab., 2007, 1993).

Terapia cu levodopa la pacienții cu parkinsonism indus de mangan este ineficientă (Lu, Huang, Chu și Calne, 1994). Tratamentul chelator cu acid etilendiaminetetraacetic (EDTA) a redus nivelul de mangan din sânge la pacienții otrăviți acut și a avut beneficii terapeutice dacă pacienții au fost eliminați din expunere în stadiile incipiente ale bolii (Herrero Hernandez și colab., 2006).

Un număr limitat de studii de autopsie au fost efectuate la pacienții cu intoxicație cronică cu mangan. Ele demonstrează un model consistent caracterizat prin pierderi neuronale și glioză reactivă în globul palid (în special segmentul intern) și substanța nigra pars reticulata cu scăderea substanței negre pars compacta și absența corpurilor Lewy (Perl și Olanow, 2007; Yamada și al., 1986).

Imagistica prin rezonanță magnetică cerebrală (RMN) la subiecții expuși la mangan arată creșterea simetrică a intensității semnalului în ganglionii bazali, în special în globul pallidus pe imaginile ponderate T1 (Nelson și colab., 1993).

Oxidare

7.3.4.1 Permanganat

Permanganatul de potasiu susținut de argilă oxidează alcoolii secundari în cetone. 78 Un mare atu este capacitatea acestui reactiv de a oxida selectiv un alcool alilic în cetona α, β-nesaturată fără oxidare cu dublă legătură. Procedura este extrem de simplă, implicând măcinarea sării anorganice cu o argilă bentonitică, înainte de încălzirea alcoolului și a reactivului în clorură de metilen. Deși timpii de reacție sunt destul de lungi (zile), se obțin randamente bune (80-100%). Rețineți că, cu un exces foarte mare de oxidant și cu timp de reacție prelungit, legăturile alchenice pot fi clivate. Avantajul acestei metode, comparativ cu utilizarea dioxidului de mangan, 79 este că activarea prealabilă a reactivului nu este necesară.

CHIMILUMINESCENȚA Faza lichidă

Permanganat de potasiu acid

Cea mai timpurie utilizare a permanganatului de potasiu acid ca reactiv pentru chimioluminescență este cel mai probabil atribuită A.A. Grinberg, care în 1920 a observat emisiile de lumină în timpul oxidării pirogalolului. Din acel moment, acest reactiv a fost folosit într-o varietate de condiții pentru a educa chemiluminescența dintr-o gamă largă de analiți. Natura speciilor emitente în aceste reacții a făcut obiectul unor conjecturi considerabile în ultimele trei decenii; candidații au inclus produse de oxidare fluorescentă a analitului, un dimer triplet de dioxid de carbon, oxigen singlet, dioxid de sulf, azot molecular, oxid azotic și mangan (II). Cu toate acestea, abia în 2002 s-au obținut dovezile spectroscopice și chimice necesare pentru a confirma mai multe postulări anterioare că emițătorul era o specie de mangan excitat (II). În comun cu chemiluminescența tris (2,2'-bipiridil) ruteniu (II), emisia din reacțiile de permanganat de potasiu acid este un exemplu de fosforescență indusă chimic în fază de soluție.

În ceea ce privește aplicațiile analitice, aproximativ 100 de lucrări au fost publicate de la apariția primului raport al lui Stauff și Jaeschke în 1975. Aplicațiile pot fi împărțite în două clase: anorganice (de exemplu, dioxid de sulf, sulfit, hidrogen sulfurat, mangan ), hidrazină, peroxid de hidrogen și fier (II)) și organice (de exemplu, alcaloizi opiacei și stricnina, catecoli, catecolamine, indoli, acid ascorbic și o varietate de produse farmaceutice). Majoritatea acestor analize au fost efectuate folosind analiza fluxului sau HPLC; eficacitatea acestei chimii de detectare a fost demonstrată și cu electroforeza capilară. Utilizarea acestei chimioluminescențe nu a fost la fel de extinsă ca și alte sisteme. Cu toate acestea, permanganatul de potasiu acid poate detecta sensibil moleculele care conțin fragmente fenolice și/sau aminice și, prin urmare, are un potențial considerabil pentru determinarea unei game largi de analiți importanți.

Microscopie corelativă a luminii și a electronilor

Shigeki Watanabe, Erik M. Jorgensen, în Methods in Cell Biology, 2012

O Fixare

Inele cu cinci membri, cu doi heteroatomi, fiecare cu derivații lor carbociclici fuzionați

4.01.7.2.3 Grupări carbonil și derivați

subiecte