考马斯亮蓝

title: 起名和发现.
content: 考马斯这个名字最初在19世纪末被一家设在英国Blackley的染料公司Levinstein Ltd.作为贸易名使用,用来售卖一些酸性羊毛染料。1896年在第四次英国-阿散蒂战争期间, 英国军队占据了考马斯镇(今加纳库马西)。1918年, Levinstein Ltd.公司并入不列颠染料公司(British Deystuffs Cororation),后者在1926年成为帝国化学工业的一部分。虽然帝国化学工业公司仍然持有考马斯这种商标,可是他们没有再生产这种染料。  这些蓝色的二磺酸化三苯甲烷的染料首先在1913年由住在德国Elberfeld的Max Weiler生产后来陆续发现了多种有机化学合成这种染料的方法。Var  目前发表的生化论文中,通常把这些染料统称“考马斯”而不区分具体用的是哪种染料。实际上国际颜色索引列出了超过了四十种名字含有“考马斯”的染,也有一些其他种类的(非二磺酸化三苯甲烷)的染料,也被叫作“考马斯”蓝。例如默克索引(第10版)列出了具有完全不同的结构的考马斯蓝。
title: 染料的颜色.
content: 后缀带R的考马斯亮蓝R-250,R意指红色,这是因为考马斯亮蓝R-250在蓝色中略带有红色;而G型则意指Green,在蓝色中带有一点绿色。250起初是指染料的纯度。  这两种染料的颜色与溶液的酸堿性有关。考马斯亮蓝G型已经研究得比较详细。 在pH低于0的时候,呈现红色,最大吸收峰位于465nm。在pH值约为1时,这种染料呈现绿色,最大吸收峰位于约620nm处。当pH高于2时,这种染料呈现一种亮蓝色,最大吸收峰位于595nm。在pH为7的时候,这种染料的莫耳吸光度是43,000 Mcm.  染料分子呈现不同颜色的原因是分子不同的带电荷状态。在红色形态时,全部三个氮原子均带有正电。两个磺酸基团有相当低的酸度系数,通常会带负电,因而在pH为0左右时,整个染料分子会带1个正电荷。绿色的形态则对应整体不带电荷。而在中性介质(pH7)中,仅有二苯胺官能团上的氮原子带有一个正电荷,所以整个分子带有一个负电荷而呈蓝色。这三个氮原子中前两个失去质子的pK分别是1.15和1.82。最后一个氮原子在强堿性环境下会失去质子,从而使染料变为粉色(p"K"是12.4)  考马斯亮蓝和蛋白质的氨基、羧基基团产生静电作用,而非共价作用。染料分子和蛋白分子包括羊毛(角蛋白)形成一个蛋白质-染料分子复合物。 这种复合物的形成,使得染料的带负电荷的形态得到了稳定,从而产生蓝色,即使在多数分子带正电荷的强酸环境下。 这是布拉德福蛋白质定量法的理论依据,是一种利用考马斯亮蓝与蛋白质结合的蛋白质测定方法。这种染料与蛋白质的结合,使得考马斯亮蓝的吸收峰从465nm迁移到595nm。记录595nm处吸光度的增加,可以用来测定蛋白质浓度。  这种染料也会与阴离子去垢剂十二烷基硫酸钠形成复合物。这使得染料分子的绿色形态得到稳定。这个效应可以干扰布拉德福蛋白质定量法的测定。阴离子去垢剂也有可能与蛋白质竞争和染料分子结合。
title: 生物化学中的用途.
content: 考马斯亮蓝R-250在1964年被Fazekas de St.Groth的团队最先用来观察蛋白。蛋白样品在醋酸纤维素薄膜上进行电泳分离。薄膜随后被放置于5-磺基水杨酸中,使蛋白质条带固定,然后将膜浸到染料溶液中。  两年之后,1965年Meyer和Lambert用考马斯亮蓝R-250去染经聚丙烯酰胺凝胶分离的蛋白质样品。他们将胶浸在含有甲醇乙酸和水的溶液中。由于染料在染色蛋白质的同时也染了聚丙烯酰胺凝胶,为了使蛋白质条带可见,他们对电泳的凝胶进行了脱色。后续的文献报道聚丙烯酰胺凝胶可以被乙酸溶液成功脱色。  在1967年,首次出现使用考马斯亮蓝G让聚丙烯酰胺凝胶中的蛋白条带变得可见的报道,其中染料被溶解在含有甲醇的乙酸溶液中。之后发现,如果使用溶解在不含甲醇的三氯乙酸考马斯亮蓝G胶体,可以使蛋白质条带被染色,而聚丙烯酰胺不被染色。如果用这种方法,就没有必要再对胶进行脱色。现代的手段通常是将考马斯亮蓝G溶解在含有磷酸、乙醇(或甲醇)和硫酸铵(或硫酸铝)的溶液中。  布拉德福蛋白质定量法利用了考马斯亮蓝G-250的光谱性质去检测溶液中的蛋白质含量。将蛋白质样品加入到染料的磷酸和乙醇的溶液中。在酸性环境中,这种染料通常呈现棕红色,但是结合了蛋白质之后,染料形成蓝色形态。溶液的吸光度在595nm波长处测定。这种染料非常著名,因为它有高灵敏性,即使只有5μg蛋白也足以使染料变色。然而,这种方法有一个缺点是变色程度因蛋白质种类不同而不同:单位量蛋白质带来的吸光度改变取决于蛋白质的类型。  与蛋白质结合后,带负电荷的考马斯亮蓝G-250分子会让蛋白质整体带上负电荷。这个性质可以被用来分离蛋白质或蛋白质复合物,使用非变性条件下的聚丙烯酰胺凝胶电泳——Blue Native PAGE电泳。这样的复合体的迁移能力既取决于蛋白质复合体的分子质量,也取决于结合到蛋白质上的染料量。  考马斯亮蓝染色,也可以用于western印迹分析中的一步。它的作用是先于抗体的染色,使之可以作为对照。
title: 药理用途.
content: 2009年,考马斯亮蓝G在实验中被用来治疗实验室大鼠的脊髓损伤。它通过减少个体肿胀反应而生效,而肿胀反应会导致损伤区域的神经元死于代谢的压力。这个方法在大鼠上测试有效。两组脊髓损伤大鼠中,一组给予考马斯亮蓝G处理,一组没有处理。测试结果证明,相较于没有处理的大鼠,用染料处理的大鼠可以更好的运动,并且在运动测试中取得更高的得分。 这种治疗能否用在人类身上的相关测试还在进行中。近期的实验中曾在损伤后15分钟后,施予染料治疗有效。但是在现实生活中,病人需要一定时间才能赶到急救室,所以这种治疗应该即使在受伤后两小时后施放仍然有效。唯一报道的副作用是大鼠会短暂的变蓝。  亮蓝G作为染料可以被外科医生使用来完成视网膜手术,它的贸易名是Brilliant Peel.
title: 法医学应用.
content: 纽约州立大学奥尔巴尼分校的一个实验,反应了考马斯染料可以去靶向结合芳香族氨基酸(苯丙氨酸,酪氨酸,色氨酸)和碱性侧链氨基酸(赖氨酸,精氨酸和组氨酸),从而使得布拉德福分析可以用来做指纹的分析。布拉福德分析已经可以成功的用来检测指纹的男女属性。女性指纹样品相较于男性指纹样品,会带来更高的吸收峰(在相近波长下)。这提供了一种更简单的指纹分析方法,将需要分析的氨基酸数从23个减少到了6个,而且相对于茚三酮化学测定方法,需要的准备工作量更少,因为茚三酮测定法需要加热、酶联反应等。

Summary: 考马斯亮蓝(Coomassie Brilliant Blue)是两种三苯甲烷衍生物染料(G-250和R-250)的统称,起初开发用于纺织行业,但现在通常用于分析生物化学中的蛋白质染色。考马斯亮蓝G-250比考马斯亮蓝R-250多两个甲基。其名“考马斯”是帝国化学工业下的一个注册商标。

Coomassie Brilliant Blue: Coomassie Brilliant Blue is the name of two similar triphenylmethane dyes that were developed for use in the textile industry but are now commonly used for staining proteins in analytical biochemistry. Coomassie Brilliant Blue G-250 differs from Coomassie Brilliant Blue R-250 by the addition of two methyl groups. The name "Coomassie" is a registered trademark of Imperial Chemical Industries.