- Methodik -

Teil 4 des Glossars cytologischer, biochemischer und mikrobiologischer Fachbegriffe

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Dieses Glossar enthält den vierten Teil des Glossars cytologischer, biochemischer und mikrobiologischer Fachbegriffe mit dem Abschnitt 'Methodik'.
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Thematische Gliederung:

Methodik

Allgemeine Methodik
Nährmedien
Färbungen, Nachweisreaktionen und Farbstoffe

Allgemeine Methodik

lege artis: - lat. für dt. nach (allen) Regeln der Kunst, wie vorgeschrieben, nach Vorschrift, vorschriftsmässig, z.B. bei ärztlichen Eingriffen
in vitro: - lat. für dt. 'im Glas', einer Bezeichnung für biologische Prozesse, die ausserhalb eines Organismus in einer künstlichen Umgebung, also z.B. unter Laborbedingungen, ablaufen. In der biol. Forschung dienen in vitro Experimente meist der Aufklärung komplexer Wirkmechanismen unter kontrollierten Bedingungen (z.B. bei biochemischen Reaktionen), bei denen die u.U. zahlreich und störend vorhandenen Nebeneinflüsse des lebenden Organismus ausgeschaltet werden. In diesem Sinne können bspw. bei biochemischen Vorgängen, wie etwa einer katalytischen Umsetzung durch ein Enzym, häufig die Minimal- oder Rahmenbedingungen, unter der eine solche Reaktion stattfindet, festgestellt werden. Auch werden in vitro Experimente gerne zur Stützung oder gar Verifikation von Modellen eingesetzt, die anhand von Beobachtungen am lebendigen Organismus (in vivo) erstellt wurden. Umgekehrt lassen sich die aus in vitro Experimenten gewonnen Erkenntnisse, wie z.B. bei der Entwicklung von Medikamenten, nicht ohne weiteres auf die Verhältnisse des lebendigen Organismus übertragen, da meist nicht alle in vivo vorhandenen Nebenbedingungen bekannt sind. Ferner finden v.a. in der medizinischen Anwendung viele diagnostische Verfahren in vitro statt und auch bestimmte Behandlungsmethoden werden in vitro ausgeführt, wie z.B. die in vitro Fertilisation.
in vivo: - lat. für dt. 'im Leben/Lebendigen', auch 'am oder im lebendigen Objekt', einer Bezeichnung für biologische Prozesse, die innerhalb eines Organismus ablaufen. Dabei können solche Prozesse im Rahmen der regulären Lebensvorgänge stattfinden oder durch experimentelle Veränderungen bedingt sein. Im Gegensatz zu den in vivo stattfindenden Prozessen werden biologische Vorgänge, die unter künstlichen Bedingungen ausserhalb des lebendigen Organismus stattfinden, mit in vitro oder ex vivo bezeichnet.
ex vivo: - lat. für dt. 'ausserhalb des Lebens/Lebendigen', also auch 'ausserhalb des lebendigen Objekts', einer Bezeichnung für Prozesse und Anwendungen, die an Teilen eines Organismus, jedoch ausserhalb des lebendigen Organismus selbst, ablaufen, bspw. bei der Kultivierung von entnommenen Zellen, Geweben oder Organen.
in situ: - lat. für dt. 'am Ort', im Kontext der Biologie oder Medizin eine Bezeichnung für Beobachtungen und Vorgänge, die am natürlichen Ort oder der ursprünglichen Position eines Objektes gemacht werden bzw. stattfinden. Im Gegensatz dazu bezeichnet ex situ eine von der ursprünglichen Lage abweichende Position.
ex situ: - lat. für dt. 'ausserhalb des Orts', im Kontext der Biologie oder Medizin eine Bezeichnung für Beobachtungen und Vorgänge, die ausserhalb des natürlichen Ort oder der ursprünglichen Position eines Objektes gemacht werden bzw. stattfinden. Im Gegensatz dazu bezeichnet in situ eine der ursprünglichen Lage entsprechende Position.
Destillation, Destillierung, V. destillieren: - von lat. destillare, dt. herabtropfen. Verfahren und Techniken zur Trennung von flüssigen Stoffgemischen aufgrund der unterschiedlichen Siedepunkte der in dem Stoffgemisch enthaltenen Verbindungen. Je nach Zusammensetzung des Ausgangsgemisches können durch die Destillierung neue Gemische oder reine Verbindungen gewonnen werden, die dann als Destillate bezeichnet werden. So wird ein zu destillierendes Stoffgemisch i.d.R. auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, so dass das abzutrennende Stoffgemisch oder die abzutrennende Verbindung zum Sieden gebracht wird und in die gasförmige Phase übertritt. Dieses Gas steigt über dem erhitzten Stoffgemisch auf und kann nun durch Abkühlung in einem getrennten Gefäss wieder verflüssigt werden. Das Abtropfen der bei der Kondensation des abgetrennten Stoffes gebildeten Flüssigkeit gaben dem Destillationsverfahren auch seinen Namen. Typische Anwendungen von Destillationsverfahren sind die Trennung von Alkohol-Wasser-Gemischen oder die Auftrennung der unterschiedlichen Fraktionen von Kohlenwasserstoffen im Erdöl (sog. fraktionierte Destillation).
Destillat: - Bezeichnung für die beim Verfahren der Destillation gewonnenen Stoffe und Stoffgemische.
Turbidimetrie: - Verfahren und Techniken zur Trübungsmessung von Flüssigkeiten.
Nephelometrie: - Streulichtmessung zur Bestimmung einer Stoff- oder Organismenkonzentration
Rf-Wert: - Rf ist die Abk. für 'relative front' und bezeichnet die Laufstrecke eines Proteins bei einer gelelektrophoretischen Auftrennung im Verhältnis zur Laufstrecke bis Front des Gellaufes.

Mikroskopie:

Dunkelfeld-Mikroskopie: - Lichtmikroskopisches Verfahren, bei dem das zu untersuchende Objekt seitlich beleuchtet wird. Das von dem Objekt gestreute Licht wird zur Bildgebung verwendet, so dass das Objekt hell vor einem dunklen Hintergrund erscheint. Die Dunkelfeld-Technik kann u.U. eine höhere Auflösung erzielen als die Hellfeld-Mikroskopie und ist besonders zur Beobachtung von Flagellen geeignet.
Phasenkontrast-Mikroskopie: - Lichtmikroskopisches Verfahren, bei dem, aufgrund des entstehenden Phasenunterschieds des Lichts am zu mikroskopierenden Objekt, ein hoher Kontrast erzielt wird. Dazu wird das vom Objekt ausgehende ungebeugte Licht mittels eines sog. Phasenrings, der sich auf der hinter dem Objektiv liegenden Phasenplatte befindet, einerseits abgeschwächt und andererseits in seiner Phase um eine weitere 1/4 Wellenlänge verschoben, so dass der Phasenunterschied (Gangunterschied) des gebeugten und ungebeugten Lichts im Bildpunkt insgesamt 1/2 Wellenlänge beträgt, was wiederum durch Interferenzerscheinungen (Auslöschung und Verstärkung) zu einer Erhöhung des Kontrastes führen, der sich im Bild in einem dunklem Objekt vor einem hellen Hintergrund äussert. Das Phasenkontrastverfahren wurde 1936 von dem niederländischen Physiker Frits Zernike erfunden, der dafür 1953 der Nobelpreis in Physik verliehen wurde. Das Verfahren wurde 1954 von der Firma Carl Zeiss apparativ verwirklicht und patentiert.
Phako: - Abk. für dt. Phasenkontrast, s. Phasenkontrast-Mikroskopie
DIC: - Abk. für engl. Differential Interference Contrast Microscopy, eine lichtmikroskopische Technik, bei der polarisiertes Licht in zwei Strahlen unterschiedlicher Phase durch das zu untersuchende Objekt geleitet wird und im Objektiv zu einem Strahl vereinigt wird. Dieser Lichtstrahl weist Interferenzeffekte auf, die durch die unterschiedlichen Brechungsindizes der Strukturen des Objekts enstehen und diese Strukturen im entstehenden Bild durch Erhöhung des Kontrasts verstärken, so dass ein dreidimensionaler Eindruck dieser Strukturen, z.B. von Granula, Vakuolen oder Endosporen, entsteht.
Fluoreszenz-Mikroskopie: - Eine lichtmikroskopische Technik, bei der die Eigenschaft von bestimmten Stoffen, insb. den Fluorochromen, zu fluoreszieren, wenn sie durch Licht bestimmter Wellenlänge angeregt werden, genutzt wird, um das fluoreszierende Licht zur Bildgebung zu verwenden. Dabei werden entweder Stoffe des zu untersuchenden Objekts, wie z.B. Chlorophyll, zur Fluoreszenz angeregt oder das Objekt wird durch fluoreszierende Substanzen, wie z.B. DAPI, angefärbt. Bei der Immunfluoreszenz erfolgt eine Detektion der zu untersuchenden Strukturen und Moleküle durch Antikörper, an die Fluorochrome gebunden sind, die sich wiederum im Fluoreszenzmikroskop anregen und betrachten lassen. Ein Fluoreszenzmikroskop ist im Prinzip ein normales Lichtmikroskop, das jedoch über spezielle Spiegel und Filter verfügt, die es erlauben, die Objekte einerseits mit einer bestimmten Wellenlänge anzuregen und andererseits die emitierte Wellenlänge zu betrachten und ggf. aufzunehmen. Dabei erfolgt die die Anregung meist über Laser oder Quecksilberdampflampen (UV-Bereich), deren Licht durch den Strahlengang des Objektivs geführt wird und so die Fluorochrome des Objekts anregt. Dieses Licht passiert dabei meist einen Filter, um so die Wellenlänge möglichst optimal auf die Absorptionswellenlänge des Fluorochroms abzustimmen. Entsprechend wird das emittierte Licht im Strahlengang zum Okular gefiltert, so dass möglichst nur ein um die max. Emissionswellenlänge des Fluorochroms liegender, begrenzter Wellenlängenbereich das Okular bzw. eine angebrachte Kamera erreicht. Zu diesem Zweck befindet sich im Strahlengang des Mikroskops meist eine dichroischer Spiegel, der richtungsabhängig jeweils nur die gewünschten Wellenlängen passieren lässt.
Konfokale Mikroskopie: - Bei der konfokalen Mikroskopie wird im Gegensatz zur herkömmlichen Lichtmikroskopie nur ein kleiner Ausschnitt des zu untersuchenden Objekts beleuchtet. Mit diesem Lichtfleck kann das Objekt abgetastet werden und das entsprechend zusammengesetzte Bild wird anschliessend rekonstruiert. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, das Informationen, die ausserhalb der Schärfeebene (engl. focal plane) und durch Reflektionen, Streulicht etc. zustande kommen, ausgeblendet werden und weitestgehend nur die Informationen des abgetasteten Bereichs in die Bildinformation eingeht, was zur einer stark erhöhten Tiefenschärfe entlang der Z-Achse des Objekts führt und dreidimensionale Rekonstruktionen des Objekts ermöglicht. Realisiert wird diese Technik durch eine, meist regulierbare, Lochblende (engl. pinhole) im Strahlengang des Mikroskops, die von ausserhalb der Schärfeebene einfallendes Licht ausblendet. Somit besitzen Beleuchtungs- und Detektionsstrahlengang dieselben Brennpunkte (die Schärfeebene wird an der Lochblende abgebildet), was namensgebend für das konfokale Prinzip ist. Hinsichtlich der Beleuchtungsmethode, sowie der Ausführung der Lochblenden kommen in der konfokalen Mikroskopie verschiedene Techniken zum Einsatz. Bei den Beleuchtungstechniken sind Weisslicht oder Laser gebrächlich, die mit unterschiedlichen Lochblenden, die aus einfachen oder mehreren, rotierenden Scheibchen bestehen können, kombiniert werden. In der biologischen Forschung ist die Konfokale Laser-Scanning Mikroskopie (engl. abgekürzt CLSM) mittlerweile nicht mehr wegzudenken. Mit ihr werden Methoden der Fluoreszenz-Mikroskopie und der Laser-Anregung und Abtastung kombiniert.
Konfokale Laser-Scanning Mikroskopie: - Bei der konfokaler Laser-Scanning Mikroskopie, engl. Confocal Laser Scanning Microscopy, abgekürzt CLSM, handelt es sich um eine konfokale Mikroskopie-Technik, bei der ein oder mehrere Laser zur punktförmigen Beleuchtung bzw. Abtastung eines Objektes eingesetzt werden. Durch zeilenweises (engl. scanning) Abtasten in der x-y Ebene wird eine Bildfläche erhalten, das durch Verschieben der Schärfeebene (engl. focal plane) in der z-Ebene in ein räumliches Bild umgewandelt werden kann. In Kombination mit Techniken der Immunfluorezenz oder GFP markierten Zellen lassen sich so räumliche Verteilungen von Bio-Molekülen innerhalb einer Zelle oder eines Gewebes ermitteln. Durch Erweiterung der CLSM-Technik mit Methoden wie FRAP, FRET oder FLIM können zeitliche Veränderungen oder molekulare Wechselwirkungen innerhalb von Zellen beobachtet werden.

Links:

Confocal Microscopy, Leica Microsystems GmbH, Wetzlar, Deutschland
Know How - Konfokale Systeme, Carl Zeiss Microscopy GmbH, Jena, Deutschland
Theory of Confocal Microscopy, Olympus Corporation, Shinjuku, Tokyo, Japan
CLSM: - Abk. für engl. Confocal Laser Scanning Microscopy für dt. Konfokale Laser-Scanning Mikroskopie
FRAP: - Abk. für engl. Fluorescence Recovery After Photobleaching. FRAP ist eine erweiterte Technik der Fluoreszenz-Mikroskopie zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von zeitabhängigen, dynamischen Vorgängen auf molekularer Ebene, mit dem bspw. der Umsatz (engl. turnover) eines bestimmten Moleküls in der Zelle ermittelt werden kann. Meist wird zur Durchführung dieses Verfahrens ein CLSM und GFP markierte Moleküle benutzt. Bei Untersuchungen an lebenden Zellen wird z.B. die Fluoreszenz eines mit GFP gekoppelten Membranproteins an einer bestimmten Stelle auf einer definierten Fläche durch Lasereinwirkung "ausgebleicht" (engl. photobleaching) und dann gemessen, ob sich die anfänglich gemessene Fluoreszenz wieder einstellt (engl. fluorescence recovery) und wieviel Zeit dieser Prozess benötigt. Somit lassen sich durch FRAP zelluläre Diffusionsvorgänge, Exo- und Endozytotische Prozesse u.ä. zeitlich und quantitativ auflösen.

Links:

Fluorescence Recovery after Photobleaching (FRAP) & its offspring, Leica Microsystems GmbH, Wetzlar, Deutschland
Fluorescence Photobleaching Investigations, Olympus Corporation, Shinjuku, Tokyo, Japan
FRAP Introduction, Davidson College, NC, USA
FLIP: - Akronym für engl. Fluorescent Loss In Photobleaching
FLIM: - Akronym für engl. Fluorescent Lifetime Imaging Microscopy
FCS: - Akronym für engl. Fluorescent Correlation Spectroscopy
FRET: - Akronym für engl. Förster/Fluorescent Resonance Energy Transfer
AFM: - Akronym für engl. Atomic Force Microscopy, eine mikroskopisches Verfahren bei dem die Oberfläche des zu untersuchenden Objekts durch einen sehr feinen Stift abgetastet wird. Die Abstossungskräfte der Atome der untersuchten Oberfläche, die sich in minimalen Bewegungen des Stifts äussern, werden in elektrische Signale umgewandelt, die wiederum zu einem Bild des Profils der Oberfläche in einem Computer errechnet werden. Das AFM ähnelt als bildgebendes Verfahren dem des REM, hat aber diesem gegenüber den Vorteil, das es keine Beschichtung der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts benötigt und somit an lebenden, fixierten Objekten angewendet werden kann.
SEM: - Akronym für engl. Scanning Electron Microscope, entspricht der dt. Abk. REM.
Rasterelektronenmikroskopie: - Elektronenmikroskopisches Verfahren, das zur Untersuchung von Oberflächen von Objekten eingesetzt wird, indem die Oberfläche des zu mikroskopierenden Objekts mit einer äusserst dünnen Lage von Schwermetallatomen, wie z.B. Gold, beschichtet wird. Das Rasterelektronenmikroskop, abgekürzt REM oder auch engl. SEM tastet dann diese Oberfläche mit einem Elektronenstrahl ab und entwirft ein Bild durch die von der Beschichtung reflektierten und gestreuten Elektronen. Das REM ermöglicht 15- bis 100000-fache Vergrösserungen.
REM: - Abk. für dt. Raster Elektronen-Mikroskop, s. Rasterelektronenmikroskopie
Transmissionselektronenmikroskopie: - Mikroskopisches Verfahren, bei dem aus dem Elektronendurchlass ? an speziellen Präparaten ein Auflösungvermögen von 100 nm ? erreicht wird
TEM: - Abk. für engl. Transmission Electron Microscope, s. Transmissionselektronenmikroskopie
TIRF: - Abk. für engl. Total Internal Reflection Fluorescence
HILO: - Abk. für engl. Highly Inclined Laminated Optical sheet microscopy.

Zellkultur

axenisch: - Abgeleitet von grch. a, dt. nicht und grch. xenos, dt. fremd; Bezeichnung für eine Bedingung bei der Kultivierung insb. von eukaryotischen Organismen, wie z.B. von Algae (Algen) oder Fungi (Pilze), bei der nach Möglichkeit keine Organismen anderer Arten in der Kultur auftreten sollen, insb. um Kontaminationen oder störende Einflüsse auf den zu kultivierenden Organismus zu vermeiden.
Inoculation, V. inoculieren: - Bez. für eine Einimpfung oder Impfung im Sinne einer Übertragung von mikrobiellem Material in eine Kultur. In der Botanik wird der Begriff auch für die Technik der Aufpfropfung verwandt, bei der andersartige Knospen oder Reiser mit Knospen des Stamms einer Pflanze verbunden werden.
Inokulation, V. inokulieren: - Andere, v.a. im deutschsprachigen Raum verbreitete Schreibweise für Inoculation.
Inoculum, Pl. Inoculi: - Bez. für das "Impfgut", das bei einer Inoculation übertragen wird. Dabei wird mit Inoculum insb. das mikrobielle Material bezeichnet, welches benutzt wird, um z.B. eine Kultur anzusetzen.
Inokulum, Pl. Inokuli: - Andere, v.a. im deutschsprachigen Raum verbreitete Schreibweise für Inoculum.
Impföse: - Kleine Öse aus Draht (meist Platindraht) mit einem Durchmesser von ca. 3-7 mm, die an einem stiftartigen Halter befestigt ist und der Entnahme, sowie dem Auf-/Einbringen eines Inoculums in ein Nährmedium dient.
Impfnadel: - Nadel mit Halter, zum Entnehmen und Auf-/Einbringen kleinerer Inoculi in ein Nährmedium
Frischmasse: - Die durch ein Konzentrationsverfahren, z.B. Zentrifugation, erhaltene Menge an Mikroorganismen aus einer bestimmten Ausgangsmenge, z.B. einer Nährlösung
Trockenmasse: - Die durch Wasserentzug (Trocknung) aus einer Frischmasse erhaltene Masse
Kolonie: - Im Kontext der Mikrobiologie wird mit Kolonie die durch eine einzelne oder durch ein Zellaggregat hevorgebrachte Population einer Mikroorganismenart bezeichnet, die auf festen Nährmedien zu charakteristischen Zellansammlungen heranwächst. Für eine allgemeine und v.a. in Zoologie verbreitete Bedeutung des Begriffs s. Kolonie im Glossar Zoologischer Fachbegriffe.
KbE: - Abk. für Kolonie-bildende Einheiten, d.h. die Anzahl von Einzelzellen oder Zellaggregaten, die dezidierte, vereinzelte Kolonien auf einem festen Nährmedium hervorbringen, entspricht der engl. Abk. Cfu
CFU, Cfu: - Akronym für engl. Colony Forming Unit, entspricht der dt. Abk. KbE
Reinkultur: - Kultur einer Population von Mikroorganismen einer einzigen Art. Idealerweise werden Reinkulturen in Form von Kolonien gewonnen, die als Klon aus einer einzigen Zelle hervorgegangen sind.
Links:

Reinkulturgewinnung, Protokoll des mikrobiologischen Praktikums, T. Linder, Universität Bonn, Germany
Mischkultur: - Kultur einer Mischpopulation entweder aus einer natürlichen Mikrobengemeinschaft oder durch Vereinigung von Reinkulturen, was auch als definierte Mischkultur bezeichnet wird
Anreicherungskultur: - Anreicherung einer Population einer Art (z.B. aus einer Bodenprobe) durch selektive Nährmedien
Mischpopulation: - Hier: Gemisch von Populationen verschiedener Arten von Mikroorganismen, wie sie z.B. im natürlichen Vorkommen auftreten.
Gegenselektion: - Unterdrückung von Organismen in einem Selektivmedium zugunsten eines anderen zu selektierenden Organismus. Eine Gegenselektion wird z.B. in einer Anreicherungskultur von Bakterien, durch Zusatz von selektiv wirkenden Substanzen zum Nährmedium, wie z.B. Antibiotika oder spezielle Saccharide, erzielt.
Petrischale: - Flache, i.d.R. transparente (zwecks Kontrolle der Kulturen) Glas- oder Kunststoffschale mit lose aufliegendem Deckel (zwecks Belüftung), die zur Kultivierung von oder Experimenten mit Mikroorganismen mit Nährmedium gefüllt wird.
RODAC plates: - Abk. für engl. Recovering Organism Detecting And Counting, auch "Abklatschplatten", spezielle Agarplatten mit nach oben gewölbter, konvexer Oberfläche, die zur Untersuchung von mikrobieller Belastung von Flächen eingesetzt werden, indem die gewölbte Oberfläche der RODAC-Platten auf eine Probenfläche aufgelegt werden und so potentiell auf dieser Oberfläche auftretende Mikroorganismen auf die RODAC-Platten übertragen werden..
Autoklav: - Gerät zur feuchten Drucksterilisierung mit Wasserdampf (121 °C, 2 bar)
Gesamtzellzahl: - Die, z.B. durch eine Zählkammer, ermittelbare Zellzahl eines bestimmten Volumens oder einer bestimmten Masse, wobei auch abgestorbene Zellen in die Gesamtzellzahl einfliessen.
Links:

Zellzahlbestimmung, Protokoll des mikrobiologischen Praktikums, T. Linder, Universität Bonn, Germany
Lebendzellzahl: - Die, z.B. durch Spatel- oder Gussplattenverfahren, ermittelbare Zahl an lebenden, zur Fortpflanzung befähigten Zellen eines bestimmten Volumens oder einer bestimmten Masse, auch durch KbE bezeichnet.

Nährmedien

Nährmedium, Pl. Nährmedien: - Im mikrobiologischen Kontext: Nährstofflösumgen oder Nährstoffgemische, die für die zu kultivierenden Organismen diejenigen Substanzen bereitstellen, die sie zum Überleben und Wachstum benötigen. Je nach den Erfordernissen kommen bei den mikrobiologischen Kulturen entweder feste oder flüssige Nährmedien zum Einsatz, erstere meist in Form von Nährboden aus Agar. Hinsichtlich der Zusammensetzung und des Zwecks der Nährmedien werden grundsätzlich verschiedene Typen, wie etwa Vollmedium und Minimalmedium, Universalmedium, Komplexmedium, Selektivmedium oder Differentialmedium unterschieden. Der folgende Link gibt eine Übersicht über die von der amerikanischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (FDA) eingesetzten Nährmedien mit den entsprechenden Zusammensetzungen.

Links:

Media Index for the Bacterial Analytical Manual (BAM), Food and Drug Administration (FDA), U.S Department of Health and Human Services
Substrat: - Im mikrobiologischen Kontext: der Nährboden, der Nährstoff oder das Nährstoffgemisch, das ein Organismus zum Überleben und Wachstum benötigt. In der Enzymkinetik wird mit dem Substrat die Ausgangsverbindung bezeichnet, die durch die katalytische Tätigkeit des Enzyms in eine andere, als Produkt bezeichnete Verbindung überführt wird. Im allg. biologischen Kontext, insb. in der Zoologie wird häufig eine der Stabilisierung oder der Haftung eines Organismus dienende Unterlage als Substrat bezeichnet, wie etwa der Meeresboden.
Agar: - Aus Rotalgenextrakt gewonnenes Agarose-haltiges Gelierungsmittel für feste Nährmedien, auch als Agar-Agar bezeichnet. Entsprechend werden auf Agar basierende Nährmedien auch einfach kurz als Agar bezeichnet, wobei meist prägnante Zusätze die spez. Inhaltsstoffe kennzeichnen, wie z.B. DG18-Agar
Synthetisches Medium: - Nährmedium mit einer genau spezifizierten Zusammensetzung, d.h. mit exakt definierten Konzentrationen der zugesetzten Substanzen
Komplexmedium: - Nährmedium mit "komplexen" organischen Substanzen als Zusatz, d.h. Substanzen deren genaue Konzentration der enthaltenen Bestandteile nicht exakt definiert ist, wie z.B. bei den im Hefeextrakt enthaltenen Naturstoffen oder dem Pepton
Selektivmedium: - Nährmedium definierter Zusammensetzung zwecks Kultur eines spez. Organismus aus einer Gruppe von Organismen (Selektion). Dabei wird das Nährstoffgemisch so gewählt wird, dass die zu selektierenden Mikroorganismen optimale Wachstumsbedingungen vorfinden, während konkurrierende Organismen in ihrem Wachstum gehindert werden, s. bspw. Rogosa-Agar.
Vollmedium: - Nährmedium, dessen Zusammensetzung alle biologisch effektiven Grundelemente und Spurenelemente enthält
Minimalmedium: - Nährmedium, das eine minimale Zusammensetzung bezüglich des Nährstoffbedarfes eines Organismus aufweist
Universalmedium: - Nährmedium, das einem möglichst breiten Spektrum von Organismen gute Wachstumsbedingungen bietet
Differentialmedium: - Nährmedium, auch als Indikatormedium bezeichnet, dem Reagentien zugesetzt sind, die bestimmte Eigenschaften der Mikrorganismen, meist anhand von Stoffwechselprodukten bzw. Syntheseleistungen, hervorheben, z.B. durch charakteristische Farbreaktionen
HPG-Agar: - Hefeextrakt-Pepton-Glucose-Agar, Komplexmedium
YGC-Agar: - Yeast-Glucose-Chloramphenicol-Agar, Selektivmedium
CASO-Agar: - Casein pepton-Sojamehlpepton-Agar, Komplexmedium
King B-Agar, KB-Agar: - Eisenarmes Selektivmedium, zur Selektion von Mikroorganismen, die Eisen mittels Siderophoren aufnehmen können
Chinablau-Agar: - Differentialmedium, zum Nachweis der Lactose-Verwertung
MEA-Agar: - MalzExtrakt-Agar, Komplexmedium
DG18-Agar: - Dichloran-Glycerol Nr. 18-Agar, Komplexmedium
Harnstoff-Agar, HS-Agar: - Harnstoffhaltiges Selektivmedium zur Selektion Harnstoff verwertender Mikroorganismen
Pepton: - Komplexmedium-Zusatz, der proteolytisch aus Proteinen, wie etwa Casein gewonnen wird
Trypton: - Komplexmedium-Zusatz, der aus mittels Trypsin gespaltenen Proteinen besteht
Casein: - Komplexmedium-Zusatz, der aus Milch gewonnenen Proteinen (Milcheiweiss) besteht
Hydrolysate: - Komplexmedium-Zusatz, der hydrolytisch, meist mittels Einwirkung anorganischer Säuren, aus Proteinen gewonnen wird
Blutagar: - Selektivmedium, dem 5-10% defibriniertes Blut von Mensch oder Säugetieren zugesetzt wird und das v.a. zu Ermittlung der hämolytischen Eigenschaften von Bakterien verwandt wird.
Rogosa-Agar: - Selektivmedium benannt nach dem Erstveröffentlicher M. Rogosa, das zur Selektion von Lactibacilli (Milchsäurebakterien) aus der oralen und intestinalen Mikroflora oder aus Nahrungsmitteln, wie Fleisch oder Milch dient. Rogosa-Agar setzt sich nach einem Rezept von EMD Millipore (Merck) wie folgt zusammen (s.a. Rogosa-Agar Versuch H des Mikrobiologischen Praktikums): Pepton aus Casein 10.0 g/l; Hefeextrakt 5.0 g/l; D(+)-Glucose 20.0 g/l; Kaliumdihydrogenphosphat 6.0 g/l; Ammoniumcitrat 2.0 g/l; Tween® 80 1.0 g/l; Natriumacetat 15.0 g/l; Magnesiumsulfat 0.575 g/l; Eisen(II)sulfat 0.034 g/l; Mangansulfat 0.12 g/l; Agar-Agar 15.0 g/l. Einstellen des pH auf 5.5 mit Essigsäure. Die Begleitflora wird durch den hohen Essigsäuregehalt und den niedrigen pH unterdrückt, während die Lactibacilli durch die geringen Eisen-, Mangan- und Magnesiumkonzentrationen optimale Wachstumsbedingungen vorfinden.

Links:

NCBI PubMed, Rogosa, M., Mitchell, J.A., Wiseman, R.F. (1951) A selective medium for the isolation and enumeration of oral and fecal lactobacilli., J. Bacteriol., 62(1), 132-133
MRS-Agar: - Selektivmedium benannt nach den Erstveröffentlichern De Man, M. Rogosa und Sharpe das zur Selektion von Lactibacilli (Milchsäurebakterien) aus einem breiten Spektrum von Materialien, insb. aus Fleisch, dient. Der MRS-Agar ist weniger selektiv als z.B. der Rogosa-Agar, so dass u.U. auch sekundäre Bakterien wie Pediococcus oder Leuconostoc darauf wachsen können. MRS-Agar setzt sich nach einem Rezept von EMD Millipore (Merck) wie folgt zusammen (s.a. MRS-Agar Versuch H des Mikrobiologischen Praktikums): Pepton aus Casein 10.0 g/l; Fleischextrakt 8.0 g/l; Hefeextrakt 4.0 g/l; D(+)-Glucose 20.0 g/l; Dikaliumhydrogenphosphat 2.0 g/l; Tween® 80 1.0 g/l; Diammoniumhydrogencitrat 2.0 g/l; Natriumacetat 5.0 g/l; Magnesiumsulfat 0.2 g/l; Mangansulfat 0.04 g/l; Agar-Agar 14.0 g/l; pH 5.7 ± 0.2 bei 25 °C. 15 min Autoklavieren bei 121 °C. Bis zu 3 Tage inkubieren bei 35 °C oder 5 Tage bei 30 °C unter mikroaerophilen Bedingungen.

Links:

De Man, J.C., Rogosa, M., Sharpe, M.E. (1960) 'A Medium for the Cultivation of Lactobacilli.', J. Appl. Bact., 23(1), 130-135, DOI: 10.1111/j.1365-2672.1960.tb00188.x
DEV-Agar: - Komplexmedium zur Untersuchung der Keimzahl von Wasser und Schmutzwasser, sowie zur Detektion von Gelatinase sezernierenden Zellen. DEV-Agar setzt sich nach einem Rezept von SIFIN typischerweise wie folgt zusammen: Pepton aus tryptisch verdautem Fleisch 10 g/l; Fleischextrakt 10 g/l; Gelatine 10 g/l; Natriumchlorid (Kochsalz) 5 g/l; Agar 10 g/l; pH 7.3 ± 0.2 bei 25 °C; aerobe Inkubation für 18-22 h bei 36 °C ± 1 °C.

Färbungen und Nachweisreaktionen

Allgemeine Fachbegriffe
Färbungen und Nachweisreaktionen
Protein- und Nukleinsäureanalytik
Farbstoffe, Indikator- und Nachweissubstanzen

Allgemeine Fachbegriffe, Färbe- und Nachweismethoden

Farbmittel: - zusammenfassender Begriff für die farbgebenden Substanzklassen der Farbstoffe und Pigmente.
Farbstoffe: - grundsätzlich: farbgebende Substanzen bzw. Farbmittel, d.h. also farbige, chem. Verbindungen, die in der Lage sind, aus einer Lösung heraus andere, i.d.R. feste, Materialien anzufärben. Eine solche Definition von Farbstoffen leitet sich historisch aus der Textilfärberei ab, die als Ursprung der org. Farbstoffchemie angesehen werden kann. Von dieser Gruppe der Farbstoffe werden sog. Mineralfarben unterschieden, welche nur aufgrund eines Klebstoff- oder Bindemittels auf dem anzufärbenden Material haften. Zu diesen Mineralfarben zählen bspw. Öl- und Dispersionsfarben. V.a. in der Biochemie wird der Begriff Farbstoff jedoch auch auf andere farbige, jedoch nicht "färbende" Verbindungen ausgedehnt, wie etwa org. Pigmente (z.B. Chlorophyll), welche zwar "farbgebend" wirken, also die Farbeigenschaften eines Materials bestimmen, aber nicht zwangsläufig i.d.L. sind, andere Stoffe anzufärben. Einer moderneren Definition zufolge werden nur solche farbgebenden Verbindungen als Farbstoffe bezeichnet, die sich auch in ihrem Anwendungsmedium lösen, während alle anderen farbgebenden Substanzen als Pigmente bezeichnet werden. Bei der Textilfärbung müssen die verwendten Farbstoffe neben der Farbgebung weitere Eigenschaften, wie Lichtechtheit, Temperatur-, Wasch- und Lichtbeständigkeit aufweisen. Zusätzlich zu einer chem. Klassifikation von Farbstoffen werden so in der Textilbranche die verschiedenen Farbstoffe hinsichtlich ihres Verhaltens im Färbeprozess unterschieden: Substantive oder Direktfarbstoffe "ziehen" aus einer wässrigen Lösung direkt auf Textilfasern, insb. Baumwolle, auf, wobei sie sich in die Zwischenräume (Intermicellarräume) der Fasern einlagern. Zu den ältesten dieser Farbstoffe zählt bspw. das Kongorot. Bei sog. Beizenfarbstoffen wird die zu färbende Faser zunächst mit Metallsalzen (z.B. mit schwefelsaurer Tonerde) behandelt ("gebeizt"), die durch Wasserdampfbehandlung in schwerlösliche Metallhydroxide übergehen, welche an der Faser haften. An diese Hydroxide binden sich dann durch Chelat- oder Ionenbindung die eigentlichen Farbstoffe. Basische Farbstoffe können durch Beizen der Faser mit Tanninen zur Haftung gebracht werden. Beispiele für die mittlerweile ungebräuchlichen Beizenfarbstoffe sind Alizarin und Alizaringelb R. Küpenfarbstoffe werden mittels einer chem. Reaktion, wie z.B. einer Redoxreaktion, auf die anzufärbende Faser aufgebracht. Die Namensgebung rührt aus den früher verwendeten Gefässen, den sog. Küpen, ab. Ein typischer Küpenfarbstoff ist der Indigo, welcher als reduziertes, hellgelbes Dihydroxid (die durch durch Dithionit Na₂S₂O₄ gewonnene Leukobase "Indigweiss") auf die Faser aufzieht und durch Oxidation an der Luft wieder oxidiert und dann durch van-der-Waals Wechselwirkungen als blauer Farbstoff auf der Faser haftet. Küpenfarbstoffe sind ungeeignet für synthetische Textilfasern, eignen sich aber besonders zur Anfärbung von Baumwolle und stellen in diesem Bereich einen industriell bedeutsamen Anteil an den verwendeten Farbstoffen. Bei den sog. Entwicklungsfarbstoffen handelt es sich um Azofarbstoffe, die direkt auf der zu färbenden Faser aus einer chem. Reaktion entstehen. Dazu werden die Fasern zunächst mit einer alkalischen Kupplungskomponente (z.B. Phenol) behandelt und anschliessend eine eisgekühlte Lösung eines Diazoniumsalzes zugesetzt, was als "klotzen" bezeichnet wird. Der aus der Reaktion dieser Komponenten entstehende Farbstoff absorbiert auf der Faser und gibt dieser die entsprechende Farbe. Da das Diazoniumsalz stark gekühlt zugegeben wird, spricht man auch von sog. Eisfarben. Zu dieser Gruppe von Farbstoffen zählt bspw. das Anilinschwarz und insb. die sog. Naphthol-AS-Farbstoffe, deren Hauptbestandteil aus substituierten Amiden der β-Hydroxynaphthoesäure bestehen. Eine weitere Gruppe bilden die sog. Dispersionsfarbstoffe, die sich besonders zur Anfärbung von synthetischen Textilien (Kunstfasern) eignen. Hierbei werden wasserunlösliche, aber in der Faser lösliche Farbstoffe in Wasser mit Dispergiermitteln verteilt und aus dieser Dispersion ziehen die Farbstoffe auf die Faser auf. Bei den ebenfalls für Kunstfasern geeigneten Pigmentfarbstoffen werden die Farbstoffkomponenten direkt in der Polymerlösung der Kunstfasern eingebracht und so schon bei der Entstehung der Faser mit dieser vermischt. Zu den Pigmentfarbstoffen zählen bspw. die Phthalocyanine. Im Gegensatz zu den vorgenannten Farbstofftypen adsorbieren die sog. Reaktivfarbstoffe nicht auf der Faser, sondern gehen mit dieser eine kovalente chem. Bindung ein. Dabei tragen die Farbstoffe reaktive Gruppen, wie z.B. Halogenatome, die mit Gruppen der anzufärbenden Faser, wie z.B. den Sauerstoffgruppen der Cellulose, unter Ausbildung einer stabilen Verbindung reagieren. Viele der Reaktivfarbstoffe stammen aus der Klassen der Azoverbindungen, Anthrachinone oder Phthalocyanine. Verbreitet ist dabei die Koppelung solcher Verbindung an chlorierte Triazinringe, die die reaktive(n) Gruppe(n) stellen.
Eine besondere Klasse von Farbstoffen stellen die als Fluorochrome oder Fluorophore bezeichneten fluoreszenten Verbindungen dar. Diese emittieren Licht einer Farbe (Emissionswellenlänge) nach Anregung durch Licht bestimmter Wellenlängen (Excitationswellenlänge). Fluorochrome haben in der biol. Forschung mittlerweile ein breites Anwendungsspektrum gefunden, z.B. in der Fluoreszenzmikroskopie oder der Immunfluoreszenz. Eine weitere Anwendung ist die Verwendung von Fluorophoren in sog. Farbstoff-Lasern, bei denen die fluoreszenten Farbstoffe durch einen weiteren Laser oder eine Blitzlichtquelle zur Lichtemission angeregt werden. Solche Laser besitzen gegenüber den meist monochromatischen Feststoff-Lasern den Vorteil über ein breiteres Spektrum von Wellenlängen (ca. 30-60 nm, je nach verwendetem Farbstoff und Ausführung) Laserlicht zu erzeugen. Bei Farbstoff-Lasern finden häufig Lösungen von Xanthenfarbstoffen Verwendung.
Die eigentliche Farbgebung einer Substanz kommt dadurch zustande, dass farbige Verbindungen die Eigenschaft aufweisen, bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts zu absorbieren. Molekular handelt es sich bei den farbgebenden Teilen einer Verbindung, die auch als Chromophore bezeichnet werden, um ungesättigte Gruppen mit leicht anzuregenden π-Elektronen oder freien Elektronenpaaren. Diese Elektronen können durch die Energie bestimmter Wellenlängen des Lichts in einen angeregten Zustand übergehen, die anregende(n) Wellenl¨nge(n) also absorbieren. Eine solche Absorption von Teilen des weissen Lichts äussert sich in einem charakteristischen Absorptionsspektrum mit einem oder mehreren Absorptionsmaxima, wobei die sichtbare Farbe letzlich durch die Wellenlängen des nicht absorbierten Lichtes, welche den Komplentärfarben der Absorptionsmaxima entsprechen, entsteht. Beim sichtbaren Farbton können sich u.U. bestimmte Parameter, wie etwa die Temperatur, der pH-Wert oder die Wahl des Lösungsmittels modulierend auf die Absorptionseigenschaften des Chromophors auswirken. Solche Verschiebungen des Absorptionsspektrum aufgrund ässerer Faktoren werden allg. in bathochrome ("farbvertiefende") und hypsochrome ("farbaufhellende") Effekte unterschieden. Beim bathochromen Effekt erfolgt eine Verschiebung des Absorptionsmaximums zu längeren Wellenlängen (Rotverschiebung), beim hypsochromen Effekt hingegen eine Verschiebung hin zu kürzeren Wellenlängen (Blauverschiebung). In Abhängigkeit von den einwirkenden Faktoren werden solche Phänomene der Farbverschiebungen, die unter Umständen beträchtlich sein können, auch als Thermochromie bei temperaturbedingten Farbänderungen oder als Solvatochromie bei Lösungmittel bedingten Verschiebungen des Absorptionsmaximums, bezeichnet. Die Abhängigkeit des Farbtons von der Protonierung des Farbstoffs, also vom pH-Wert, wird als Halochromie bezeichnet und solche halochromen Farbstoffe werden häufig als pH-Indikatoren eingesetzt, z.B. bei Säure-Basen-Titrationen oder beim Nachweis der Säurebildung von Bakterien. Eine weitere Eigenschaft von Farbstoffen ist deren Verhalten gegenüber den anzufärbenden Substanzen: Hier werden orthochrome und metachrome Farbstoffe unterschieden. Orthochrom reagierende Farbstoffe behalten ihren Farbton während der Anfärbung bei, während metachrome Farbstoffe ihre Farbe durch die Wechselwirkung mit den anzufärbenden Materialien in bathochromer oder hypsochromer Weise ändern. Ferner können unterschiedliche Substituenten einer Verbindung, die zu einer homologen Reihe einer Ausgangsverbindung führen, ebenfalls beeinflussend auf die sichtbare Farbe wirken und bathochrome oder hypsochrome Effekte hervorufen. Solche Substituenten werden je nach ihrem Wirkungsmechanismus als Auxochrome oder Antiauxochrome bezeichnet. Ihre Wirkungsweise besteht darin, dass sie die Energiedifferenz der π-Elektronen zwischen Grundzustand und angeregtem Zustand verringern (bathochromer Effekt) oder vergrössern (hypsochromer Effekt). So wirken bestimmte Substituenten, wie die Hydroxyl- oder die Aminogruppe als Elektronendonatoren, indem sie i.d.L. sind, ihre nichtbindenden Elektronenpaare bspw. zu dem delokalisierten π-Elektronensystem eines aromatischen Rings beizusteuern und so die Delokalisation der Elektronen zu erhöhen und damit die benötigte Energie zur Anregung durch Licht herabzusetzen. Auxochrome weisen einen positiven mesomeren Effekt auf und werden deshalb auch als +M-Gruppen bezeichnet. Aber auch Alkylgruppen, die nur einen positiven induktiven, also einen "elektronenschiebenden", Effekt (+I-Effekt) aufweisen, wirken als Auxochrome, wenn auch in abgeschwächter Form. Im Gegensatz dazu werden Elektronen akzeptierende Gruppen (Elektronen-Akzeptoren) als sog. Antiauxochrome bezeichnet. Sie besitzen, wie etwa die Nitro- oder die Carbonylgruppe, einen negativen mesomeren Effekt und werden auch als -M-Gruppen bezeichnet. Analog zu den +I Auxochromen werden auch Substituenten mit einem negativen induktiven Effekt, also einem "elektronenziehenden" Effekt (-I-Effekt), ebenfalls als Antiauxochrome bezeichnet. Zu diesen zählen bspw. die Halogene. Treten Antiauxochrome in Kombination mit Auxochromen am Chromophor auf, können sie deren Wirkung verstärken. Die Richtung der Farbänderung von Auxochromen und Antiauxochromen hängt dabei von der Stellung dieser Gruppen am Chromophor ab. So werden bathochrome Effekte hervorrufende Auxochrome/Antiauxochrome auch als Bathochrome (i.d.R. -NH₂ oder -OH) und hypsochrome Effekte hervorrufende Auxochrome/Antiauxochrome entsprechend als Hypsochrome (häufig Halogene) bezeichnet.
Pigmente: - allg.: farbgebende Substanzen bzw. Farbmittel, die sich im Unterschied zu den Farbstoffen nicht im anzufärbenden Material lösen bzw. mit diesem wechselwirken.
Kernfarbstoffe: - Gruppe von Farbstoffen, die bei der Anfärbung eukaryotischer Zellkerne (Nuclei) in sog. Kernfärbungsverfahren eingesetzt werden. Zu diesen zählen bspw. DAPI, Orcein, Karmin oder Fuchsin.
Azofarbstoffe: - Klasse von Farbstoffen, die sich durch Besitz einer charakteristischen Azogruppe auszeichnen. Die Azofarbstoffe stellen nicht zuletzt wegen ihrer relativ einfachen Synthese die mengenmässig bedeutendste Gruppe von Farbstoffen dar. Sie werden durch Verbindung von diazotierten aromatischen Aminen (sog. Azokupplung) mit anderen reaktiven Aromaten synthetisiert.
Chromophor: - Derjenige Teil eines u.U. aus unterschiedlichen Verbindungen zusammengesetzten Farbstoffs oder Pigmentes, der den eigentlichen farbgebenden Teil darstellt. So wird z.B. bei den Phycobiliproteiden die prosthetische Gruppe aus Phycobilinen als Chromophor bezeichnet. In einfacheren Molekülen kann der Chromophor bspw. aus den konjugierten Doppelbindungen eines Polyens oder aus einem aromatischen Ringsystem bestehen.
Fluorochrome: - fluoreszierende chem. Verbindungen, also Substanzen, deren Elektronen durch Lichtanregung (Excitation) dazu veranlasst werden, in einen, als Singulett oder Triplett bezeichneten, angeregten Zustand überzugehen und bei Rückfall in den Grundzustand wieder Licht, jedoch längerer Wellenlänge als das der anregenden Starhlung, wieder abzustrahlen (Emission). Einige der auch als Fluorophore bezeichneten Verbindungen werden in der biol. Forschung als Fluoreszenzfarbstoffe, z.B. in der Fluoreszenzmikroskopie oder Immunfluoreszenz, eingesetzt. Charakteristische Parameter eines Fluorochroms sind dabei die maximalen Excitations- und Emissionswellenlängen (λ_max), der Extinktionskoeffizient, welcher die konzentrationsabhängige Auslöschung von Licht angibt, die Quantenausbeute, welche das Verhältnis der emittierten zu absorbierten Photonen charakterisiert, die Lebensdauer des Fluorochroms im angeregten Zustand (also die durchschnittliche Zeit zwischen Excitation und Emission, angegeben in Pico- oder Nanosekunden ps bzw. ns), sowie die Stokes'sche Verschiebung, die die Wellenlängendifferenz von Excitations- und Emissionsmaximum kennzeichnet. Neben den zahllosen synthetisch hergestellten Fluorophoren (z.B. die unter dem Markennamen Alexa bekannten Fluorochrome) besitzen auch viele natärlich vorkommende Verbindungen fluoreszente Eigenschaften, wie etwa das tiefrot fluoreszierende Chlorophyll oder die Phycobiline.
Fluorophor: - Synonyme Bezeichnung für Fluorochrom.
Lipochrome: - Lipide mit Farbstoff- bzw. Pigment-Eigenschaften. Zu dieser Gruppe zählen bspw. die gelb-orange bis rot gefärbten Carotinoide
Auxochrome: - funktionelle Gruppen von Farbstoffen, die modulierend (bathochrom oder hypsochrom) auf die sichtbare Farbe der Verbindung wirken. Auxochrome besitzen im Gegensatz zu den Antiauxochromen positive mesomere oder induktive Effekte (+M oder +I-Effekt) und werden deshalb auch als +M- oder +I-Gruppen bezeichnet. Zu den Auxochromen zählen bspw. die Hydroxyl- und die Aminogruppe, die aufgrund des freien, nichtbindenden Elektronenpaares als Elektronendonatoren eines Chromophors wirken können.
Antiauxochrome: - funktionelle Gruppen von Farbstoffen, die modulierend (bathochrom oder hypsochrom) auf die sichtbare Farbe der Verbindung wirken. Antiauxochrome besitzen im Gegensatz zu den Auxochromen negative mesomere oder induktive Effekte (-M oder -I-Effekt) und werden deshalb auch als -M- oder -I-Gruppen bezeichnet. Zu den Antiauxochromen zählen bspw. die Nitro- und die Carbonylgruppe, da sie aufgrund eines unbesetzten Elektronenorbitals als Elektronenakzeptoren eines Chromophors wirken können.
Solvatochromie, Adj. solvatochrom, solvatochromatisch: - Farbänderung eines Farbstoffs in Abhängigkeit vom eingesetzten Lösungsmittel. Viele Farbstoffe weisen eine solche Verschiebung des Absorptionsmaximums in Abhängigkeit vom verwendeten Lösungsmittel auf, wobei je nach Eigenschaften des Lösungsmittels und des Farbstoffs sowohl bathochrome, wie auch hypsochrome Effekte auftreten können. Die Verschiebung des Absorptionsspektrums wird zum einen von den Wechselwirkungen der Lösungsmittelmoleküe untereinander (van-der-Waals Kröfte, Polarität) wie auch durch Wechselwirkungen der Lösungsmittelmoleküle mit den Farbstoffmolekülen hervorgerufen. Ferner können thermochrome, also durch die Temperatur der Lösung bestimmte, Effekte zusätzlich eine Rolle spielen. Grundsätzlich bewirken polare Lösungsmittel (z.B. Wasser, Alkohol) in Kombination mit einem polaren Farbstoff einen hypsochromen Effekt, während bei unpolaren Lösungsmitteln und unpolarem Farbstoff bathochrome Effekte überwiegen.
Links:

Zakerhamidi, M.S., Ghanadzadeh, A., Moghadam, M. (2012) 'Solvent Effects on the UV/Visible Absorption Spectra of Some Aminoazobenzene Dyes.', Chem. Sci. Trans., 1(1), 1-8, DOI: 10.7598/cst2012.118
Thermochromie, Adj. thermochrom, thermochromatisch: - Farbänderung eines Farbstoffs in Abhängigkeit von der Temperatur der Farbstofflösung.
Halochromie, Adj. halochrom, halochromatisch: - Farbänderung eines Farbstoffs in Abhängigkeit vom pH-Wert der Farbstofflösung, wobei sich der pH-Wert direkt auf den Grad der Protonierung des Farbstoffs und damit auf dessen Farbton auswirkt. daher eignen sich viele halochromen Farbstoffe, wie etwa Methylrot oder Methylorange als pH-Indikator. Solche Indikatoren reagieren bei einem bestimmten pH-Wert oder innerhalb eines definierten pH-Bereichs mit einem Farbwechsel.
Monochromie, Adj. monochrom: - Einfarbigkeit, d.h. z.B. in Bezug auf eine Lichtquelle, die Aussendung von Licht in nur einer Wellenlänge, wie dies bspw. bei monochromatischen Lasern der Fall ist. Biol. Färbungen werden als monochrom bezeichnet, wenn nur ein Farbstoff verwendet wird, der das Präparat nur in einer einzigen Farbe anfärbt.
Polychromie, Adj. polychrom: - generell: Mehr- bzw. Vielfarbigkeit. So werden bspw. bei bestimmten biol. Färbemethoden durch Einsatz unterschiedlicher Farbstoffe mehrere Farbtöne erzeugt, so dass man von einer polychromen Färbung spricht. Häufig wird in solchen Fällen die genaue Anzahl der sichtbaren Farben durch Präfixe grch. Zahlworte weiter präzisiert, so dass man z.B. zwischen Dichrom- (z.B. HE-Färbung) oder Trichrom-Färbungen (z.B. AZAN-Färbung unterscheidet. Mitunter findet sich auch eine synonyme Verwendung des Begriffes im Sinne der Polychromasie, obwohl im strikten Sinne hierunter ein anderes Phänomen verstanden wird.
Polychromasie Adj. polychromatisch: - Anfärbbarkeit von biol. Material, insb. von Zellen durch unterschiedliche Farbstoffe, wie z.B. durch saure oder basische Substanzen. Eine solche Eigenschaft kann u.U. zur Erzeugung bzw. Entstehung mehrer Farbtöne aus einer geringeren Zahl von ursprünglich eingesetzten Farbstoffen führen und lässt sich in bestimmten Fällen auch zu diagnostischen Zwecken nutzen. So entsteht z.B. bei der Romanowsky- oder bei der Giemsa-Färbung aus den ursprünglich blau und rot färbenden Farbstoffen Azur B und Eosin Y ein dritter, violetter Farbton, der aus der charakteristischen, polychromatischen Wechselwirkung der beiden Farbstoffe mit Bestandteilen des angefärbten Materials, nämlich der DNA des Zellkerns von Leukozyten, herrührt. Da die Romanowsky- bzw. Giemsa-Färbung sowohl mehrfarbig ist, als auch Strukturen im angefärbten Material der Blutzellen aufweist, die durch verschiedene Farbstoffe angefärbt werden können, kann diese Färbemethode sowohl als polychrom, wie auch als polychromatisch bezeichnet werden.
Orthochromasie, Adj. orthochromatisch: - Farbkonstanz eines Farbstoffs trotz Wechselwirkung mit dem angefärbten Material. Farbstoffe mit dieser Eigenschaft werden als orthochromatische Farbstoffe bezeichnet. Den Gegensatz zu den orthochromatischen Farbstoffen bilden metachromatische Farbstoffe, deren Farbton sich durch Wechselwirkung mit dem angefärbten Material verändert.
Metachromasie, Adj. metachromatisch: - Farbänderung eines Farbstoffs durch Wechselwirkung mit dem angefärbten Material. Eine solche Farbänderung kann bathochromer oder hypsochromer Natur sein. Farbstoffe die derartiges Verhalten zeigen, werden als metachromatische Farbstoffe bezeichnet. Zu diesen zählen bspw. die Phenothiazin-Farbstoffe, wie etwa Thionin und die davon abgeleiteten Verbindungen Azur A, Azur B oder Azur C. Den Gegensatz zu den metachromatischen Farbstoffen bilden orthochromatische Farbstoffe, deren Farbton sich durch Wechselwirkung mit dem angefärbten Material nicht verändert.
bathochrom: - generell: Verschiebung des Absorptionsmaxiums einer Substanz hin zu längeren Wellenlängen, also einer Rotverschiebung des Absorptionsspektrums, was dazu führt, dass der sichtbare Farbton der entsprechenden Substanz in die Richtung der Komplementärfarbe des Absorptionspektrums verschoben wird (bathochromer Effekt). Im Gegensatz zum bathochromen Effekt findet beim hypsochromen Effekt eine Blauverschiebung des Absorptionsspektrums statt. Solche, die Absorptionsspektren beeinflussenden Effekte, können durch unterschiedliche Substituenten einer Ausgangsverbindung entstehen, können aber auch durch Bindung von Farbstoffen an das zu färbende Material, durch unterschiedliche Lösungsmittel (Solvatochromie), durch verschiedene Temperaturen der Farblösung (Thermochromie) oder durch pH-Wert-Änderungen hervorgerufen werden. Als Beispiel für einen bathochromen Effekt durch unterschiedliche, auch als Auxochrome bezeichnete Substituenten können die vom Thionin abgeleiteten Phenothiazin-Farbstoffe dienen. Die durch Methylierung der Amino-Gruppen des Thionins entstehenden Farbstoffe zeigen mit zunehmendem Methylierungsgrad (Thionin < Azur C < Azur A < Azur B < Methylenblau) eine zunehmende Verschiebung des Absorptionsmaximums in den längerwelligen Bereich, einhergehend mit einer Farbvertiefung des Blautons. Hervorgerufen wird dieser Effekt dadurch, dass die π-Elektronen des Ringsystems durch die Methylierung stärker delokalisiert werden, was wiederum dazu führt dass diese Elektronen leichter Energie aufnehmen (und auch wieder abgeben), also in der Lage sind, energieärmeres Licht längerer Wellenlänge (rotes Licht) zu absorbieren. Da die "roten" Wellenlängen zunehmend absorbiert werden, erscheinen die Substanzen folglich zunehmend "blauer".
hypsochrom: - generell: Verschiebung des Absorptionsmaxiums einer Substanz hin zu kürzeren Wellenlängen, also einer Blauverschiebung des Absorptionsspektrums, was dazu führt, dass der sichtbare Farbton der entsprechenden Substanz in Richtung der Komplementärfarbe des Absorptionspektrums verschoben wird (hypsochromer Effekt). Im Gegensatz zum hypsochromen Effekt findet beim bathochromen Effekt eine Rotverschiebung des Absorptionsspektrums statt. Solche, die Absorptionsspektren beeinflussenden Effekte, können durch unterschiedliche Substituenten (Auxochrome) einer Ausgangsverbindung entstehen, können aber auch durch Bindung von Farbstoffen an das zu färbende Material, durch unterschiedliche Lösungsmittel (Solvatochromie), durch verschiedene Temperaturen der Farblösung (Thermochromie) oder durch pH-Wert-Änderungen hervorgerufen werden.
azurophil: - Bezeichnung für basophile, zelluläre Strukturen, die eine besondere Affinität für die Anfärbung durch von Thionin abgeleitete Phenothiazin-Farbstoffe, insb. die Farbstoffe Azur A, Azur B und Azur C, haben. Zu diesen azurophilen Strukturen zählen insb. bestimmte Granula der neutrophilen Granulozyten, (kurz: Neutrophile).
eosinophil: - Bezeichnung für azidophile, zelluläre Strukturen, die eine besondere Affinität für die Anfärbung durch saure Eosin-Farbstoffe haben. In der Hämatologie war ein solches Färbeverhalten der Granula bestimmter Blutzellen namensgebend für diese Gruppe der Leukozyten, die als eosinophile Granulozyten oder einfach nur als Eosinophile bezeichnet werden.
agryrophil: - von grch. agyros, dt. Silber, einer Bezeichnung für extrazelluläre Strukturen, die eine besondere Affinität für die Anfärbung durch Silber (Silberfärbung) haben. In der Histologie tierischer Gewebe werden insb. die sog. Retikulinfasern des Bindegewebes als agyrophile Fasern bezeichnet, da sie durch die Versilberung schwarz angefärbt werden und besonders deutlich hervortreten, was eine Differenzierung zu den bräunlich angefärbten Kollagenfasern ermöglicht. Andere Gewebe oder Zellen, die in der Silberfärbung reagieren werden hingegen als argentaffin bezeichnet.
chromaffin: - Bezeichnung für zelluläre Strukturen oder ganze Zellen, die eine besondere Affinität für die Anfärbung durch Chromsalze (CrO₄^2- und Cr₂O₇^2- Anionen) haben. Als intrazelluläre Strukturen weisen bspw. bestimmte Granula Chromaffinität auf, während als chromaffine Zellen insb. die Zellen des Nebennierenmarks hervorzuheben sind, die in ihrem Bildungsstadium auch als Chromaffinoblasten bezeichnet werden.
argentaffin: - von lat. argentum, dt. Silber, einer Bezeichnung für Gewebe oder Zellen, die eine besondere Affinität für die Anfärbung durch Silber (Silberfärbung) haben. Argentaffine Strukturen müssen von den sog. agyrophilen Fasern unterschieden werden, einer Bezeichnung die für die Retikulinfasern des Bindegewebes vorbehalten ist.
Leukobase: - von grch. leukos, dt. farblos; d.h. farbloses Zwischenprodukt, das bei der Synthese bestimmter Farbstoffe gebildet wird. So entsteht bspw. bei der Herstellung von Triphenylfarbstoffen, wie z.B. Fuchsin, eine farblose, basisch reagierende Vorstufe, bei der das Zentralatom einfach hydriert ist, d.h. an ein Wasserstoffatom gebunden ist. U.U. lassen sich solche Leukobasen direkt in Färbemethoden einsetzen, wobei die Leukobase dann mit dem anzufärbenden Material oder durch weitere Reagentien zum eigentlichen Farbstoff umgesetzt und eine entsprechende Farbreaktion hervorgerufen wird (s. z.B. Feulgen-Reaktion). Eine solche Reaktion wird z.B. auch bei der Textilfärbung mit Indigo verwendet, bei der die zu färbenden Materialien mit der Leukobase des Indigos versetzt werden und die eigentliche Färbung durch eine Oxidation dieser Leukobase zum Indigo erfolgt.
Immunfluoreszenz: - Detektions- und Nachweistechnik bei der an Antikörper gekoppelte Fluorochrome verwendet werden, die durch Fluoreszenzmikroskopie sichtbar gemacht werden. Dabei erkennen die Antikörper die spezifischen zellulären Strukturen, bei denen es sich meist, aber nicht ausschliesslich, um Proteine handelt, und binden an diese. Der Nachweis kann direkt oder indirekt erfolgen. Bei dem direkten Nachweis ist der Fluorochrom direkt an den bindenden Antikörper gekoppelt, während bei dem indirekten Nachweis zunächst ein spezifischer Antikörper bindet (primärer Antikörper), welcher dann durch einen zweiten, dem sekundären Antikörper, an den der Fluorochrom gebunden ist, nachgewiesen wird. Der indirekte Nachweis bietet den Vorteil, das nicht für jeden Antikörper sog. Antikörperkonjugate, d.h. an Antikörper gebundene Fluorochrome, hergestellt werden müssen, was u.U. sehr kostspielig ist, sondern Standard-Antikörperkonjugate verwendet werden können, bei denen z.B. der fluoreszierende Farbstoff an das IgG aus der Maus gekoppelt ist. Ein Nachteil des indirekten Nachweises kann jedoch darin liegen, dass die unmittelbare Spezifität des primären Antikörpers nicht mehr gewährleistet ist und daher u.U. nicht gebundene primäre Antikörper oder gleiche Epitope anderer Strukturen mitdetektiert werden.

Färbungen und Nachweisreaktionen

Kernfärbung: - Methoden und Techniken, die spezifisch den Zellkern (Nucleus) eukaryotischer Organismen anfärben. Bei Anwendung dieser Färbetechniken kommen sog. Kernfarbstoffe zum Einsatz, die in charakteristischer Weise mit Komponenten des Zellkerns wechselwirken und die gewünschte Farbgebung erzielen. Dabei können diese Farbstoffe gezielt mit einzelnen Basen der DNA, mit DNA generell oder allgemein mit dem Chromatin reagieren, so dass bei den verschiedenen Kernfärbungen unterschiedliche Schwerpunkte hinsichtlich der Anfärbung verschiedener Kernstrukturen, wie z.B. der Chromosomen, existieren. Wichtige Kernfarbstoffe sind bspw. DAPI, Orcein, Karmin, Hämatoxylin oder Fuchsin. Das Fuchsin wird in der Feulgen-Färbung zum Anfärben von Zellkernen verwendet, eine weitere wichtige Methode, insb. zur Anfärbung von Chromosomen, ist die Giemsa-Färbung, die eine der Standardverfahren bei der Kartierung von Chromosomen dastellt.
Vitalfärbung: - Allg. eine Bezeichnung für biologische oder medizinische Färbemethoden, bei denen lebende Objekte, wie ganze Organismen, Gewebe oder Zellen angefärbt werden. Bei Vitalfärbungen ist man meist darauf bedacht, Farbstoffe zu verwenden, die unschädlich für die anzufärbenden Objekte sind. Je nach Methode werden mit Vitalfärbungen unterschiedliche Zielsetzungen verfolgt, häufig dienen sie jedoch dem allg. Wachstumsnachweis von Zellen oder der Differenzierung lebendender von abgestorbenen Zellen.
AZAN-Färbung: - Färbemethode zur Anfärbung histologischer Schnitte von tierischem Gewebe. Die AZAN-Färbung dient insb. der Differenzierung von zellulärem und extra-zellulärem Material und besteht aus einer Trichromfärbung (Dreifachfärbung) mit den namensgebenden Farbstoffen Azokarmin und Anilinblau, sowie Orange G. Dabei färbt Azokarmin die Zellkerne, Erythrozyten und Muskelfasern rot und das Cytoplasma rosa bis violett an, während Anilinblau die Zucker und das Kollagen des Bindegewebes blau einfärbt. Der Farbstoff Orange G dient der weiteren Kontrastierung der Erythrozyten und des Muskelgewebes.
Links:

Azanfärbung nach Heidenhain, Mikroskopische Färbemethoden, Armin Eisner
FCA-Färbung: - Abk. für eine, auch als CFA-Färbung bekannte, Färbelösung, die aus Fuchsin (oder Neufuchsin), Chrysoidin und Astrablau besteht. Die FCA-Färbung eignet sich insb. zur Anfärbung von Schnitten höherer Pflanzen, wobei Astrablau die Pektine der Zellwände, also die Mittellamellen und insb. kollenchymatische Zellwände blau anfärbt, während Chrysoidin verholzte, ligninhaltige Zellwände, wie z.B. die des Sklerenchyms, rot einfärbt. Als DNA anfärbender Farbstoff trägt das Fuchsin zur Differenzierung von Zellkernen bei. Die exakten Rezepturen der jeweils angewandten Färbelösungen können untereinander variieren, meist werden die Farbstoffe jedoch in einem bestimmten Verhätnis in verdünnter Essigsäure gelöst.
Links:

Fuchsin-Chrysoidin-Astrablau nach Etzold (FCA-Färbung), Mikroskopische Färbemethoden, Armin Eisner
CFA-Färbung: - andere, synonyme Bezeichnung für die FCA-Färbung.
Feulgen-Färbung, Feulgen-Reaktion: - Rot-violette Anfärbung von DNA durch den Farbstoff Fuchsin. Dabei wird die DNA des zu untersuchenden Materials zunächst durch Einwirkung von schwacher Salzsäure (z.B. 0,5 - 1 M HCl) hydrolysiert (saure Hydrolyse), d.h. der aus Ribosen bestehende Zucker-Anteil der Nukleinsäuren wird von den Purin-Basen Adenin und Guanin getrennt. Die dabei entstehenden Aldehyd-Gruppen reagieren mit dem Fuchsin zu einem rot-violetten Farbstoffkomplex. Dabei wird das Fuchsin in Form von fuchsinschwefliger Säure zugesetzt, welche das sog. Schiff'sche Reagenz darstellt, das allg. in der Schiff'schen Probe zum Nachweis von Aldehyden verwendet werden kann. Zur Herstellung dieser Reagenz wird einer roten, wässrigen Fuchsin-Lösung solange schweflige Säure (H₂SO₃) zugesetzt bis der rote Farbton des Fuchsin verschwunden ist und die Lösung farblos bis schwach gelb erscheint. Dieser Effekt wird auf eine Sulfonisierung des Zentralatoms des Fuchsins zurückgeführt (hypsochromer Effekt). Eine alternativen Beschreibung zufolge kann auch die farblose Vorstufe, eine sog. Leukobase, des Fuchsin verwendet werden. Obwohl die Reaktion im Ergebnis vergleichbare Ergebnisse erzielt wie Anfärbungen mit anderen basischen Farbstoffen, s. z.B. Romanowsky- oder HE-Färbung, so hat sie doch diesen Verfahren gegenüber den Vorteil, dass sie DNA sensitiv und hoch selektiv nachweist, während die Farbstoffwechselwirkungen anderer Verfahren auf der unspezifischen Basophilie des Kernmaterials beruht. Da zur Erzielung der Anfärbung eine farblose Reagenz und kein Farbstoff verwendet wird, handelt es sich streng genommen um eine chem. Reaktion mit einem Reagens und nicht um eine Anfärbung im herkömmlichen Sinne. Daher wird die Reaktion der fuchsinschwefeligen Säure mit Nukleinsäuren auch als Nucleal- oder Feulgen-Reaktion bezeichnet, während man bei der Anwendung dieser Reaktion auf biol. Präparate zur Anfärbung von Zelllkernen bzw. DNA von einer Nucleal- oder Feulgenfärbung spricht. Diese Nuclealfärbung wurde 1924 von R. Feulgen und H.E. Rossenbeck erstmals ausführlich beschrieben und hat seitdem bedeutend zur Strukturaufklärung des Zellkern bzw. des Chromatins beigetragen, da sie sich auch zur Differenzierung von Chromosomen einsetzen lässt. Sie ist aber mittlerweile durch andere Methoden verdrängt worden, nicht zuletzt weil das Fuchsin als stark gesundheitschädigend gilt. Eine weitere Entdeckung von Robert Feulgen und K. Voit durch diese Reaktion war 1924 der Nachweis der sog. Plasmalogene, einer spez. Klasse von Phospholipiden der Membran, die in tierischen Präparaten unter Säure- oder Sublimateinwirkung einen charakteristischen, violetten Farbton durch Behandlung mit fuchsinschwefliger Säure ergeben. Da diese Farbgebung ausserhalb des Zellkerns und ohne vorherige saure Hydrolyse auftrat, benannten Feulgen und seine Mitarbeiter diese Reaktion als Plasmal-Reaktion bzw. dessen Anwendung auf biol. Präparate als Plasmal-Färbung. Diese Farbreaktion entsteht durch die Wechselwirkung des Fuchsins (bzw. dessen Leukobase) mit Aldehyden, die durch Sublimat oder Säure von den Plasmalogenen abgespalten werden.
Links:

Feulgen, R., Rossenbeck, H. (1924) 'Mikroskopisch-chemischer Nachweis einer Nucleinsäure vom Typus der Thymonucleinsäure und die darauf beruhende elektive Färbung von Zellkernen in mikroskopischen Präparaten.', Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem., 135(5-6), 203-248, DOI: 10.1515/bchm2.1924.135.5-6.203
Feulgen, R., Voit, K. (1924) 'Über einen weitverbreiteten festen Aldehyd. Seine Entstehung aus einer Vorstufe, sein mikrochemischer und mikroskopisch-chemischer Nachweis und die Wege zu seiner präparativen Darstellung.', Pflugers Arch., 206(1), 389-410, DOI: 10.1007/BF01722779
Feulgen, R., Bersin, Th. (1939) 'Zur Kenntnis des Plasmalogens IV. Mitteilung Eine neuartige Gruppe von Phosphatiden [Acetalphosphatide]', Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem., 260(5-6), 217-245, DOI: 10.1515/bchm2.1939.260.5-6.217
Romanowsky-Färbung: - Färbemethode zur Anfärbung von cytologischem Material, v.a. von Blutaustrichen. Die Methode wurde 1891 von dem russischen Arzt Dmitri Leonidovich Romanowsky (1861-1921) entwickelt und ist auf eine von dem russ. Arzt Cheslav Ivanovich Chenzinsky um 1888 angewendete Färbetechnik zurückzuführen. Chenzinsky hatte bei Blutuntersuchungen von Malaria-Patienten, deren Blutausstriche nacheinander mit Methylenblau- und Eosin-Lösungen angefärbt, wobei die Zellen des Malaria-Erregers Plasmodium falciparum und die Zellkerne der Leukozyten blau und die Erythrozyten pink angefärbt wurden. Romanowsky entdeckte nun, dass bei Vermischung der beiden Farbstofflösungen ein dritter, violett färbender Farbstoff entstand, der zu einer weiter differenzierten, polychromen Anfärbung der Blut- und Parasiten-Zellen führte. Bei diesem dritten Farbstoff handelte es sich, wie man heute weiss, um Komplexbildungen von Eosin Y mit den Oxidationsprodukten (demethylierte Formen) des Methylenblaus, die als Azur A, Azur B und Azur C bezeichnet werden, wobei v.a. Azur B in grösseren und Azur A und C in geringeren Mengen gebildet wird. Die "klassische" Romanoswky-Färbelösung besteht somit aus einer Mischung von gesättigter, wässriger Methylenblau-Lösung und der Zugabe von Eosin Y-Lösung über den Neutralisationspunkt hinweg, wobei ein Azur B-Eosinat Y-Komplex gebildet wird, der als Niederschlag ausfällt und der für die violette Farbgebung verantwortlich ist. Durch die Kombination von den basischen, blau färbenden Farbstoffen Methylenblau und Azur B, sowie dem sauren, rot färbenden Farbstoff Eosin Y werden gleichzeitig basophile und azidophile Strukturen in den Zellen angefärbt. Zudem kommt es zur Mischung und damit zur Bildung eines neuen Farbtons (violett) durch Ausbildung von sog. Eosinat-Komplexen, die dadurch entstehen, dass sich an die durch Azur B angefärbten molekularen Strukturen, wie etwa dem Chromatin, zusätzlich Eosin Y anlagert und dadurch ein leuchtend violetter Farbton ausgebildet wird. Das besondere ist, dass die Ausbildung der violetten Azur B-Eosinat-Komplexe selektiv an bestimmten Strukturen, wie etwa dem Chromatin erfolgt, während andere saure (basophile) Strukturen, wie etwa RNA-reiches Cytoplasma, blau angefärbt werden und keine violetten Eosinat-Komplexe bilden. Der Färbungsprozess ist zeitabhängig, so dass nach 15-30 min. Einwirkzeit die besten Resultate erzielt werden, nach längerer Einwirkzeit jedoch unspezifisch Eosinat-Komplexe gebildet werden, die nahezu alle Strukturen violett einfärben. Diese Bildung eines dritten Farbtons aus zwei, mit dem anzufärbenden Material wechselwirkenden Farbstoffen wird auch als Romanowsky- oder Romanowsky-Giemsa-Effekt bezeichnet und ist auf verschiedene, komplexe Parameter, wie etwa der Zugänglichkeit der reagierenden, zellulären Strukturen (z.B. Passage über Membranen), der Kombination von geladenen Gruppen (z.B. positiv geladene, basische Histon-Proteine kombiniert mit negativ geladenen, sauren Phosphat-Gruppen der DNA im Chromatin), und den unterschiedlichen Reaktionskinetiken der molekularen Strukturen zurückzuführen. Dementsprechend werden bei der Anfärbung von Blutzellen insb. die Zellkerne und die Granula unterschiedlichen pH's deutlich hervorgehoben und v.a. evt. vorhandene Zellen parasitierender Organismen herausdifferenziert. So werden die Zellkerne parasitischer Protozoa leuchtend rot, die Erythrozyten und die Granula eosinophiler Leukozyten pink-rötlich, das Cytoplasma der Lymphozyten hellbläulich bis blau und die Zellkerne der Leukozyten, die Granula neutrophiler Leukozyten und die Thrombozyten violett-purpur angefärbt. Ebenso werden die Granula der basophilen Granulozyten (Basophile) violett angefärbt, dies wird jedoch auf einen metachromatischen Effekt des Azur B zurückgeführt, da er auch auftritt, wenn kein Eosin vorhanden ist. Die Färbung wird i.d.R. bei neutralem pH durchgeführt, eine Verschiebung des pH-Wertes in den sauren Bereich führt zur Verstärkung der Rotfärbung durch Eosin, hat jedoch eine Abschwächung des Romanowsky-Effektes zur Folge, eine Verschiebung des pH hin zu basischen Werten führt zu einer leichten Verstärkung des Effekts. Ferner werden die Färbungsergebnisse durch Art des Puffers und die Fixierungsmethode beeinflusst, wobei die konstantesten Ergebnisse mit HEPES-Puffer mit geringem Salzgehalt (0,01 M) und einer alkoholischen Fixierung (Methanol, Ethanol) erzielt werden. Die Romanowsky-Färbung ist weiter modifiziert und verbessert worden, z.B. indem man zur Anfärbung methanolfixierte Zellen verwendet, den Farbstoff Azur B (u.U. auch Azur A) in reiner Form einsetzt und die Farbstofflösungen in Methanol löst, was die Stabilität der Stammlösung verbessert. Aus Anwendung dieser Modifikationen, sowie zusätzlicher Stabilisation der Färbelösung durch Glycerin entwickelte G. Giemsa die Giemsa-Färbung, die als eine der Standard-Methoden der Hämatologie gilt.

Links:

Wittekind, D.H. (1983) 'On the nature of Romanowsky-Giemsa staining and its significance for cytochemistry and histochemistry: an overall view.', Histochem. J., 15(10), 1029-1047, DOI: 10.1007/BF01002498
Horobin, R. W., Walter, K. J. (1987) 'Understanding Romanowsky staining. I: The Romanowsky-Giemsa effect in blood smears.' Histochemistry, 86(3), 331-336, DOI: 10.1007/BF00490267
Romanowsky, In Memoriam Of Russian Doctors - Romanowsky Dmitry Leonidovich and Chenzinsky Cheslav Ivanovich
Giemsa-Färbung: - Färbemethode zur Anfärbung von cytologischem Material, wie dem menschlichen Sputum, Urinsediment, Knochenmark- oder Blutaustrichen, wobei die Anfärbung von (methanolfixierten) Blutzellen eine der hpts. Anwendungen der Giemsa-Färbung darstellt. Die Giemsa-Färbung geht auf den Hamburger Mikrobiologen Gustav Giemsa (1867-1948) zurück und kann als eine modifizierte Romanoswky-Färbung angesehen werden, bei der zusätzlich oder anstatt einer Methylenblau-Lösung, Azur B- und/oder Azur A-Lösungen zusammen mit und Eosin Y in Methanol gelöst werden und die entstehende Lösung durch Glycerin stabilisiert wird. Dabei werden bei Verwendung von reinem Azur B und Eosin Y die besten Resultate erzielt. Neben der differenzierten Darstellung von Blutzellen, dient die Giemsa-Färbung dabei v.a. der Sichtbarmachung von im Blut parasitierenden Protozoa (tierische Einzeller), wie etwa die zu den Kinetoplastida zählenden Trypanosoma oder die zur Gruppe der Apicomplexa zählenden Babesia (Babesien) und der Malaria-Erreger Plasmodium, . Durch die simultane Verwendung des mit azidophilen Strukturen reagierenden sauren Farbstoffs Eosin und der mit basophilen molekularen Gruppen reagierenden, basischen Phenothiazin-Farbstoffe kommt es zur differenzierten Darstellung von sich blau anfärbenden Zellbestandteilen, wie etwa saure Makromoleküle enthaltene Granula, und sich rot anfärbenden Zellbestandteilen, wie etwa basische Makromoleküle enthaltene Granula. Zwischentöne, von pink bis violett-purpur, ergeben sich aus der Bildung von Eosinat-Komplexen, bei denen zunächst das Azur B mit basophilen Gruppen (z.B. Phosphatreste) reagiert und hernach Eosin-Moleküle mit diesem Komplexe bilden, so bspw. im Chromatin, das aus saurer DNA und basischen Histon-Proteinen besteht. RNA-reiches Cytoplasma wird hingegen lediglich blau angefärbt, da die RNA im Gegensatz zum Chromatin kaum mit (basischen) Proteinen assoziiert ist. Die charakteristische Bildung violetter Azur B-Eosinat-Komplexe wird auch als Romanowsky-Giemsa-Effekt bezeichnet und wird auch zur spez. Anfärbung von Chromosomen benutzt, bei der sog. Giemsa- oder G-Banden entstehen, die Thymin- und Adenin-reiche Abschnitte mit geringem Gen-Anteil markieren. Die Giemsa-Färbung ist pH-sensitiv und durch Verschiebung des pH-Wertes in den sauren Bereich (z.B. durch Zugabe von Essigsäure) wird der Romanowsky-Giemsa-Effekt abgeschwächt während die Rotfärbung von nur mit Eosin angefärbten Zellbestandteilen verstärkt wird. Entsprechend diesem Färbeverhaltens werden in Blutausstrichen durch die Giemsa-Anfärbung Erythrozyten und Thrombozyten rosa bzw. hellrosa, das Cytoplasma von Leukozyten blau bis hellblau und die Zellkerne von Leukozyten violett bis purpurrot angefärbt, während die Zellkerne parasitischer Zellen leuchtend rot angefärbt werden.. Die Giemsa-Färbung gilt als eine der Standard-Methoden der Hämatologie und durch Abwandlung der verwendeten Farbstoffe und des Färbeprotokolls existieren zahlreiche Modifikationen der Giemsa-Färbung, die z.B. als May-Grünwald-Giemsa (MGG) o.a. bekannt sind.
Nissl-Färbung: - Färbemethode zur Anfärbung von Nervenzellen, bei der insb. basophile Strukturen der Zellen angefärbt werden. Als sog. Nissl-Schollen werden besonders Teile des Ergastoplasmas, also des rauhen Endoplasmatischen Retikulums, hervorgehoben. Die Grösse und Verteilung dieser Nissl-Schollen, die auch als Tigroidsubstanz (von grch. tigroides, dt. gefleckt) bezeichnet werden, ist charakteristisch für bestimmte Nervenzelltypen. So weisen Pyramidenzellen grosse, pseudounipolare Ganglien jedoch kleine Nissl-Schollen auf. Innerhalb eines Zellkörpers treten insb. im Perikaryon und in breiten Dendriten Nissl-Schollen auf, während am Axonhügel und in normalen Dendriten keine angefärbten Strukturen sichtbar werden. Zur Nissl-Färbung werden i.d.R. basische Farbstoffe, wie Kresylviolett, Thionin oder Toluidinblau verwendet, die insb. mit Nukleinsäuren interagieren und so die Zellkerne und die RNA der Ribsomen des rER's anfärben.
Links:

Nissl-Färbung Schnellmethode, Mikroskopische Färbemethoden, Armin Eisner
Powers, M., Clark, G. (1955) 'An evaluation of Cresyl Echt Violet acetate as a Nissl stain.', Biotech. Histochem., 30(2), 83-88, DOI: 10.3109/10520295509113749
Gram-Färbung: - Selektive Anfärbung von Bakterienzellen mittels Kristallviolett und Lugol'scher Lösung. Die Gramfärbung dient der Anfärbung von Bakterien deren Zellwand aus mehreren Lagen (~10 -40) Murein besteht, welches die Farbstoffpartikel der Anfärbung zurückhält. Solche Bakterien werden als grampositiv, Bakterien mit nur wenigen Lagen Murein, die nicht angefärbt werden, als gramnegativ klassifiziert.
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Gramfärbung, Protokoll des mikrobiologischen Praktikums, T. Linder, Universität Bonn, Germany
Hämatoxylin-Eosin-Färbung: - Histologische Färbemethode zur Anfärbung zellulärer Strukturen, bei der das basische, mit sauren Gruppen reagierende und dunkelblau-violett färbende Hämatoxylin die Zellkerne anfärbt, während das saure, mit basischen Gruppen reagierende und rötlich färbende Eosin Y als Gegenfärbemittel verwendet wird und die Proteine des Cytoplasmas rötlich-blau und extrazelluläres Kollagen rot anfärbt.
HE-Färbung: - Abkürzung für die Hämatoxylin-Eosin-Färbung
Iodfärbung: - Durch Anfärbung mittels Iod (I₂) lassen sich Stärke, bzw. ihre Bestandteile Amylose und Amylopectin, sowie Glykogen nachweisen. Dazu wird i.d.R. die sog. Lugol'sche Lösung verwendet.
Massonsche Trichrom-Färbung: - Die Masson'sche Trichromfärbung ist ein histologisches Färbeverfahren zur Anfärbung tierischer Gewebe. Dabei kommen verschiedene Farbstoffe, die in unterschiedlichen Lösungen vorgehalten werden zum Einsatz. Die genauen Rezepturen variieren z.T., aber im Ergebnis werden Zellkerne, Muskelgewebe, Cytoplasma und Kollagen voneinander differenziert.
Methylenblaufärbung: - Generelle, blaue Anfärbung von Bakterien, insb. von Kokken, durch Methylenblau, verstärkt die Färbung von Polyphosphat granula
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Methylenblau nach Löffler, Mikroskopische Färbemethoden, Armin Eisner
Sudanfärbung: - Mittels der Sudanfärbung von Bakterienzellen durch Sudanschwarz lässt sich PHB (Polyhydroxybutyrat) anfärben
Unna-Pappenheim-Färbung: - Mittels der Unna-Pappenheim-Färbung lässt sich RNA von DNA differenzieren. Dabei werden als Farbstoffe Methylgrün und Pyronin Y (u.U. auch Pyronin B) eingesetzt, wobei RNA durch Pyronin rot und DNA durch Methylgrün grün angefärbt wird. Dieses Verfahren wird insb. in der Hämatologie zum Nachweis von Plasmazellen in Blutausstrichen verwendet, deren Cytoplasma rot angefärbt wird, da sich die Plasmazellen aufgrund der verstärkten Antikörper-Produktion durch einen besondes hohen mRNA-Anteil auszeichnen. Ursprünglich wurde das Unna-Pappenheim-Verfahren zur Identifizierung von Gonokokken eingesetzt.
van Giesson-Färbung: - Färbemethode zur Anfärbung von Kollagen-haltigem Bindegewebe, bei der durch Hämatoxylin (Weigert's Eisen-Hämatoxylin-Lösung) die Zellkerne dunkelblau/schwarz angefärbt und durch die van Giesson-Lösung, bestehend aus saurem Fuchsin und Picrinsäure, Kollagen rot und restliche Zellbestandteile gelb gefärbt werden.
FISH: - Abk. für engl. fluorescent in situ hybridization, eine molekulare Färbemethode mit der mittels einer, mit einem fluoreszierenden Farbstoff gekoppelten, DNA- oder RNA-Sonde, die in situ in das zu untersuchende Probenmaterial eingebracht wird, differenzierte Anfärbungen durch Hybridisierung der Sondennucleotide mit zellulärer bzw. genomischer DNA oder RNA durchgeführt werden können. Dabei bedient man sich kurzer DNA- oder RNA-Stücke von 18-25 Nucleotiden Länge. Hauptsächliche Anwendung der FISH-Methode ist die phylogenetisch differenzierte Anfärbung von Probenmaterial durch die Verwendung von rRNA-Sonden, die in der Zelle spezifisch mit der ribosomal gebundenen 16S- oder 23S-rRNA hybridisiert. Da die rRNA-Sequenzen aller Organismen phylogenetische Signaturen aufweisen, d.h. Sequenzabschnitte die für ein Taxon typisch und spezifisch sind, lassen sich durch Auswahl und Konstruktion geeigneter Sonden taxon-spezifische Anfärbungen erzielen, bis hin auf die Ebene des Taxons Species. Dies ist bei den Bakterien insbesondere bei vergesellschafteten und/oder aggregierten Arten, wie sie in natürlicher Umgebung vorhanden sind, besonders vorteilhaft, da sich so einzelne Familien oder Arten gezielt anfärben lassen oder sich das Vorhandensein einer Species in einer Probe überprüfen lässt. Nachteilig kann sich bei diesem Ansatz die Tatsache auswirken, dass Organismen mit sehr langsamen Stoffwechsel, z.B. psychrophile Bakterien sehr wenig Ribosomen ausbildenden und so bei der Anwendung der FISH-Methode keine ausreichende Anfärbung erfolgt. Auch können bei nativen Bodenproben das Vorhandensein von Mineral- und Huminstoffen zu einer Hintergrundfluoreszenz führen, die die FISH-Methode unbrauchbar macht. FISH wird häufig zusammen mit der konfokalen Mikroskopie angewendet, um z.B. dreidimensionale Bilder von Biofilmen zu erstellen.
Fehling-Probe: - Die Fehlingreaktion dient dem Nachweis von Aldehyden und Ketonen und somit von Sacchariden. Sie basiert auf der Reduktion von Cu²⁺ zu Cu.
Indol-Probe: - Mikrobiologische Methode zum Nachweis des Enzyms Tryptophanase in Bakterien. Dieses Enzym spaltet die Aminosäure Tryptophan in die Verbindungen Indol, Pyruvat und Ammoniak. Das entstehende Indol wird durch Zugabe des sog. Kovac's Reagenz nachgewiesen. Das Kovac's Reagenz ist eine Lösung aus Dimethylaminobenzaldehyd (auch als Ehrlich's Reagenz bezeichnet), Salzsäure und Alkohol. Beim Nachweis des Indols reagiert das Dimethylaminobenzaldehyd des Kovac's Reagenz mit dem Indol unter Bildung einer roten Farbstoff-Verbindung, die auch als Rosindol bekannt ist. Mit dem vom Indol abgeleiteten Skatol (3-Methylindol), das ebenfalls als Abbauprodukt des Tryptophans entsteht, wird ein orangefarbener Farbstoff verminderter Intensität ausgebildet. Der Alkohol der Kovac's Reagenz bildet mit dem Farbstoff einen Komplex, der ausfällt und sich mit dem überschüssigen Alkohol in der oberen Phase der Versuchslösung ansammelt. Zur Durchführung der Indol-Probe wird generell die zu testende Bakterienkultur in ein Reagenzglas mit einer Tryptophan-Lösung verbracht und nach geeigneter Inkubationszeit mit dem Kovac's Reagenz versetzt. Wurde durch die Tryptophanase der Bakterien Indol gebildet, entsteht im Reagenzglas ein charakteristischer, rot gefärbter Ring ("Indol-Ring") an der Grenzfläche des Nährmediums zur Luft. Hinsichtlich des in dem Kovac's Reagenz verwendeten Alkohols existieren verschiedene Variationen; so wird meist 1-Butanol oder Isoamylalkohol (3-Methyl-1-Butanol), v.a. im Zusammenhang mit anaeroben Bakterien aber auch Ethanol verwendet.
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IMViC Test, Protokoll J des mikrobiologischen Praktikums, T. Linder, Universität Bonn, Germany
Voges-Proskauer Reaktion: - Mikrobiologische Methode zum Nachweis des Butandiol-Weges der gemischten Säuregärung (Butandiolgärung) in Bakterien. Dabei reagiert unter Sauerstoffeinwirkung und Zugabe 40% Kalilauge (KOH) α-Naphthol mit einem Zwischenprodukt der Butandiolgärung, dem sog. Acetoin, zu einem roten Farbstoff. Die Farbstoffbildung kommt unter den genannten Reaktionbedingungen dadurch zustande, indem aus dem Acetoin durch Reaktion mit dem α-Naphthol das Butadion, ein Diketon, entsteht, das wiederum mit den Guanidin-Gruppen von Arginin oder Kreatin zu einem rotgefärbten Additionsprodukt reagiert.
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IMViC Test, Protokoll J des mikrobiologischen Praktikums, T. Linder, Universität Bonn, Germany
PAS-Färbung, PAS-Reaktion: - Abkürzung für engl. periodic acid Schiff reaction, dt. Periodsäure-Schiff-Reaktion, einer Färbemethode bei der durch Oxidation mittels Periodsäure an Zuckern freie Aldehyd-Gruppen entstehen, die dann mit dem Schiff'schen-Reagenz unter Rotfärbung reagieren. Die PAS-Reaktion wird v.a. in der Histologie zur Färbung von Gewebeschnitten eingesetzt, um bspw. Glykoproteine, Glykogen oder Glykolipide nachzuweisen. Mit Proteoglykanen ergibt die PAS-Reaktion i.d.R. keine Rotfärbung, so dass durch diese Reaktion eine Differenzierung der unterschiedlichen Anteile in der Grundsubstanz des Bindegewebes erfolgen kann. Entsprechend dem Verhalten in der PAS-Reaktion werden derartige Gewebestrukturen als PAS-positiv (Rotfärbung erfolgt) oder PAS-negativ (keine Rotfärbung) klassifiziert.
Lugol: - Iodlösung bestehend aus Kaliumiodid KI und Iod I₂, das im Verhältnis 2:1 in H₂O gelöst wird. Das Iod liegt dabei in Form von gelösten Polyiodidionen vorwiegend als I₃^- bzw. I₅^- vor. Die Lugol'sche Lösung, benannt nach dem französischen Arzt Jean Guillaume Lugol (1786-1851), dient z.B. der Komplexierung von Kristallviolett in der Gram-Färbung oder der Anfärbung von Stärke oder Glykogen bei der sog. Iodfärbung.

Protein- und Nukleinsäureanalytik

Dot Blot: - engl., einfaches Verfahren zur Detektion von Nukleinsäuren (RNA, DNA) oder Proteinen, bei dem die zu untersuchenden Proben punktförmig (engl. dot, dt. Punkt) auf eine Membran aufgetropft (engl. blot) werden und anschliessend mit einer Detektionsreagenz (z.B. Oligonukleotide zur Detektion von Nukleinsäuren, Antikörper oder Farbreagenzien zur Detektion von Proteinen) versetzt werden. Mittels dem Dot Blot Verfahren lassen sich auch einfache Konzentrationsbestimmungen (z.B. mittels Bradford-Test gegen Eichkonzentrationen durchführen
BCA-Test: - Test zum Nachweis von Proteinen, bei dem mittels der Biuret-Reagenz und BCA eine Farbreaktion erfolgt (violette Kupfer-BCA-Protein-Komplexe). Die Nachweisgrenze liegt bei 0,5 μg Protein. Der Test ist unempfindlich gegenüber Seifen, aber anfällig gegenüber komplexbildenden Reagentien, wie EDTA, reduzierenden Substanzen wie Glucose, DTT, Ascorbinsäure oder Sorbitol und einigen anderen Stoffen wie Chlorpromazin, Penicillin, Ammoniumsulfat, N-Acetylglucosamin oder Glycin.
Lowry-Test: - Test zum Nachweis von Proteinen, bei dem mittels der Biuret-Reagenz und der Folin-Ciocalteau-Reagenz eine Farbreaktion erfolgt (Bildung blauer Komplexe aus durch Tyrosin-, Tryptophan-, Cystein- und Histidin-Resten reduziertem Molybdän und Wolfram). Der Test ist empfindlicher als der BCA-Test, aber anfällig gegenüber Pufferbestandteilen und wird am zweckmässigsten an bereits ausgefällten Proteinen durchgeführt.
Bradford-Test: - Test zum Nachweis von Proteinen durch Coomassie brillant blue bei dem eine Farbvertiefung durch eine Verschiebung des Absorptionsspektrum von 465 nm zu 595 nm des an das Protein bindenden Coomassie brillant blue erfolgt. Der Test ist empfindlicher als der BCA-Test und unempfindlich gegenüber Säuren, aber anfällig gegenüber Laugen und Seifen.
Northern Blot: - Transfer von RNA von einem Gel auf eine, i.d.R. aus Nitrocellulose bestehenden Membran mittels eines angelegten elektrischen Feldes
Western Blot: - Transfer von Proteinen von einem Gel auf eine, i.d.R. aus Nitrocellulose bestehenden Membran mittels eines angelegten elektrischen Feldes
Southern Blot: - Transfer von DNA von einem Gel auf eine, i.d.R. aus Nitrocellulose bestehenden Membran mittels eines angelegten elektrischen Feldes
Elektrophorese: - allg. die Auftrennung von Molekülen in einem elektrischen Feld aufgrund der unterschiedlichen Ladung der Moleküle.
Gelelektrophorese: - Auftrennung von Molekülen in einem Trägergel, an das ein elektrisches Feld angelegt wird. Dieses Gel kann aus unterschiedlichen Substanzen bestehen (z.B. Polyacrylamid oder Agarose) und hat die zusätzliche Wirkung, die darauf aufgetragenen Moleküle nach ihrer relativen Grösse zueinander aufzutrennen, da deren Wandergeschwindigkeit nicht nur von der Ladung sondern auch von der Porengrösse des Gels abhängt (Retardierung). Das Verfahren der Gelelektrophorese wird insbesondere zur Auftrennung und Molekulargewichtsbestimmung von Proteinen und Nukleinsäuren verwandt. Es existieren verschiedene Varianten des Verfahren der Gelelektrophorese, wie z.B. PAGE, SDS-PAGE, PFGE, DGGE, TGGE oder die diskontinuierliche Gelelektrophorese. Diese verschiedenen Verfahren unterscheiden sich durch die jeweiligen technischen Details, wie Art und Zusammensetzung des Trägermaterials, den zugesetzten Reagenzien oder dem angelegten elektrischen Feld.
PAGE: - Abkürzung für engl. polyacrylamide gel electrophoresis, einer Gelelektrophorese, bei der ein Polyacrylamidgel als Trägermaterial verwendet wird.
Agarosegel: - Ein Verfahren der Gelelektrophorese, bei dem Agarose als Trägermaterial des Gels verwendet wird.
SDS-PAGE: - Akronym für engl. Sodium Dodecyl Sulfate - PolyAcrylamide Gel Electrophoresis, einem Gelelektrophorese-Verfahren für Proteine, bei dem einerseits durch anionisches SDS die Gesamtladung der aufzutrennenden Proteine stark erhöht wird, sowie andererseits die native Proteinkonformation denaturiert wird, so dass ausgestreckte Polypeptidketten entstehen. Disulfidbrücken bleiben i.d.R. bestehen und müssen durch andere Reagentien, wie z.B. DTT oder β-Mercaptoethanol, gelöst werden.
PFGE: - Akronym für engl. Pulse Field Gel Electrophoresis
DGGE: - Akronym für engl. Denaturing Gradient Gel Electrophoresis
TGGE: - Akronym für engl. Thermic Gradient Gel Electrophoresis
stacker: - engl. für das Sammelgel in diskontinuierlichen Gelelektrophoreseverfahren
separation gel: - engl. für das Trenngel in diskontinuierlichen Gelelektrophoreseverfahren
diskontinuierliche Gelelektrophorese: - Gelelektrophoretisches Verfahren, bei dem das Gel aus zweien oder mehreren Gelen unterschiedlicher Porengrösse oder Zusammensetzung besteht, so z.B. bei der diskontinuierlichen SDS-PAGE. I.d.R. besteht das Gel einer diskontinuierlichen Gelelektrophorese aus einem grobporigen Sammelgel (engl. stacker), in dem die aufzutrennenden bzw. zu vergleichenden Proteinen fokussiert werden, und einem feinporigen Trenngel (engl. separation gel), in dem die Proteine nach ihrer Grösse (d.h. molare Masse) aufgetrennt werden.
PCR: - Akronym für engl. Polymerase Chain Reaction, dt. Polymerase-Kettenreaktion, eine Technik, bei der in vitro durch ein Gemisch von geeigneten Primern, dNTP's und einer thermoresistenten Polymerase von einer Matrizen-Nukleinsäure entsprechende DNA-Fragmente vervielfältigt werden, so dass eine weitergehende Analyse der entstandenen DNA erfolgen kann. Die Matrize, auch als template bezeichnet, kann als genomische DNA, als DNA-Fragment oder auch als RNA vorliegen. Letzteres Verfahren wird als RT-PCR bezeichnet, da sie den Einsatz einer Reversen Transkriptase erfordert, um die Matrizen-RNA in DNA umgeschreiben zu können. Die so aus einer RNA gewonnene DNA wird auch als cDNA bezeichnet.

Farbstoffe

Azofarbstoffe
Triphenylmethanfarbstoffe
Xanthenfarbstoffe
Phenazinderivate
Phenothiazinderivate
Tetrazolium-Salze
Andere Farbstoffe

Azofarbstoffe

Alizaringelb R: - in Abhängigkeit vom pH-Wert gelb bzw. blau färbender Azofarbstoff mit einem Absorptionsspektrum von 375 bis 395 nm in Methanol. Alizaringelb R hat eine Summenformel von C₁₃H₉N₃O₅ und besitzt entsprechend eine molare Masse von 287,23 g/mol. Bei Raumtemperatur bildet der Farbstoff einen hell- bis dunkelbraunen, pulvrigen Feststoff, der bei 253,5 °C schmilzt und sich in Wasser und Methanol löst. Alizaringelb R lässt sich als pH-Indikator bei Basen-Titrationen einsetzen, da der Farbstoff bei einem pH <10,1 eine gelbe Färbung aufweist, die bei einem pH >12 nach blau umschlägt. Trotz des ähnlichen Namens leitet sich Alizaringelb nicht von dem Krappfarbstoff Alizarin ab, welcher eine andere chemische Struktur aufweist und nicht zu den Azofarbstoffen zählt. Ferner existieren weitere, mit Alizaringelb (z.B. Alizaringelb A, C oder G) bezeichnete Verbindungen, die sich nicht vom Alizaringelb ableiten und chemisch ebenfalls nicht zu den Azofarbstoffen zählen.

Links:

CID 5918804, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Anilingelb: - gelb färbender Azofarbstoff mit einem Absorptionsmaximum von 387 nm in Ethanol. Im angelsächsischen Sprachraum ist Anilingelb besser unter der chem. Bezeichnung p-Aminoazobenzen bekannt. Mit der Summenformel C₁₂H₁₁N₃ hat Anilingelb eine molare Masse von 197,24 g/mol. Es bildet bei Raumtemperatur gelbe, nadel- oder blättchenförmige Kristalle, die bei ca. 127 °C schmelzen und sich oberhalb von 360 °C zersetzen. Anilingelb ist unlöslich in Wasser, löst sich jedoch in Ethanol, Chloroform, DMSO oder anderen org. Lösungsmitteln. Die Substanz ist toxisch, dennoch eignet sich Anilingelb als Vitalfarbstoff, also zu Anfärbung noch lebender Organismen, v.a. zur unspezifischen Anfärbung von einzelligen Lebewesen, insb. von Protozoa, wie etwa dem zu den Ciliata zählenden Paramecium (Pantoffeltierchen)

Links:

CID 6051, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Anilingelb, Wikipedia, dt.
Zakerhamidi, M.S., Ghanadzadeh, A., Moghadam, M. (2012) 'Solvent Effects on the UV/Visible Absorption Spectra of Some Aminoazobenzene Dyes.', Chem. Sci. Trans., 1(1), 1-8, DOI: 10.7598/cst2012.118
Bismarckbraun: - gelb bis rot-braun färbender, basischer Azofarbstoff, der auch als Vesuvin bekannt ist. Von dem Farbstoff existieren, ähnlich dem Eosin B u. Y oder dem Pyronin B u. Y, zwei Varianten, die sich durch kleine Abweichungen des Absorptionsmaximums unterscheiden. Diese beiden Farbtöne entstehen eine unterschiedliche Methylierung des Moleküls. Das nicht methylierte Bismarckbraun Y (von engl. yellowish) oder Bismarckbraun G (von dt. gelb) ist leicht gelbstichig und besitzt ein Absorptionsmaximum von 457 bis 463 nm in Abhängigkeit vom Lösungsmittel, während bei dem trimethylierten, rotstichigen Bismarckbraun R (von engl. reddish bzw. dt. rot) das Absorptionsspektrum leicht in das längerwellige Spektrum verschoben ist. Als Hydrochlorid hat Bismarckbraun Y die Summenformel C₁₈H₂₀N₈Cl₂ und besitzt entsprechend eine molare Masse von 419,32 g/mol, während Bismarckbraun R die Summenformel C₂₁H₂₆N₈Cl₂ hat und eine molare Masse von 461,39 g/mol aufweist. Das Bismarckbraun gilt als der erste, entdeckte Azofarbstoff (1863 Carl Alexander von Martius) und es lässt sich u.a. zur Anfärbung von pflanzlichem Material verwenden, wobei Zellwände und Zellkerne rötlich-braun angefärbt werden. U.U. reagiert der Farbstoff metachromatisch und färbt bspw. saure Mucine gelblich an.

Links:

CID 82360, Bismarck Brown Y, PubChem Compound Database, NCBI, USA
CID 79459, Bismarck Brown R, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Bismarckbraun Y, Wikipedia, dt.
Bismarck Brown Y, Stainsfile.info
Bismarckbraun-Färbung, Mikroskopische Färbemethoden, Armin Eisner
Vesuvin: andere Bezeichnung für Bismarckbraun
Chrysoidin: - von grch. chrysos, dt. gold-, Gold. Chrysoidin ist ein orange bis rot färbender Azofarbstoff mit einem Absorptionsmaximum von ca. 450 nm, je nach gewähltem Lösungsmittel. Ähnlich dem Eosin Y u. B oder Pyronin Y u. B existieren von dem Farbstoff Chrysoidin zwei Varianten: eine "gelbstichige" Form, die als Chrysoidin Y oder Chrysoidin G bezeichnet wird und eine methylierte, "rotstichige" Form, die als Chrysodin R bekannt ist. Dabei stehen die Grossbuchstaben Y bzw. G als Abk. für engl. yellowish bzw. dt. gelblich, während der Grossbuchstabe R als Abk. für engl. reddish bzw. dt. rötlich steht. Das Chrysoidin Y hat die Summenformel C₁₂H₁₂N₄, besitzt eine molare Masse von 212,25 g/mol und bildet bei Raumtemperatur ein rot-braunes, kristallines Pulver, während Chrysoidin R eine Summenformel von C₁₃H₁₄N₄ und eine molare Masse von 226,28 g/mol aufweist. Beide Formen des Chrysoidins werden als Bestandteil der CFA-Färbung eingesetzt, welche sich bes. zur Anfärbung pflanzlicher Schnitte eignet. Auch bei der Anfärbung des Cytoplasmas von Organismen aus der Gruppe der Chlorophyta (Grünalgen) kann Chrysoidin zur Kontrastierung eingesetzt werden (s. z. B. Abb. 8 der Phycologischen Exkursion Hiddensee).

Links:

CID 10317, Chrysoidine Y, PubChem Compound Database, NCBI, USA
CID 78177, Chrysoidine R, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Kongorot: - rot färbender Azofarbstoff mit einem Absorptionsmaximum von 497 nm in carbonatisiertem Wasser (1% NaCO₃), wobei die Absorptionsspektren von 486 bis 497 nm variieren, in Abhängigkeit vom pH und vom gewähltem Lösungsmittel (Solvatochromasie). Mit der Summenformel des Dinatriumsalzes von C₃₂H₂₂N₆Na₂O₆S₂ hat Kongorot eine molare Masse von 696,66 g/mol und bildet bei Raumtemperatur einen rot-braunen Feststoff, der sich bei ca. 360 °C zersetzt und sich in Wasser (33 g/l bei RT) und in Ethanol löst. Kongorot ist eine Indikatorsubstanz, die bei einem pH von 3,0 bis 5,2 von blau-violett nach rot umschlägt. Es lässt sich somit zum Nachweis der Säureproduktion (z.B. von Milchsäure) in Bakterienkulturen einsetzen. Zudem wird Kongorot als Vitalfarbstoff, also zur Anfärbung lebender Organismen, genutzt, insb. bei der Beobachtung von einzelligen Lebewesen, wie etwa Hefen. In der Pathologie dient die Anfärbung mit Kongorot zum Nachweis von Amyloid-Ablagerungen und gilt hier als Standardmethode, da Kongorot mit den β-Faltblatt Strukturen der Amyloid-Proteine regelmässige, pseudo-kristalline Strukturen ausbildet, die bei mikrokopischer Untersuchung im Hellfeld eine rote Färbung aufweisen und im polarisierten Licht in einer charakteristischen, grünen Doppelbrechung resultieren.

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CID 11313, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Kongorot, Wikipedia, dt.
Congo Red, Stainsfile.info
Methylorange: - in Abhängigkeit vom pH-Wert gelb bis rot-orange färbender Azofarbstoff mit einem Absorptionsmaximum von 507 nm in Wasser plus 0,5 ml 1N HCl, wobei in Abhängigkeit vom pH und vom gewähltem Lösungsmittel (Solvatochromasie) die Absorptionsspektren von 440 bis 520 nm variieren. Im protonierten Zustand besitzt Methylorange eine Summenformel von C₁₄H₁₅N₃O₃S und weist entsprechend eine molare Masse von 305,35 g/mol auf. Es bildet bei Raumtemperatur einen orangefarbenen, kristallinen Feststoff, der sich bei ca. 300 °C zersetzt und sich in kaltem Wasser schlecht, in heissem Wasser jedoch gut löst. Der Farbstoff wird als pH-Indikator z.B. bei Säure-Basen-Titrationen verwendet, da er bei einem pH von > 4,4 gelb (Absorptionmaximum ~460 nm) erscheint und über orange (Absorptionsmaximum ~504 nm) Zwischentöne bei einem pH von < 3,1 nach rot (Absorptionsmaximum ~507 nm) umschlägt. An Rattus norvegicus (Wanderratte) wurde ein LD₅₀ von 60 mg pro kg Körpergewicht bei oraler Verabreichung gemessen, daher ist die Substanz als toxisch anzusehen.

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CID , PubChem Compound Database, NCBI, USA
Methylorange, Wikipedia, dt.
Methylrot: - in Abhängigkeit vom pH-Wert gelb bis rot-orange färbender Azofarbstoff mit einem Absorptionsmaximum von 410 nm in Methanol. Methylrot, chem. Bezeichnung 4'-Dimethylamino-azobenzol-2-carbonsäure, hat eine Summenformel von C₁₅H₁₅N₃O₂ und besitzt entsprechend eine molare Masse von 269,31 g/mol Bei Raumtemperatur bildet der Farbstoff einen Feststoff, der bei 178-182 °C schmilzt und sich schlecht in Wasser, sowie kaum in Ethanol (2,5 g/l bei RT) löst. Die Substanz wird v.a. in Form des wasserlöslichen Natriumsalzes als pH-Indikator verwendet, der bei einem pH < 4,4 einen roten Farbton (Absorptionsmaximum ~520 nm) aufweist, im pH-Bereich zwischen 4,4 und 6,2 orange (Absorptionsmaximum ~495 nm) erscheint und bei einem pH > 6,2 nach gelb (Absorptionsmaximum ~410 nm) umschlägt. In der Mikrobiologie wird Methylrot daher zum Säurenachweis eingesetzt, z.B. um die Ansäuerung eines Mediums durch Produkte von Bakterien, die den Stoffwechselweg der gemischten Säuregärung betreiben, nachzuweisen.

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CID 10303, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Methylrot, Wikipedia, dt.
Orange G: - rot-orange färbender Azofarbstoff. Orange G hat eine Summenformel von C₁₆H₁₀N₂Na₂O₇S₂ und besitzt entsprechend eine molare Masse von 452,37 g/mol. Bei Raumtemperatur bildet der Farbstoff orange Kristalle aus, die bei 141 °C schmelzen und sich gut in Wasser, jedoch kaum in Ethanol lösen. Orange G wird in zahlreichen biol. Färbeverfahren, wie z.B. der AZAN- oder Varianten der Masson-Trichrom-Färbung verwendet und dient in diesen Trichrom-Färbungen v.a. der Anfärbung von Erythrozyten. Generell kann es auch zur Anfärbung von Keratin eingesetzt werden. Ferner wird der Farbstoff auch dem Ladepuffer in der Agarose-Gelelektrophorese zugesetzt, um die Lauffront des aufzutrennenden Materials farblich zu markieren. Die Substanz kann ferner, v.a. in Form des wasserlöslichen Dinatriumsalzes, auch als pH-Indikator verwendet werden. Als solcher erscheint Orange G bei einem sauren bis neutralen pH leuchtend orange, ab pH 9 rot und geht ab pH 11,5 in einen gelben und ab einem pH > 14 in einen rosa Farbton über.

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CID 9566064, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Orange G, Wikipedia, dt.
Trypanblau: - Trypanblau weist die chem. Summenformel von C₃₄H₂₈N₆O₁₄S₄ und entsprechend eine molare Masse von 872,88 g/mol auf. Bei Raumtemperatur bildet der Farbstoff einen Feststoff, der bei 178-182 °C schmilzt und sich schlecht in Wasser, sowie kaum in Ethanol (2,5 g/l bei RT) löst. Die Substanz wird v.a. in Form des wasserlöslichen Natriumsalzes als pH-Indikator verwendet, der bei einem pH < 4,4 einen roten Farbton (Absorptionsmaximum ~520 nm) aufweist, im pH-Bereich zwischen 4,4 und 6,2 orange (Absorptionsmaximum ~495 nm) erscheint und bei einem pH > 6,2 nach gelb (Absorptionsmaximum ~410 nm) umschlägt. In der Mikrobiologie wird Methylrot daher zum Säurenachweis eingesetzt, z.B. um die Ansäuerung eines Mediums durch Produkte von Bakterien, die den Stoffwechselweg der gemischten Säuregärung betreiben, nachzuweisen.

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CID 6364561, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Trypan Blue, Stainsfile.info
Trypanblau, Wikipedia, dt.
Trypanrot: - Trypanrot weist die chem. Summenformel von C₃₂H₂₄N₆O₁₅S₅ und entsprechend eine molare Masse von 892,89 g/mol Bei Raumtemperatur bildet der Farbstoff einen Feststoff, der bei 178-182 °C schmilzt und sich schlecht in Wasser, sowie kaum in Ethanol (2,5 g/l bei RT) löst. Die Substanz wird v.a. in Form des wasserlöslichen Natriumsalzes als pH-Indikator verwendet, der bei einem pH < 4,4 einen roten Farbton (Absorptionsmaximum ~520 nm) aufweist, im pH-Bereich zwischen 4,4 und 6,2 orange (Absorptionsmaximum ~495 nm) erscheint und bei einem pH > 6,2 nach gelb (Absorptionsmaximum ~410 nm) umschlägt. In der Mikrobiologie wird Methylrot daher zum Säurenachweis eingesetzt, z.B. um die Ansäuerung eines Mediums durch Produkte von Bakterien, die den Stoffwechselweg der gemischten Säuregärung betreiben, nachzuweisen.

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CID 73031, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Trypanrot, Wikipedia, dt.

Triphenylmethanfarbstoffe

Kristallviolett: - Violett färbender Triphenylmethanfarbstoff mit einem Absorptionsmaximum von ca. 590 nm in Wasser. Das auch als Gentianaviolett bezeichnete Kristallviolett hat als Chlorid eine Summenformel von C₂₅H₃₀ClN₃ und weist entsprechend eine molare Masse von 407,98 g/mol auf. Bei Raumtemperatur bildet Kristallviolett geruchslose, grünlich bis gold-glänzende, kristalline Nadeln, die bei ca. 190 °C schmelzen und sich in Wasser (10 g/l bei RT) oder Ethanol unter leuchtend violetter Farbbildung lösen. Der Farbstoff hat eine fungistatische Wirkung, die früher zur Behandlung von Fusspilz und anderen Pilzerkrankungen (Mykosen) genutzt wurde. In der Mikrobologie wird Kristallviolett als Reagenz der Gram-Färbung verwendet, um Bakterien nach ihren Zellwandeigenschaften zu differenzieren.

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CID 11057, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Kristallviolett, Wikipedia, dt.
Spectrum Crystal Violet, Oregon Medical Laser Center, Portland, OR, U.S.A.
Gramfärbung, Protokoll des mikrobiologischen Praktikums, T. Linder, Universität Bonn, Germany
Gentianaviolett: - andere Bezeichnung für Kristallviolett. Die Bezeichnung leitet sich vom lat. Namen Gentiana der Pflanzengattung Enzian ab, deren Blaufärbung der Blüten namensgebend wirkte.
Malachitgrün: - Leuchtend grün färbender Triphenylmethanfarbstoff zur Anfärbung von bakteriellen Endosporen und von mit Pilzen befallenem pflanzlichem Gewebe. Malachitgrün hat eine molare Masse von 329,46 g/mol und verfügt über zwei Absorptionsbanden bei ca. 420 nm und 620 nm. Weitere übliche Bezeichnungen sind Diamantgrün und Viktoriagrün.

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CID 11294, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Malachitgrün, Wikipedia, dt.
Methylgrün: - Bläulich-grünlich färbender Triphenylmethanfarbstoff mit einer molaren Masse von 387 g/mol und Absorptionsmaxima von 420 und 630-634 nm. Methylgrün findet heute nur noch selten Verwendung und wird kaum noch hergestellt, da es sich unter Abdissoziation der Methyl-Gruppe leicht in Kristallviolett umwandelt. Stattdessen wird das stabilere Ethylgrün verwendet, das häufig fälschlicherweise als Methylgrün bezeichnet und vertrieben wird. Die Farbstoffwirkung der beiden Stoffe unterscheidet sich hingegen kaum. Sowohl Methyl- als auch Ethylgrün werden meist in Form ihrer Chlor-Zink-Salze vertrieben. Um bei der Verwendung von Methyl- oder Ethylgrün die Verfälschung des Ergebnises durch die Mitverwendung des meist in der Lösung befindlichen Umwandlungsprodukts Kristallviolett zu vermeiden, empfiehlt sich eine Ausschüttelung der Farbstofflösung mit Chloroform. Methylgün eignet sich als Vitalfarbstoff, also zu Anfärbung noch lebender Organismen, v.a. zur unspezifischen Anfärbung von einzelligen Lebewesen, insb. der Protozoa wie etwa dem zu den Ciliata zählenden Paramecium (Pantoffeltierchen)

Links:

CID 6727, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Methylgrün, Wikipedia, dt.
Ethylgrün: - Bläulich-grünlich färbender Triphenylmethanfarbstoff mit einer molaren Masse von 401,59 g/mol und Absorptionsmaxima von 423 und 629 nm. Ethylgrün wird vielfach als Gegenfarbstoff in histologischen Färbungen zur Anfärbung von Mitochondrien und Zellkernen, sowie zur Differenzierung von Diphtherie-Erregern gegenüber anderen Bakterien verwandt. Auch bei der in-situ-Hybridisierung oder zusammen mit Pyronin bei der Differenzierung von DNA und RNA in der sog. Unna-Pappenheim-Färbung findet Ethylgrün Verwendung. Ethylgrün wird häufig aber fälschlicherweise, vermutlich historisch bedingt, als Methylgrün bezeichnet und vertrieben. Es wird jedoch aufgrund seiner grösseren chemischen Stabilität gegenüber dem Methylgrün bevorzugt eingesetzt. Ethylgrün wird meist halogeniert in Form eines Chlor/Brom-Zink-Salzes vertrieben.

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CID 84671, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Ethylgrün, Wikipedia, dt.
Parafuchsin: - Rot färbender Triphenylmethanfarbstoff, der auch als Pararosanilin oder Magenta 0 bezeichnet wird und ein Absorptionsspektrum von 537-545 nm besitzt. , mit einer molaren Masse von 287,36 g/mol Parafuchsin kommt als Verunreinigung bei handelsüblichem Fuchsin vor und bildet mit diesem, sowie mit Dimethylfuchsin und Neufuchsin, die sich jeweils in der Anzahl der Methylgruppen unterscheiden, eine homologe Reihe, d.h. eine Gruppe chemisch verwandter Verbindungen, die sich in der Anzahl eines Kettengliedes (hier: die Methylgruppe) unterscheiden.

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CID 11292, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Parafuchsin, Wikipedia, dt.
Fuchsin: - Intensiv rot färbender Triphenylmethanfarbstoff, auch als Rosanilin, Anilinrot, Magenta I oder Magentarot bezeichnet, mit einer molaren Masse von 302,39 g/mol und einem Absorptionsmaximum von 339-350 nm. Fuchsin bildet als Feststoff metallisch grüngelb glänzende Kristalle, die sich in Wasser und Alkohol mit intesiv roter Farbe auflösen. Fuchsin wird als Farbstoff in histologischen Färbeverfahren, insb. bei der Feulgen-Färbung zur Anfärbung von Chromosomen oder bakteriellen Kernäquivalenten verwendet. Je nach Methylierungsgrad existieren verschiedene Derivate des Fuchsins, die mit diesem eine homologe Reihe bilden, wie das unmethylierte Magenta 0 / Parafuchsin, das dimethylierte Magenta II / Dimethylfuchsin und das trimethylierte Magenta III / Neufuchsin.

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CID 12447, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Fuchsin, Wikipedia, dt.
Schiff'sches Reagenz: - Bezeichnung für das farbslose bis schwach gelbe schwefelsaure Fuchsin, das mit freien Aldehyd-Gruppen unter deutlicher Rotfärbung reagiert. Diese Reaktion wird Schiff'sche Probe genannt und zum allg. Nachweis von Aldehyden verwendet, bspw. in der PAS- oder der Feulgen-Reaktion. Zur Herstellung der Schiff'schen Reagenz wird einer roten, wässrigen Fuchsin-Lösung solange schweflige Säure (H₂SO₃) zugesetzt bis der rote Farbton des Fuchsin verschwunden ist und die Lösung farblos bis schwach gelb erscheint. Das Schiff'sche Reagenz ist von der sog. Schiff'schen Base zu unterscheiden, welche eine besondere Form der Imine darstellt.
Dimethylfuchsin: - Rot färbender Triphenylmethanfarbstoff, auch als Magenta II bezeichnet, mit einem Absorptionsmaximum von 554 nm. In Form des Hydrochlorids besitzt das Dimethylfuchsin die Summenformel C₂₁H₂₂ClN₃ und weist entsprechend eine molare Masse von 351,87 g/mol auf.

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CID 12447, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Neufuchsin: - Intensiv rot färbender Triphenylmethanfarbstoff, der auch als Isorubin oder Magenta III bezeichnet wird und in Abhängigkeit vom Lösungsmittel ein Absorptionsmaximum von 543-556 nm aufweist. In Form des Hydrochlorids besitzt das Dimethylfuchsin die Summenformel C₂₁H₂₂ClN₃ und weist entsprechend eine molare Masse von 329,43 g/mol auf.

Links:

CID 18611, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Anilinblau: - Tiefblau färbender Triphenylmethanfarbstoff mit einer molaren Masse von 529,68 g/mol und einem Absorptionsmaximum von 607-610 nm. Das unsulfonisierte Anilinblau ist ein dunkelrotbraunes Pulver, das wasserunlöslich ist, sich aber unter starker blauer Farbentwicklung sehr gut in Spiritus löst. Durch Einwirkung von konz. Schwefelsäure lässt sich das Anilinblau in unterschiedlichem Ausmasse sulfonisieren. Diese einfach, zweifach oder dreifach sulfonisierten Formen sind wasserlöslich und werden als Nicholson Blau oder Alkaliblau (einfach sulfonisiert) Wasserblau oder 'bleu soluble' (zweifach oder dreifach sulfonisiert) bezeichnet. Mischungen aus Wasserblau und demethyliertem Wasserblau, dem sog. Methylblau werden als wasserlösliches Anilinblau bezeichnet und vertrieben. Dieses wasserlösliche Anilinblau wird in histologischen Färbemethoden verwendet, insb. bei der AZAN-Färbung oder der Masson'schen Trichrom-Färbung, wo es Kollagenstrukturen des Bindegewebes blau anfärbt. In der Botanik wird Anilinblau zur Anfärbung von Callose in pflanzlichem Gewebe verwendet, wobei sich Anilinblau hier in die helikale Struktur der Callose einlagert und der Nachweis durch Fluoreszenz unter UV-Licht erfolgt.

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CID 72375, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Anilinblau, Wikipedia, dt.
Rosindol: - leuchtend roter Farbstoff, der beim Nachweis von Indol in der sog. Indol-Probe aus der Reaktion von Dimethylaminobenzaldehyd (abgk. DMAB o. DMABA) mit dem Indol entsteht. Dabei werden an die Aldehyd-Gruppe des DMAB zwei Indol Moleküle gebunden, so dass die charakteristische Struktur des Rosindol entsteht, welche prinzipiell dem der Triphenylfarbstoffe entspricht. Rosindol weist die chem. Summenformel C₂₅H₂₂N₃ und eine molare Masse von 364,46 g/mol auf. Da durch das DMAB tlw. auch Indol-Derivate, wie z.B. Skatol, nachgewiesen werden können, entstehen bei solchen Nachweisen die entsprechenden, dem Rosindol verwandten Farbstoffe.

Xanthenfarbstoffe

Fluorescin, Fluorescein: - grün fluoreszierender Xanthenfarbstoff mit Absorptionsmaxima bei 225 nm (UV-Licht) und 445-495 nm (blaues Licht) und einem Emissionsspektrum von 500-550 nm (grünes Licht) in Ethanol. Mit der Summenformel C₂₀H₁₂O₅ hat Fluorescin, das v.a. im angelsächsischen Sprachgebrauch auch als Fluorescein bezeichnet wird, eine molare Masse von 332,32 g/mol und bildet bei Raumtemperatur einen roten kristallinen Feststoff, der sich bei ca. 315 °C zersetzt. In Wasser ist Fluorescin unlöslich, löst sich jedoch gut in Ethanol und DMSO. Sehr gut wasserlöslich ist jedoch das gelbe Dinatrium-Salz des Fluorescins, das als lösliches Fluorescin oder Uranin bekannt ist. Vom Fluorescin leiten sich die in biol. Färbungen häufig verwendeten Farbstoffe Eosin B und Eosin Y, sowie andere, v.a. in der Immunfluoreszenz eingesetzte Fluoreszenzfarbstoffe (Fluorochrome), wie etwa die Rhodamine oder FITC und TRITC, ab.

Links:

CID 3383, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Fluorescein, Wikipedia, dt.
Fluorescein, Stainsfile.info
Spectrum Fluorescein, Oregon Medical Laser Center, Portland, OR, U.S.A.
Fluorescein, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
Uranin: - Bezeichnung für das gut wasserlösliche Dinatriumsalz des Fluorescins. Mit einer Summenformel von C₂₀H₁₂Na₂O₅ hat das Uranin eine molare Masse von 376,27 g/mol und bildet bei Raumtemperatur einen gelben Feststoff. Die Absorptions- und Emissionsspektren des Uranins gleichen dem Fluorescin und daher leuchtet es stark hellgrün, wenn es mit Tageslicht oder UV-Licht angeregt wird. Aufgrund seiner starken Leuchtkraft, die auf eine hohe Quantenausbeute zurückzuführen ist, kann das Uranin auch noch bei sehr hohen Verdünnungen nachgewiesen werden, weshalb es als Markierungsubstanz (engl. tracer) bei Notwasserungen, Wasseruntersuchungen und Dichtigkeitsprüfungen oder als Farbstoff in Kosmetika (Schaumbad, Shampoo etc.) eingesetzt wird.

Links:

CID 10608, NCBI, U.S.A.
Uranine, Stainsfile.info
FITC: - Akronym für FluoresceinIsoThioCyanat, einem vom Fluorescein abgeleiteten Fluoreszenzfarbstoff (Fluorochrom) mit einem Excitationsmaximum von 495 nm (blau) und einem Emissionsmaximum von 519 nm (grün). Durch die Isothiocyanat-Gruppe besitzt FITC die Summenformel C₂₁H₁₁NO₅S und eine molare Masse von 389,38 g/mol. Es wird, wie auch die verwandten Verbindungen Rhodamin B oder Texas Red™, in der Fluoreszenzmikroskopie und der Immunfluoreszenz verwendet, wobei es häufig an Antikörper Proteine gekoppelt wird.

Links:

CID 18730, PubChem Compound Database, NCBI, USA
FITC, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
TRITC: - Akronym für TetraMethylRhodaminIsoThioCyanat, einem vom Fluorescin abgeleiteten Fluoreszenzfarbstoff (Fluorochrom) mit einem Excitationsmaximum von 550 nm und einem Emissionsmaximum von 573 nm (rot). TRITC besitzt die Summenformel C₂₅H₂₂ClN₃O₃S und eine molare Masse von 479,98 g/mol. Ähnlich wie die verwandten Verbindungen Rhodamin B oder Texas Red™ wird TRITC in der Fluoreszenzmikroskopie und der Immunfluoreszenz verwendet, wobei es häufig an Antikörper oder andere Proteine gekoppelt wird.

Links:

CID 65134, PubChem Compound Database, NCBI, USA
TRITC, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
Rhodamine: - Gruppe von Fluoreszenzfarbstoffen (Fluorochrome), die sich als Xanthenfarbstoffe vom Fluorescin ableiten und in der biol. Forschung v.a. in der Fluoreszenzmikroskopie und Immunfluoreszenz eingesetzt werden. Auch werden Lösungen von Rhodaminen (z.B. Rhodamin 6G) in Farbstofflasern eingesetzt. Zu den gebräuchlichsten Rhodaminen zählen Rhodamin B und Texas Red.
Rhodamin B: - vom Fluorescin abgeleiteter, zu Klasse der Xanthenfarbstoffe zählender Fluoreszenzfarbstoff (Fluorochrom) mit einem Absorptionsmaximum von ca. 540 nm und einem Emissionsspektrum von 545-590 nm bei einer Anregung (Excitation) von 510 nm und gelöst in Ethanol. Rhodamin B hat die Summenformel C₂₈H₃₁ClN₂O₃ und entsprechend eine molare Masse von 479,01 g/mol. Es wird v.a., wie die verwandten Verbindungen Texas Red oder FITC, in der Fluoreszenzmikroskopie und der Immunfluoreszenz verwendet, wobei es häufig an Antikörper gekoppelt wird.

Links:

CID 6694, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Rhodamine B, Stainsfile.info
Spectrum Rhodamine B, Oregon Medical Laser Center, Portland, OR, U.S.A.
Rhodamine B, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
Texas Red™: - vom Fluorescin abgeleiteter, zu Klasse der Xanthenfarbstoffe zählender Fluoreszenzfarbstoff (Fluorochrom) mit einem Absorptionsmaximum von 590 nm und einem Emissionsmaximum von 614 nm in Wasser. Texas Red™, das auch als Sulforhodamin 101 bekannt ist, hat die Summenformel C₃₁H₂₉ClN₂O₆ und entsprechend eine molare Masse von 625,16 g/mol. Es wird v.a., wie die verwandten Verbindungen Rhodamin B oder FITC, in der Fluoreszenzmikroskopie und der Immunfluoreszenz verwendet, wobei es häufig an Antikörper oder andere Sustanzen, wie Fettsäuren (Texas Red DHPE), gekoppelt wird. Lösungen von Texas Red™ eignen sich auch zum Einsatz in Farbstofflasern.

Links:

CID 452705, NCBI, U.S.A.
Texas Red, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
Eosin: - zusammenfassender Begriff für die beiden vom Fluorescin abgeleiteten Farbstoffe Eosin B und Eosin Y
Eosin B: - vom Fluorescin abgeleiteter, saurer Xanthenfarbstoff mit einem Absorptionsmaximum von 514 nm in Ethanol. Im Gegensatz zum gelbstichigen Eosin Y weist das Eosin B einen leichten Blaustich auf (bathochromer Effekt), daher der Zusatz B, der vom engl. bluish, dt. bläulich, herrührt. Eosin B hat die Summenformel C₂₀H₈Br₂N₂O₉ und weist entsprechend eine molare Masse von 580,09 g/mol auf. Dabei kann das Eosin als Spiran (spiro-Verbindung) oder als mehrkernige Verbindung (s. Strukturformel) dargestellt werden. Bei Raumtemperatur bildet Eosin B einen bräunlich-grünlichen Feststoff, der bei ca. 257 °C zerfällt und sich in Form seines Dinatriumsalzes (Summenformel C₂₀H₆Br₂N₂Na₂O₉, MW 624,06 g/mol) gut in Wasser löst (300 g/l bei RT). Entsprechend dieser Wasserlöslichkeit wird das Dinatriumsalz in biol. Färbungen verwendet, so z.B. in der HE-Färbung, ist aber weniger gebrächlich als das Eosin Y. Ebenso wie dieses lässt sich Eosin B auch als pH-Indikator einsetzen, wobei es beim Übergang von < pH 1,7 zu > pH 1,8 einen Farbumschlag von farblos zu fluoreszierend rosa zeigt. Eosin B ist ferner pharmakologisch wirksam und inhibiert in Zellkultur den Parasit Toxoplasma gondii durch Inhibition der Dihydrofolat Reductase-Thymidylat Synthase (DHFR-TS) mit einem IC₅₀ von 180 μM. Ebenso wird das Wachstum des Malaria-Erregers Plasmodium falciparum mit einem IC₅₀ von 124 nM unterdrückt, wobei hier das Eosin B verschiedene Enzyme (DHFR-TS, Glutathion-Reductase, Thioredoxin-Reductase) inhibiert und die Membranen schädigt.

Links:

CID 29090, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Eosin B, Wikipedia, dt.
Eosin Y: - vom Fluorescin abgeleiteter, saurer Xanthenfarbstoff mit einem Absorptionsspektrum von 524 nm in Ethanol und 514 nm in carbonatisiertem Wasser (1% NaCO₃). Zudem fluoresziert in Ethanol gelöstes Eosin Y bei einer Anregungswellenlänge (Excitation) von 490 nm mit einem Emissionmaximum bei 544 nm. Im Gegensatz zum blaustichigen Eosin B zeigt das Eosin Y einen leichten Gelbstich (hypsochromer Effekt), daher der Zusatz Y, der vom engl. yellowish, dt. gelblich, herrührt. Entsprechend findet sich auch mitunter die synonyme deutschsprachige, allerdings eher ungebrächliche Bezeichnung Eosin G. Eosin Y hat die Summenformel C₂₀H₆Br₄O₅ und weist entsprechend eine molare Masse von 647,89 g/mol auf. Bei Raumtemperatur bildet Eosin Y einen roten Feststoff, der bei ca. 295 °C unter Zerfall schmilzt und sich in Form seines Dinatriumsalzes (Summenformel C₂₀H₆Br₄Na₂O₅, MW 691,86 g/mol) gut in Wasser löst (300 g/l bei RT). Eosin Y ist Bestandteil verschiedener biologischer Färbemethoden, wie der Romanowsky-, die Giemsa oder die HE-Färbung, und dient hier v.a. der Anfärbung von basischen, acidophilen Zellbestandteilen, die dementsprechend auch häufig als eosinophil bezeichnet werden. So war die charakteristische Rotfärbung von sauren Granula bestimmter Leukozyten durch Eosin Y namensgebend für diese Blutzellen, die als eosinophile Granulozyten oder kurz nur als Eosinophile bezeichnet werden. Eosin Y kann auch als pH-Indikator verwendet werden, wobei es bei einem pH-Wert Wechsel von < pH 2 nach > pH 2 einen Farbumschlag von gelb auf fluoreszierend grün zeigt.

Links:

CID 11049, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Eosin Y, Stainsfile.info
Eosin Y, Wikipedia, dt.
Spectrum Eosin Y, Oregon Medical Laser Center, Portland, OR, U.S.A.
Eosin Y, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
Pyronin B: - basischer Xanthenfarbstoff, mit einem Absorptionsmaximum von 550-555 nm. Im Gegensatz zum gelbstichigen Pyronin Y zeigt das Pyronin B einen leichten Blaustich (bathochromer Effekt), daher der Zusatz B, der vom engl. bluish bzw. dt. bläulich, herrührt. Pyronin B besitzt die Summenformel C₂₁H₂₇ClN₂O und entsprechend eine molare Masse von 358.91 g/mol. Bei Raumtemperatur bildet Pyronin B einen roten Feststoff, der in Wasser und Ethanol löslich ist. Der Farbstoff ist wie Pyronin Y zur Anfärbung von Nukleinsäuren geeignet, aber weniger gebräuchlich.

Links:

CID 16524, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Pyronin B, Stainsfile.info
Pyronin Y: - basischer Xanthenfarbstoff, mit einem Absorptionsmaximum von 545-552 nm. Im Gegensatz zum blaustichigen Pyronin B weist das Pyronin Y einen leichten Gelbstich auf (hypsochromer Effekt), daher der Zusatz Y, der vom engl. yellowish, dt. gelblich, herrührt. Entsprechend findet sich auch die synonyme deutschsprachige Bezeichnung Pyronin G. Entsprechend der Summenformel C₁₇H₁₉ClN₂O weist Pyronin Y eine molare Masse von 302.8 g/mol auf und bildet bei Raumtemperatur einen roten Feststoff, der bei 250-260 °C schmilzt und sich mässig in Wasser und schlecht in Ethanol löst. Pyronin Y eignet sich zur Anfärbung von Nukleinsäuren, was z.B. in der Unna-Pappenheim-Färbung genutzt wird.

Links:

CID 7085, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Pyronin Y, Stainsfile.info
Pyronin G, Wikipedia, dt.
Fluorol Yellow 088: - grün fluoreszierender Xanthenfarbstoff, mit einem Absorptionsmaximum von 443 nm und einem Emissionsmaximum von 510 nm in Polystyren. Das Fluorol Yellow 088 hat die Summenformel C₂₂H₁₆O und weist damit eine molare Masse von 296.36 g/mol auf. Die auch als Fluorol 5G oder Solvent Green 4 bekannte Substanz ist ein lipophiles Fluorochrom, das insb. zur Anfärbung von Suberin in Pflanzen verwendet werden kann. Neben dem Fluorol Yellow 088 existieren noch andere mit Fluorol bezeichnete Verbindungen, die jedoch z.T. eine andere chem. Struktur aufweisen.

Links:

CID 65730, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Fluorol 5G, Fluorophores.org, TU Graz, Austria

Phenazinderivate

Safranin T, Safranin O: - rot bis violett färbendes, basisches Phenazin-Derivat, mit einem Absorptionsmaximum von 520-530 nm, das zur Anfärbung von Zellen verwandt wird. Das Wort leitet sich vom arab. zafaran für dt. 'gelb sein' ab. Safranin T, das auch als auch als Safranin O bezeichnet wird, kommt in einer dimethylierten und einer trimethylierten Form vor, wobei das Dimethyl die Summenformel C₂₀H₁₉N₄Cl und eine molare Masse von 350,85 g/mol besitzt, während das trimethylierte Safranin eine Summenformel von C₂₁H₂₁N₄Cl und eine molare Masse von 364,9 g/mol aufweist. Bei Raumtemperatur bildet das dimethylierte Safranin einen rotbraunen Feststoff, der sich mässig in Wasser löst (50 g/l bei RT). Hinsichtlich ihrer Farbstoffeigenschaften unterscheiden sich beide Formen kaum, so dass kommerzielle, als Safranin vertriebene Farbstoffe häufig eine Mischung beider Formen enthalten. Safranin wird z.B. zur Gegenfärbung gram-negativer Zellen in der Gram-Färbung verwendet. Eine andere verbreitete Anwendung ist die Anfärbung von Pflanzenzellen, häufig zusammen mit Astrablau, wobei das Safranin die verholzten Zellwände rot einfärbt, während durch Astrablau die unverholzten Anteile blau gefärbt werden.

Links:

CID 75442, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Safranin T, Wikipedia, dt.
Safranin O, Stainsfile.info
Neutralrot: - rot färbendes Phenazin-Derivat mit einem Absorptionsmaximum von 529-542 nm, in Abhängigkeit vom gewählten Lösungsmittel. Entsprechend der Summenformel C₁₅H₁₆N₄ weist das basische Neutralrot, das auch als Toluylenrot bekannt ist, eine molare Masse von 252,31 g/mol auf. Verbreiteter bei Anwendungen ist jedoch die Hydrochlorid-Form mit der Summenformel C₁₅H₁₇N₄Cl und einer molaren Masse von 288,78 g/mol, die bei Raumtemperatur einen dunkelgrünen bis schwarzen Feststoff bildet, der sich mässig in Wasser (ca. 50 g/l bei RT) und in Ethanol (ca. 20 g/l bei RT) löst. Neutralrot ist eine Indikatorsubstanz, die bei basischem pH (> 7,5) gelb und bei einem sauren pH (< 7,5) rot gefärbt ist. Entsprechend erfolgt bei Säure-Basen-Titrationen bei einem pH von 6,8-8,0 ein Farbumschlag von gelb nach rot. Bei biol. Untersuchungen lässt sich Neutralrot als Vitalfarbstoff, also zur Untersuchung lebender Organismen, einsetzen, insb. zur Anfärbung einzelliger Protozoa (tierische Einzeller), wie z.B. den Ciliata (Wimperntierchen). Dabei kann Neutralrot in seiner gelb gefärbten, basischen Form (pH > 7) Membranen passieren, während die protonierte, saure Form an diesen zurückgehalten wird (engl. ion trapping, dt. Ionenfalle). Dies führt dazu, dass der Farbstoff in Vakuolen oder Lysosomen akkumuliert und sich daher besonders zur Anfärbung von Nahrungsvakuolen (Gastriolen) bei den Protozoa eignet. Entsprechend wird Neutralrot in einem standardisierten Testverfahren genutzt, um die Cytotoxizität von Chemikalien zu testen. Dabei wird die Farbstoffaufnahme von mit der Testsubstanz versetzten Zellkulturen mit Kontrollansätzen verglichen und aus der Anzahl ungefärbter Zellen im Testansatz auf die zellschädigende Wirkung der getesteten Substanz geschlossen, da bei geschädigten oder abgestorbenen Zellen, die Aufnahme von Neutralrot in die Lysosomen stark vermindert ist bzw. gar nicht mehr erfolgen kann. Ferner lässt sich Neutralrot, ähnlich wie andere pH-Indikatoren, zum Nachweis von Säurebildungen (z.B. Milchsäuregärung, gemischte Säuregärung) in Bakterienkulturen verwenden.

Links:

CID 11105, hydrochloride, PubChem Compound Database, NCBI, USA
CID 11106, free base, PubChem Compound Database, NCBI, USA
CID 6097091, cationic, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Neutralrot, Wikipedia, dt.
Neutral Red, Stainsfile.info
Azokarmin: - rot färbendes Phenazin-Derivat, das auch als Rosindulin bezeichnet wird. Von der Verbindung sind zwei Varietäten bekannt, die als Azokarmin G und Azokarmin B bezeichnet werden. Dabei unterscheidet sich Azokarmin B von Azokarmin G durch eine zusätzliche Sulfon-Gruppe, was auch dessen bessere Wasserlöslichkeit bedingt. Entsprechend ihrer Summenformeln von C₂₈H₁₈N₃O₆S₂Na (Azokarmin G) und C₂₈H₁₇N₃O₉S₃Na₂ (Azokarmin B) weisen die Farbstoffe eine molare Masse 579,59 g/mol (Azokarmin G) bzw. 681,62 g/mol (Azokarmin B) und Absorptionsmaxima von 510 nm bzw. 505 nm auf. Die unterschiedlichen Absorptionsmaxima waren, ähnlich wie bei den Eosinen, auch namensgebend für die Zusätze 'G' für gelblich oder gelbstichig und 'B' für bläulich oder blaustichig Die beiden Farbstoffe unterscheiden sich ferner hinsichtlich ihrer Löslichkeit, wobei Azokarmin G sich mässig in Wasser und Ethanol löst, während Azokarmin B sich besser in Wasser, jedoch kaum in Alkohol löst. Beide Formen des Farbstoffs können bei den meisten Färbeverfahren als gleichwertig eingesetzt werden, meist wird jedoch Azokarmin B aufgrund seiner besseren Wasserlöslichkeit bevorzugt. Azokarmin wird insb. bei dem histologischen Färbeverfahren der AZAN-Färbung verwendet, wo es den Zellkern, Erythrozyten und Muskelgewebe rot anfärbt.

Links:

CID 160107, PubChem Compound Database, NCBI, USA
CID 6099365, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Rosindulin, Wikipedia, dt.
Azocarmine, Stainsfile.info
Rosindulin: - andere Bezeichnung für Azokarmin
Anilinschwarz: - Bezeichnung für ein stark schwarz färbendes Verbindungsgemisch, das durch Oxidation von Anilin erhalten wird und Phenazin-Derivate enthält. In der Baumwollfärberei zählt Anilinschwarz aufgrund seiner Widerstandfähigkeit und Lichtechtheit zu den wichtigsten schwarz färbenden Farbstoffen.

Phenothiazinderivate

Thionin: - basischer, blau-violett färbender Phenothiazin-Farbstoff mit einem Absorptionsmaxium von 595-605 nm. Thionin weist die Summenformel C₁₂H₁₀N₃SCl und entsprechend eine molare Masse von 263,75 g/mol auf. Strukturell besteht das Thionin aus einem Phenothiazin-Ringsystem, an das an den äusseren Ringen zwei Amino-Gruppen gebunden sind. Alternativ kann man die Verbindung auch als Thiazin-Ring ansehen, an den zwei Anilin-Ringe gebunden (anelliert) sind. Von dieser Struktur leiten sich auch weitere bekannte Farbstoffe, wie etwa das Toluidinblau, das Methylenblau oder die Verbindungen Azur A, B und C ab. Aufgrund der Phenothiazin-Struktur gilt für Thionin und davon abgeleitete Verbindungen, das je nach Ladungsverteilung verschiedene, mesomere (resonante) Grenzstrukturen auftreten, deren hpts. Formen in der Strukturformel durch ein positiv geladenes Stickstoffatom oder ein positiv geladenes Schwefelatom dargestellt werden (mesomere Grenzstrukturen). Der Farbstoff, der auch als Lauth'sches bzw. Lauth's Violett bekannt ist, eignet sich zur Anfärbung basophiler Zellen oder molekularer Strukturen, wie etwa sauren Mucopolysacchariden, den Granula von basophilen Leukozyten oder Zellkernen. So wird Thionin bspw. in der Nissl-Färbung zur Anfärbung der Zellkörper von Neuronen verwandt.

Links:

CID 65043, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Thionin, Stainsfile.info
Azur A: - basischer, blauer Phenothiazin-Farbstoff mit einem Absorptionsmaxium von 620-635 nm. Azur A leitet sich wie Azur B und C, Toluidinblau und Methylenblau von der Struktur des Thionins ab und kann durch Oxidation des Methylenblaus dargestellt werden. Der Summenformel C₁₄H₁₄N₃SCl entsprechend weist Azur A eine molare Masse von 291,8 g/mol auf. In Wasser löst sich Azur A gut, in Ethanol jedoch kaum. Der Farbstoff eignet sich zur Anfärbung basophiler Zellen oder molekularer Strukturen und reagiert stark metachromatisch, d.h. mit Farbänderung. Azur A kann u.a. in der Giemsa-Färbung zur Untersuchung von Blutausstrichen verwendet werden, bessere Resultate bei dieser Färbemethode werden jedoch durch Azur B erzielt.

Links:

CID 13735, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Azur A, Stainsfile.info
Azur B: - basischer, blauer Phenothiazin-Farbstoff mit einem Absorptionsmaxium von 640-655 nm. Azur B leitet sich wie Azur A und C, Toluidinblau und Methylenblau von der Struktur des Thionins ab. Der Summenformel C₁₅H₁₆N₃SCl entsprechend weist Azur B eine molare Masse von 305,83 g/mol auf. In Wasser löst sich Azur B gut, in Ethanol jedoch kaum. Der Farbstoff eignet sich zur Anfärbung basophiler Zellen oder molekularer Strukturen und reagiert stark metachromatisch, d.h. mit Farbänderung. Azur B wird u.a. in der Giemsa-Färbung zur Untersuchung von Blutausstrichen verwendet.

Links:

CID 68275, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Azur B, Stainsfile.info
Azur C: - basischer, blauer Phenothiazin-Farbstoff mit einem Absorptionsmaxium von 605-625 nm. Azur C leitet sich wie Azur A und B, Toluidinblau und Methylenblau von der Struktur des Thionins ab. Der Summenformel C₁₃H₁₂N₃SCl entsprechend weist Azur C eine molare Masse von 277,77 g/mol auf. Der Farbstoff ist wasserlöslich, löst jedoch schlecht in org. Lösungsmitteln, wie z.B. Ethanol. Azur C eignet sich zur Anfärbung basophiler Zellen oder molekularer Strukturen und reagiert stark metachromatisch, d.h. mit Farbänderung.

Links:

CID 68277, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Azur C, Stainsfile.info
Toluidinblau: - basischer, blau färbender Phenothiazin-Farbstoff mit einem Absorptionsmaxium von 620-640 nm. Dabei wird einer der drei aromatischen Ringe von einem Toluidin-Ring gebildet, dennoch darf das Toluidinblau nicht mit den Toluidinen verwechselt wereden. Der Farbstoff leitet sich wie Methylenblau und Azur A, B und C vom Thionin ab, und unterscheidet sich von diesem durch zweifache Methylierung an einer der Amino-Gruppen und eine einfache Methylierung an einem der Benzolringe. Je nach Ladungsverteilung weist Toluidinblau verschiedene, mesomere Grenzstrukturen auf, deren hpts. Formen in der Strukturformel durch ein positiv geladenes Stickstoffatom oder ein positiv geladenes Schwefelatom dargestellt werden. Toluidinblau besitzt die Summenformel C₁₅H₁₆ClN₃S und weist entsprechend eine molare Masse von 305,83 g/mol auf. Bei Raumtemperatur bildet Toluidin einen schwarzen Feststoff, der mässig in Wasser löslich ist (30 g/l bei RT), sich jedoch kaum in Ethanol löst. Obwohl Toluidin bei der Ratte Rattus norvegicus mit einem LD₅₀-Wert von 215 mg/kg Körpergewicht (i.p.) toxisch wirkt, kann es andererseits als Gegengift bei Anilin-Vergiftungen eingesetzt werden, da es den bei diesen Vergiftungen auftretenden, erhöhten Methämoglobin-Werten entgegenwirkt. In der Industrie wird Toluidinblau zur Anfärbung von Wolle und Seide genutzt, während bei biologischen und medizinischen Anwendungen Toluidinblau zur generellen Anfärbung und Differenzierung von Zellen und Geweben verwendet wird. Dabei entspricht die Stärke der Anfärbung von Präparaten der relativen Elektronendichte der in dem Präparat enthaltenen Substanzen bzw. molekularen Strukturen. Daher wird Toluidinblau häufig zur lichtmikroskopischen Voruntersuchung von elektronenmikroskopischen Präparaten verwendet. Solchen Farbstofflösungen wird meist Borax (Natriumborat Na₂[B₄O₅(OH)₄] × 8 H₂O) zugesetzt, um die Lösung alkalisch zu halten, was die Penetration von in Epoxyharzen eingeschlossenen Präparaten erleichtert. In der Mikrobiologie wird Toluidinblau insb. zur Anfärbung von Polyphosphaten (Volutin) oder zum Nachweis von Heliobacter pylori eingesetzt, in der Histologie findet Toluidinblau z.B. in der Nissl-Färbung Verwendung, während in der Hämatologie insb. Mastzellen durch metachromatische Effekte des Toluidinblaus herausdifferenziert werden. Auch wirkt Toluidinblau hämostatisch und wird zur Diagnose von oralen und gastrischen Neoplasien eingesetzt.

Links:

CID 7084, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Toluidinblau, Wikipedia, dt.
Toluidine blue O, Stainsfile.info
Toluidine blue staining protocol for Electron Microscopy (TEM), IHC World LLC, Woodstock, MD, USA
Toluidine Blue Staining Protocol for Mast Cells, IHC World LLC, Woodstock, MD, USA
Methylenblau: - basischer, blau färbender Phenothiazin-Farbstoff mit einem Absorptionsmaxium von 660 nm in Wasser, wobei sich das Absorptionsspektrum über einen Bereich von 530-700 nm erstreckt. Mit der Summenformel C₁₆H₁₈ClN₃S hat Methylenblau eine molare Masse von 319,86 g/mol. Es bildet bei Raumtemperatur dunkelgrüne, glänzende Kristalle, die sich bei ca. 180 °C zersetzen und in Wasser unter Blaufärbung lösen (50 g/l bei RT). Methylenblau leitet sich wie Toluidinblau und Azur A, B und C vom Thionin ab und unterscheidet sich wie diese vom Thionin durch Methylierung der Amino-Gruppen. So entstehen in einer reinen Methylenblau-Lösung durch Erhitzen in alkalischem Milieu die verschiedenen, demethylierten Oxidationsprodukte Azur A, Azur B, Azur C und Thionin. Eine solche Lösung wird dann als polychromes Methylenblau bezeichnet. Methylenblau eignet sich generell als Vitalfarbstoff, also zu Anfärbung noch lebender Organismen bzw. Zellen und wird bspw. in der Methylenblaufärbung zur unspezifischen Anfärbung von Bakterien verwendet, kann aber hier auch spezifisch Polyphosphate (Volutin-Granula) anfärben. Ferner kann Methylenblau aufgrund seines basischen Charakters auch zur Anfärbung von basophilen Zellen (z.B. basophile Leukozyten) oder Zellstrukturen (z.B. Zellkerne oder das Ergastoplasma) verwendet werden. Insb. wird Methylenblau in der Giemsa-Färbung zur Untersuchung von Blutausstrichen verwendet. Pharmakologisch wird der Farbstoff als Gegenmittel bei Anilinvergiftungen eingesetzt, um einer, bei diesem Vergiftungstyp auftretenden, gesteigerten Methämoglobin-Konzentration entgegenzuwirken. Zudem wirkt Methylenblau als Inhibitor der löslichen Form des Enzyms Guanylatcyclase.

Links:

CID 6099, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Methylenblau, Wikipedia, dt.
Methylene blue, Stainsfile.info

Tetrazolium-Salze

TTC: - Abk. für 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid, einem auf dem Tetrazolium-Kation basierenden Salz, das auch als Tetrazoliumrot bekannt ist. TTC weist die chem. Summenformel C₁₉H₁₅N₄ Cl und entsprechend eine molare Masse von 334,80 g/mol auf. Bei Raumtemperatur bildet TTC ein farbloses, kristallines Pulver, das bei 250 °C unter Zersetzung schmilzt. Die Substanz ist in Wasser (ca. 50 g/l), Ethanol (ca. 10 g/l), Methanol, Aceton und DMSO löslich. In der CAS-Registrierung ist TTC mit der Nr. 298-96-4 gekennzeichnet. Wie andere Tetrazoliumverbindungen (z.B. NBT, MTT oder Tetrazoliumviolett) wird TTC bei biol. Methoden und Nachweisverfahren als Redox-Indikator bzw. Redox-Farbstoff eingesetzt, da sich das Tetrazolium-Kation unter Aufnahme eines Wasserstoffprotons (H⁺) und zwei Elektronen (2 e^-) zu einer Formazan-Verbindung reduzieren lässt. Bei der Reduktion zum Formazan reagiert das TTC dabei mit einem Farbumschlag von farblos nach rot. Daher wird TTC bspw. in Vitalfärbungen eingesetzt, um lebende von bereits abgestorbenen Zellen zu differenzieren. Hierbei erfolgt die Reduktion des TTC grösstenteils durch Dehydrogenasen der Atmungskette. Auch als Schnelltest zum Nachweis coliformer Bakterien im Trinkwasser (Nachweis der Lactose-Verwertung) oder zur Untersuchung des Bakteriengehalts in Milch lässt sich TTC verwenden.

Links:

CID 9283, PubChem Compound Database, NCBI, USA
TTC, Wikipedia, dt.
Datasheet 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride, Santa Cruz Biotechnology, CA, USA
Trinkwasseruntersuchung, Protokoll J des Mikrobiologischen Praktikums, T. Linder, Universität Bonn, Germany
Tetrazoliumrot: - Andere Bez. für das Tetrazolium-Salz TTC.
NBT: - Abk. für engl. nitroblue-tetrazolium chloride bzw. dt. Nitroblau-Tetrazoliumchlorid, einem auf dem Tetrazolium-Kation basierenden Salz. NBT weist die chem. Summenformel C₄₀H₃₀N₁₀O₆ Cl₂ und entsprechend eine molare Masse von 817,64 g/mol auf. Bei Raumtemperatur bildet NBT gelbfarbige Kristalle, die bei 189 °C unter Zersetzung schmelzen. Die Substanz ist schlecht in Ethanol (ca. 5 g/l) und Wasser (ca. 10 g/l) löslich, löst sich jedoch mässig in Methanol (ca. 50 g/l). In der CAS-Registrierung ist NBT mit der Nr. 298-83-9 gekennzeichnet.
Wie andere Tetrazoliumverbindungen (z.B. TTC, MTT oder Tetrazoliumviolett) wird NBT bei biol. Methoden und Nachweisverfahren als Redox-Indikator bzw. Redox-Farbstoff eingesetzt, insb. weil sich das Tetrazolium-Kation unter Aufnahme eines Wasserstoffprotons ( H⁺ ) und zwei Elektronen ( 2 e^- ) zu einer Formazan-Verbindung reduzieren lässt. Da das NBT zwei Tetrazolium-Kationen enthält (Di-Tetrazoliumsalz), findet eine zweifache Reduktion statt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zunächst eine Farbumschlag nach rot und schliesslich nach blau erfolgt. Somit lässt sich NBT bspw. in Vitalfärbungen verwenden, um lebende von bereits abgestorbenen Zellen zu differenzieren. Generell neigt NBT zur Reaktion mit Superoxid-Molekülen des Sauerstoffs ( O₂^- ) und kann so deren Konzentration verringern (engl. superoxide scavenger). Ferner inhibiert NBT die Stickstoffmonoxid-Synthase (engl. nitric oxide synthase, abgk. NOS) mit einem IC₅₀ von 3-4 μM.
Zusammen mit BCIP als Substrat für das Enzym alkalische Phosphatase (AP) wird NBT als Oxidationsmittel eingesetzt, um Farbreaktionen herbeizuführen. Derartige Farbreaktionen kommen bspw. in der immunologischen Diagnostik beim sog. Western Blot zum Einsatz, um die Bindung von Antikörpern (primäre Antikörper) an Antigene auf einer Nitrocellulose-Membran farblich sichtbar zu machen. Dabei wird die Membran mit den gebundenen primären Antikörpern mit weiteren, sog. sekundären Antikörpern inkubiert. Diese sekundären Antikörper sind spezifisch bindend für die primären Antikörper und mit dem Enzym AP gekoppelt (Antikörperkonjugate). Durch Zugabe von BCIP wird dieses enzymatisch durch AP umgesetzt, was zu einer Abspaltung der Phosphat-Gruppe von BCIP führt. Das enstehende Indoxyl wird dann durch NBT zu Indigo oxidiert, so dass zum einen eine blaue Farbgebung durch Indigo und eine violette Färbung durch die Formazanbildung des NBT resultiert.
In der Hämatologie wird NBT verwendet, um neutrophile Granulozyten des Blutes (kurz Neutrophile) zu untersuchen. Nach Zugabe von NBT zu einem Blutaustrich nimmt ein bestimmter Prozentsatz (ca. 5-10%) der intakten Neutrophilen den Farbstoff durch Phagozytose auf und reduziert ihn durch Reaktion mit aus Wasserstoffperoxid stammenden Superoxid-Molekülen, so dass diese Zellen nach kurzer Zeit dunkelblau angefärbt erscheinen. Liegt eine Störung der Neutrophilen vor, wie z.B. bei bestimmten Formen der erblich bedingten Granulomatose (engl. chronic granulomatous disease, abgk. CGD), findet kein Farbumschlag statt und dann sind i.d.R. weitere Untersuchungen notwendig. U.U. lässt sich dieser NBT-Test auch nutzen, um bakterielle von nicht-bakteriellen Infektionen zu unterscheiden, da sich im Falle einer bakteriellen Infektion der Anteil der blau angefärbten Neutrophilen stark erhöht (ca. 30-50%). Allerdings ist der Verlauf dieses Tests von den Begleitumständen und der Konstitution der untersuchten Person abhängig, so dass auch hier i.d.R. weitere Untersuchungen nötig sind.

Links:

CID 9281, PubChem Compound Database, NCBI, USA
NBT, Wikipedia, dt.
Datasheet NBT, Santa Cruz Biotechnology, CA, USA
Tetrazoliumviolett: - Ein auf dem Tetrazolium-Kation basierendes Salz mit der chem. Summenformel C₂₃H₁₇N₄ Cl und einer molaren Masse von 384,86 g/mol. Bei Raumtemperatur (RT) bildet die Verbindung ein beige-gelbliches Pulver, das bei 247-249 °C unter Zersetzung schmilzt. Die Substanz löst sich in in Ethanol (ca. 20 g/l) und Wasser (ca. 30 g/l), sowie in Methanol (ca. 10 g/l) unter Bildung einer klaren, gelblich-grünen Lösung. In der CAS-Registrierung ist Tetrazoliumviolett mit der Nr. 1719-71-7 gekennzeichnet.
Wie andere Tetrazoliumverbindungen (z.B. TTC oder NBT) wird Tetrazoliumviolett bei biol. Methoden und Nachweisverfahren als Redox-Indikator bzw. Redox-Farbstoff eingesetzt, insb. weil sich das Tetrazolium-Kation unter Aufnahme eines Wasserstoffprotons ( H⁺ ) und zwei Elektronen ( 2 e^- ) zu einer farbigen Formazan-Verbindung reduzieren lässt. Dieser Reduktionsvorgang, der beim Tetrazoliumviolett in einem Farbumschlag von farblos zu violett resultiert, lässt sich bspw. in Vitalfärbungen nutzen, um die Stoffwechselaktivität von Bakterienkulturen nachzuweisen, indem stoffwechselaktive Kolonien die Substanz aufnehmen und reduzieren, so dass ein Farbumschlag festzustellen ist. So nutzten Bochner et al. (2001) ein solches Verfahren um mit hohem Durchsatz Stämme des Bakteriums Escherichia coli phänotypisch zu charakterisieren und verschiedene Stämme zu vergleichen. Mittels dieser Methode liessen sich nicht nur Veränderungen in Kulturstämmen feststellen, sondern bspw. auch Rückschlüsse auf Gene unbekannter Funktion ziehen. Die Umsetzung von Tetrazoliumviolett in die farbige Formazan-Verbindung wurde bei dieser Technik colorimetrisch ausgewertet, was auch quantitative Rückschlüsse auf die Stoffwechselaktivität der untersuchten Bakterien zulässt.

Links:

CID 74395, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Datasheet Tetrazolium Violet, Santa Cruz Biotechnology, CA, USA

Bochner, B. R., Gadzinski, P., Panomitros, E. (2001) 'Phenotype MicroArrays for High-Throughput Phenotypic Testing and Assay of Gene Function.', Genome Res., 11(7), 1246-1255, DOI: 10.1101/gr.186501
MTT: - Abk. für Methylthiazoltetrazolium, einem auf dem Tetrazolium-Kation basierendes Salz mit der chem. Summenformel C₁₈H₁₆N₅S Br und einer molaren Masse von 414,33 g/mol. Bei Raumtemperatur (RT) bildet die auch Thiazolyl Blau bzw. Thiazolyl Blau Tetrazolium-Bromid genannte Verbindung ein gelbliches Pulver, das bei ca. 195 °C unter Zersetzung schmilzt. Die Substanz löst sich in Ethanol (ca. 20 g/l) und Wasser (ca. 20 g/l), sowie in Puffer-Lösungen, wie PBS (ca. 5 g/l). In der CAS-Registrierung ist MTT mit der Nr. 298-93-1 gekennzeichnet.
Wie andere Tetrazoliumverbindungen (z.B. TTC, NBT oder Tetrazoliumviolett) wird MTT bei biol. Methoden und Nachweisverfahren als Redox-Indikator bzw. Redox-Farbstoff eingesetzt, insb. weil sich das Tetrazolium-Kation unter Aufnahme eines Wasserstoffprotons ( H⁺ ) und zwei Elektronen ( 2 e^- ) zu einer farbigen Formazan-Verbindung reduzieren lässt. Beim MTT, das aufgrund seiner positiven Ladung in die Zellen aufgenommen wird, erfolgt die Reduktion hpts. durch NADH bzw. NADH-Oxidoreductasen und in geringerem Masse durch die Succinat-Dehydrogenase der Mitochondrien. Die Reduktionsreaktion führt zu einer dunkelblau bis lila gefärbten, unlöslichen Formazan-Verbindung, die in den Zellen ausfällt und akkumuliert. Um Absorptionsmessungen durchzuführen, muss die Formazan-Präzipitation mittels saurer Ethanol-Lösung, DMSO oder SDS wieder gelöst werden (Resolubilisation). In dieser Weise wird MTT bspw. bei Vitalfärbungen insb. eukaryotischer Zellkulturen genutzt, um die Stoffwechselaktivität und Proliferation von Zellen nachzuweisen. Allerdings wird MTT tlw. durch das verwandte Tetrazolium-Salz XTT ersetzt, da dieses eine lösliche Formazanverbindung bildet und so den Vorteil bietet, dass der zusätzliche Resolubilisierungschritt des MTT-Verfahrens entfällt.

Links:

CID 64965, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Datasheet Thiazolyl Blue, Santa Cruz Biotechnology, CA, USA
Thiazolyl Blau: - Andere Bez. für das Tetrazolium-Salz MTT.
XTT: - Ein auf dem Tetrazolium-Kation basierendes Salz mit der chem. Summenformel C₂₂H₁₇N₇O₁₃S₂ und einer molaren Masse von 651,54 g/mol. Die Verbindung wird meist als Natrium-Salz vertrieben und weist dann die Summenformel C₂₂H₁₆N₇O₁₃S₂ Na und eine molare Masse von 673,52 g/mol auf. Bei Raumtemperatur (RT) bildet das Natrium-Salz des XTT einen Feststoff, der sich in heissem Wasser (ca. 2,5 g/l), DMSO (ca. 3,3 g/l), sowie in Puffer-Lösungen, wie PBS (ca. 3,3 g/l bei pH 7,2) löst. In der CAS-Registrierung ist XTT mit der Nr. 117038-70-7 und das Natrium-Salz mit der Nr. 111072-31-2 gekennzeichnet.
Wie andere Tetrazoliumverbindungen (z.B. TTC, NBT, MTT oder Tetrazoliumviolett) wird XTT bei biol. Methoden und Nachweisverfahren als Redox-Indikator bzw. Redox-Farbstoff eingesetzt, insb. weil sich das Tetrazolium-Kation unter Aufnahme eines Wasserstoffprotons ( H⁺ ) und zwei Elektronen ( 2 e^- ) zu einer farbigen Formazan-Verbindung reduzieren lässt. Dieser Reduktionsvorgang führt beim XTT zu einer orangefarbenen Färbung. XTT wird bspw. in Vitalfärbungen genutzt, um die Stoffwechselaktivität und Proliferation von prokaryotischen und eukaryotischen Zellkulturen nachzuweisen. Im Gegensatz zu anderen, positiv geladenen Tetrazolium-Salzen wird das negativ geladene XTT jedoch nicht und nur in geringem Umfang in die Zellen aufgenommen, sondern die Reduktionsreaktion erfolgt an oder in der Plasmamembran. Auch verläuft die Reaktion nicht sehr effektiv, so dass zur Übertragung der Elektronen meist eine weitere Substanz, wie Phenazinmethosulfat (PMS) oder ein Menachinon zugesetzt wird. Diese Verbindungen nehmen die Elektronen in einem Zwischenschritt auf und geben sie an XTT wieder ab (engl. electron coupling agent), so dass der Elektronentransport erleichtert und die Effizienz der Reduktion gesteigert wird. Dabei bietet XTT den Vorteil, dass die gebildete Formazan-Verbindung wasserlöslich ist und der zusätzliche Schritt zur Lösung des Formazans (Resolubisierung) entfällt.

Links:

CID 14195569, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Datasheet XTT sodium salt, Santa Cruz Biotechnology, CA, USA

Andere Farbstoffe und Indikatorsubstanzen

DAPI: - Akronym für engl. 4,6-DiAmidino-2-PhenylIndole, einem fluoreszenten Farbstoff (Fluorochrom) mit der Summenformel C₁₆H₁₅N₅ und einer molaren Masse von 277,32 g/mol, der in biol. Anwendungen zur Anfärbung von zellulärer DNA verwendet wird. DAPI fluoresziert leuchtend blau (Emissionsmaximum 461 nm), wenn es mit ultraviolettem Licht angeregt wird (Absorptionsmaximum ca. 340 nm in Wasser). Das bei Raumtemperatur einen gelben Feststoff bildende DAPI zersetzt sich bei ca. 330 °C und löst sich gut in Wasser und in DMSO. DAPI bindet an AT-reiche Abschnitte der DNA (Interkalierung) und dient somit zur Anfärbung von DNA, v.a. von sog. DNA-Dichte-Gradienten. Auch RNA wird von dem Farbstoff angefärbt, jedoch in weitaus geringerem Masse als DNA und mit einem abweichenden Emissionsmaximum von 500 nm, so dass i.d.R. die Anwendung auf DNA beschränkt bleibt. DAPI findet auch in der Fluoreszenz-Mikroskopie häufige Verwendung als Fluoreszenzfarbstoff, der insb. bei der Identifikation von Zellen in komplexen Medien wie Boden-, Wasser-, Nahrungsmittelproben oder klinischem Material zum Einsatz kommt.

Links:

CID 2954, PubChem Compound Database, NCBI, USA
DAPI, Wikipedia, dt.
DAPI, Oregon Medical Laser Center, USA
DAPI, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
Acridinorange: - basischer, fluoreszenter Farbstoff (Fluorochrom) mit drei Absorptionsmaxima bei ca. 271, 307 und 431 nm in Ethanol. Dabei zeigt Acridinorange bei einer Anregung mit Licht der Wellenlänge von 400 nm eine orange Fluoreszenz mit einem Emissionsmaximum bei 520 nm. Acridinorange hat die Summenformel C₁₇H₁₉N₃ und entsprechend eine molare Masse von 265,35 g/mol. bei Raumtemperatur bildet der Farbstoff einen orangenen, pulverigen Feststoff, der sich bei ca. 165 °C zersetzt und sich in Wasser und Ethanol löst. Der Farbstoff bindet an Nukleinsäuren und dient daher der Anfärbung von DNA und RNA bei der Gelelektrophorese und bei der Anfärbung von Mikroorganismen in komplexen Medien, wie z.B. in Boden-, Wasser- oder Nahrungsmittelproben. Auch kommt Acridinorange beim Nachweis von Bakterien in Blutausstrichen zum Einsatz, wobei u.U. bessere Ergebnisse als bei der Gramfärbung erzielt werden. Ferner lässt sich Acridinorange verwenden, um RNA von DNA zu unterscheiden, da der DNA-Farbstoffkomplex ein Emissionsspektrum von 525 nm (grün) bei einer Excitation von 502 nm aufweist, während der RNA-Farbstoffkomplex ein Emissionsspektrum von 650 nm (rot) bei einer Anregung von 460 nm besitzt. Zudem reichert sich Acridinorange in sauren Kompartimenten, wie etwa Vakuolen, Lysososmen oder Autophagosomen, an und ändert mit fallendem pH (und zunehmender Protonierung) seine Farbe von gelb über orange zu rot.

Links:

CID 62344, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Acridinorange, Wikipedia, dt.
Acridinorange, Stainsfile.info
Acridine orange, Oregon Medical Laser Center, USA
Acridine Orange, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
Rutheniumrot: - Komplexe Verbindung des Metalles Ruthenium (chem. Symbol Ru, Ordnungszahl 44) mit der Summenformel [Ru₃(O)₂(NH₃)₁₄]Cl₆ × 4 H₂O und einer molaren Masse von 790,39 g/mol (858,42 g/mol). Rutheniumrot, auch als Ruthen-Rot bezeichnet, ist wasserlöslich und hat ein Absorptionsmaximum von 534 nm, färbt also dementsprechend rot. Es wird zur Untersuchung von cytoplasmatischen Calcium-Konzentrationen verwendet, da es mit Calcium bindenden Proteinen interagiert und beispielsweise Calcium-Kanäle der Plasmamembran blockiert. Da die Pektine untereinander Calcium-Ionen-Brücken ausbilden, eignet sich Rutheniumrot auch zur Anfärbung der Pektine von pflanzlichen Zellwänden, wobei insb. die Mittellamelle oder das Kollenchym aufgrund des hohen Pektingehaltes deutlich angefärbt wird. (((Dabei bindet Rutheniumrot selektiv an ?? den intramolekularen Raum zwischen den Carboxylgruppen von Pektinen. Es bindet kaum an Alginsäure-Carboxylgruppen. Der Farbstoff bindet zwischen dem Carboxyl-Sauerstoff eines Galacturonid-Restes und dem Hydroxyl-Sauerstoff eines benachbarten Galacturonides in der Pectat-Kette.)))

Links:

CID 16218584, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Ruthenium Rot, Wikipedia, dt.
Alizarin: - orange-rot färbender Farbstoff aus der Klasse der Anthrachinone (1,2-Dihydroxyanthrachinon), der als natürlich vorkommende Verbindung aus der Wurzel des Färberkrapps Rubia tinctorum gewonnen werden kann. Bis zum Zeitpunkt der synthetischen Herstellung hatte Alizarin daher eine grosse wirtschaftliche Bedeutung bei der Färbung von Textilien. Alizarin hat in Abhängigkeit vom Lösungmittel ein Absorptionmaximum von 567 bis 609 nm und weist entsprechend seiner Summenformel von C₁₄H₈O₄ eine molare Masse von 240,21 g/mol auf. Bei Raumtemperatur bildet Alizarin orangegelbe, kristalline Nadeln, die bei 290 °C schmelzen und sich schlecht in Wasser, jedoch in org. Lösungsmitteln lösen. Durch Komplexierung mit Metalloxiden oder -salzen werden aus Alizarin die sog. Krapplacke dargestellt, die als Pigmente in zahlreichen Farbanwendungen eingesetzt werden. Bei der Textilfärbung kann Alizarin nur als sog. Beizenfarbstoff verwendet werden, da zur Haftung auf der Faser die Stoffe erst mit schwefelsaurer Tonerde oder anderen Beizmitteln vorbehandelt werden müssen (s.a. Farbstoff). Alizarin kann aufgrund seiner halochromen Eigenschaften auch als pH-Wert Indikator verwendet werden, wobei es bei einem pH von 4,5 bis 6,0 von gelb nach rot und bei einem pH von 10 bis 12 von rot nach violett umschlägt. In biol. Färbungen ist Alizarin weniger verbreitet, jedoch werden homologe Verbindungen wie das einfach sulfonisierte Alizarinrot S zur leuchtend roten Anfärbung und damit auch als Nachweis von Calciumablagerungen z.B. im Nervengewebe eingesetzt. Ferner existieren weitere Derivate des Alizarins, die als pH-Wert Indikatoren oder Farbstoffe verwendet werden, jedoch sind einige als Alizarin bezeichnete Verbindungen (z.B. das Alizaringelb R) chem. nicht mit dem Alizarin verwandt sondern tragen die Bezeichnung Alizarin nur aufgrund der Farbähnlichkeit.

Links:

CID 6293, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Alizarin, Wikipedia, dt.
Alizarin, Stainsfile.info
Alizarinrot S: - leuchtend rot färbender Farbstoff aus der Klasse der Anthrachinone, der durch Bindung einer Sulfon-Gruppe synthetisch aus dem Alizarin hergestellt werden kann. Das Alizarinrot S weist die chem. Summenformel C₁₄H₇O₇SNa und eine molare Masse von 342,26 g/mol auf. Das Absorptionsmaximum liegt bei 550-590 nm. In biol. Färbungen wird Alizarinrot S zum Nachweis von Calciumablagerungen z.B. im Nervengewebe eingesetzt.

Links:

CID 3955344, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Alizarinrot S, Mikroskopische Färbemethoden, Armin Eisner
Alizarin Red S, Stainsfile.info
Fura-2: - Fura-2 ist ein in Wasser und DMSO löslicher, fluoreszierender Indikator mit einer molaren Masse von 641.53 g/mol, der mit freien Ca²⁺-Ionen Chelatkomplexe bildet und daher zum Nachweis intrazellulärer Calciumkonzentrationen eingesetzt wird. Chemisch betrachtet ist Fura-2 eine Polyaminocarbonsäure, wobei verschiedene Derivate mit unterschiedlichen Seitenketten existieren, die sich dementsprechend auch in ihrer molaren Masse unterscheiden. Das Absorptionsmaximum liegt im ungebundenen Zustand bei 363 nm, während bei voller Calciumbindung das Absorptionsmaximum zu einer Wellenlänge von 335 nm wechselt (hypsochromer Effekt). Das Emissionsmaximum liegt sowohl im ungebundenen Zustand als auch bei voller Calciumsättigung bei ca. 505-510 nm. Es existieren weitere Varianten des Farbstoffs, wie Fura-1 und Fura-3 oder das membrangängige Acetomethoxy-Ester-Derivat des Fura-2, Fura-2AM. Bei letzterem wird nach Aufnahme in die Zelle die Acetomethoxy-Gruppe mittels unspezifischer Esterasen hydrolytisch abgespalten und dadurch der Fluorochrom im Cytosol der Zelle gehalten.

Links:

CID 57054, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Fura-2, Wikipedia, dt.
Fura-2, Datenblatt, Biochemicaldirect, UK
Fura-2, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
Indo-1: - Indo-1 ist ähnlich wie Fura-2 eine fluoreszierende Polyaminocarbonsäure, die zum Nachweis von Calcium-Ionen eingesetzt wird. Mit der Summenformel C₃₂H₃₁N₃O₃₂ besitzt die Substanz eine molare Masse von 649,6 g/mol und das Kaliumsalz ist gut löslich in Wasser. Im Unterschied zu Fura-2 weist Indo-1 bei Excitationsmaxima von 224 und 330 nm unterschiedliche Emissionsmaxima in Abhängigkeit von gebundenen Calcium-Ionen auf. So tritt in Calcium freien Medium ein Emissionmaximum von ca. 475 nm auf, während sich bei Anwesenheit von Calcium das Emissionmaximum nach ca. 400 nm verschiebt. Analog dem Fura-2AM existiert auch eine, als Indo-1AM bezeichnete, Acetomethoxy-Variante des Indo-1. Dieses passiert leichter biol. Membranen und die Abspaltung der Acetomethoxy-Gruppe mittels zelleigener, unspezifischer Esterasen führt zur Retention des Indikators in der Zelle.

Links:

CID 105060, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Indo-1, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
Calcofluor white: - Fluoreszenzfarbstoff mit einer molaren Masse von 916.98176 g/mol und einem Absorptionsmaximum von 355 nm und ein Emissionsmaximum von 433 nm in 0,1 M Phosphat-Puffer bei pH 7. Andere Bezeichnungen für Calcofluor white sind C.I. Fluorescent Brightening Agent 28 oder Tinopal. Calcofluor white bindet an Cellulose und Chitin und wird daher zur Anfärbung von Pilzen, insb. zum Nachweis von Candida albicans, aber auch zum Aufhellen von Cellulose benutzt. Somit lassen sich mit Calcofluor white pflanzliche Zellwände, Papier oder andere Stoffe wie Polyamide, Detergentien und Seifen fluorescent aufhellen.

Links:

CID 6108780, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Calcofluor white, Wikipedia, en.
Gohel, V., Vyas, P., Chhatpar, H.S. (2005) 'Activity staining method of chitinase on chitin agar plate through polyacrylamide gel electrophoresis.', J. Afr. Biotechnol., 4(1), 87-90, DOI: 10.5897/AJB2005.000-3015
Phloroglucin: - Phloroglucin ist die Trivialbezeichnung für 1,3,5-Trihydroxybenzol, also einem dreiwertigen Phenol und hat eine molare Masse von 126,11 g/mol. Phloroglucin ist leicht löslich in Alkohol und Ether und ist lichtempfindlich. Als salzsaure Lösung wird Phloroglucin zum Lignin-Nachweis verwendet, wobei eine Rotfärbung auftritt, die auf die Reaktion des im Lignin enthaltenen Coniferylaldehyds mit dem Phloroglucin zurückzuführen ist.

Links:

CID 359, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Phloroglucin, Wikipedia, dt.
Picrinsäure: - Picrinsäure (engl. Picric acid) ist die Trivialbezeichnung für 2,4,6-Trinitrophenol, abgk. TNP, ein gelber Farbstoff mit einer molaren Masse von 229.114 g/mol und einem Absorptionsmaximum von 354-360 nm. Picrinsäure ist schwerlöslich in Wasser und leicht löslich in Ethanol oder Benzol. Im getrockneten Zustand ist die Pikrinsäure explosiv und wurde daher als Sprengstoff militärisch verwendet. In wässriger oder alkoholischer Lösung ist es jedoch ungefährlich und wird als Farbstoff bei histologischen Anfärbungen verwendet, z.B. in der van Giesson-Färbung.

Links:

CID 6954, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Pikrinsäure, Wikipedia, dt.
Pikrinsäure: - andere Schreibweise für Picrinsäure
Astrablau: - Astrablau ist ein wasserlöslicher, blauer Phthalocyanin-Farbstoff mit einem zentralen Kupferatom und einem Absorptionsmaximum von 606 nm. Mit einer Summenformel von C₄₇H₅₂CuN₁₄O₆S₃ besitzt Astrablau eine molare Masse von 1068,75 g/mol. Der Farbstoff bildet bei Raumtemperatur einen Feststoff, der sich gut in Wasser löst (150 g/l bei RT). In der Pflanzenanatomie wird Astrablau zur Anfärbung der unverholzten Bestandteile von pflanzlichen Zellwänden verwendet, wobei es insb. saure Mucopolysaccharide anfärbt. Astrablau ist auch eine Komponente der FCA-Färbung, die ebenfalls zur Anfärbung von Pflanzenpräparaten verwendet wird. Ferner kommt Astrablau in der Pathologie und Zellbiologie zur Anfärbung von Tumor gewebe, sowie zur Differenzierung von Mastzellen in der Schleimhaut (Mucosa) und im Bindegewebe zum Einsatz.

Links:

Astrablau, Wikipedia, dt.
Hämatoxylin: - Hämatoxylin ist ein Inhaltsstoff des Blauholzes (Haematoxylon campechianum), einer aus Amerika stammenden Pflanzenart, sowie verwandter Arten. Es hat eine molare Masse von 302,28 g/mol und wird als Farbstoff insb. in der Histologie verwendet, häufig in Kombination mit anderen Farbstoffen, wie z.B. bei der Hämatoxylin-Eosin-Färbung oder der van Giesson-Färbung. Dabei ist Hämatoxylin eigentlich nahezu farblos, es muss zur Verwendung als Farbstoff erst aufgearbeitet werden. Dazu wird Hämatoxylin durch Luftsauerstoff oder Zugabe von Kaliumpermanganat (K₂MnO₄), Wasserstoffperoxid (H₂O₂) oder Iod (I₂) oxidiert. Das dabei enstehende ockerbraune Hämatein wird nun durch Zugabe von mehrwertigen Metallatomen unter Chelatbildung komplexiert. Dabei entstehen bei Zugabe von Alaunen sogenannte Hämalaune. Diese basischen Metall-Hämatein-Komplexe stellen nun den eigentlichen dunkelblau-violett färbenden Farbstoff dar. Bei der Gewebe-Anfärbung reagieren diese Metall-Komplexe mit sauren, anionischen Gruppen, wie z.B. den Phosphatgruppen der Nukleinsäuren, so dass z.B. die Zellkerne in der Hämatoxylin-Eosin-Färbung intensiv dunkelviolett gefärbt erscheinen. Dabei lässt sich die Intensität der Färbung bzw. die Spezifität der angefärbten Zellstrukturen durch den pH-Wert beeinflussen. So werden bei einem pH von über 4,5 zahlreiche Zellstrukturen angefärbt, während bei einem niedrigen pH von 2-3 v.a. die Zellkerne angefärbt werden.

Links:

CID 10603, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Haematoxylin, Wikipedia, dt.
Haematoxylin, Stainsfile.info
Ninhydrin: - Farbstoff zur Anfärbung von Aminosäuren. Die Hydroxy-Gruppen des Ninhydrins reagieren dabei unter Wasserabgabe mit der Amino-Gruppe einer Aminosäure. Durch Abspaltung des org. Restes der Aminosäure und Reaktion mit einem weiteren Ninhydrin Molekül entsteht eine Schiff'sche Base (s. Imine), die als blauvioletter Farbstoff sichtbar wird.

Links:

CID , PubChem Compound Database, NCBI, USA
Ninhydrin, Wikipedia, dt.
Kresylviolett: - Blau-violett färbender Phenoxazin farbstoff, der auch als Fluoreszenzfarbstoff (Fluorochrom) verwendet werden kann. Kresylviolett, auch als Kresylechtviolett oder engl. cresyl violet bekannt, hat als Chlorid die Summenformel C₁₉H₁₈ClN₃O und eine molare Masse von 339,82 g/mol. Es existieren verschiedene Formen des Farbstoffs, v.a. das Acetatsalz oder das Perchlorat sind in der Anwendung aufgrund der besseren Löslichkeit verbreitet. Das Perchlorat besitzt zwei Absorptionsmaxima bei 320 und 603 nm und ein Emissionsmaximum bei 622 nm (rot) in Ethanol, wenn es mit Licht der Wellenlänge 540 nm angeregt wird. Bei biol. Färbungen wird Kresylviolett v.a. bei der Nissl-Färbung verwendet, bei der u.U. auch die Fluoreszenz-Eigenschaften genutzt werden.

Links:

CID 29092, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Cresyl Violet Perchlorate, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
Cresyl violet perchlorate, Oregon Medical Laser Center, USA
Powers, M., Clark, G. (1955) 'An evaluation of Cresyl Echt Violet acetate as a Nissl stain.', Biotech. Histochem., 30(2), 83-88, DOI: 10.3109/10520295509113749
Cresylviolett: - andere Schreibweise für Kresylviolett
Orcein: - Ein Gemisch aus mind. 14 einzelnen, auf Phenoxazin basierenden Verbindungen, das als rot bis blauviolett färbender Farbstoff verwendet wird. Orcein wird durch alkoholische Extraktion aus einem als Orseille bezeichneten Grundstoff gewonnen, der wiederum aus Rocella, einem zu den Lichenes (Flechten) zählenden Organismus hergestellt wird. Bei Raumtemperatur bildet Orcein ein braunrotes, kristallines Pulver, das sich in Ethanol, Aceton und Eisessig mit roter Farbe und in wässrigen, alkalischen Lösungen mit blauvioletter Farbe löst. In Wasser, Chloroform, Benzol und Ether ist Orcein nahezu unlöslich. Von der Antike bis in die Neuzeit diente Orcein als Färbemittel für Stoffe, wie z.B. Wolle, verwendet. Allerdings sind die auf Orcein basierenden Textilfärbungen nicht beständig, d.h. unter Lichteinwirkung verblassen sie recht schnell und sind v.a. nicht waschecht.
In der Biologie bzw. Histologie wurde Orcein 1980 als sog. Kernfarbstoff durch Paul Gerson Unna eingeführt. So werden in mikroskopischen Zell- oder Gewebepräparaten die Zellkerne und insb. die Chromosomen durch in Natriumcarbonatlösung gelöstem Orcein blauviolett eingefärbt.
Lucifer Yellow: - Fluoreszenzfarbstoff (Fluorochrom) mit Absorptionsmaxima bei 230, 279 und 428 nm und einem Emissionsmaximum von 538 nm in Wasser bei einer Excitation von 380 nm. Als wasserlösliches Dilithiumsalz hat Lucifer Yellow eine Summenformel von C₁₃H₁₀Li₂N₄O₉S₂ und weist eine molare Masse von 444,25 g/mol auf. Es existieren weitere wasserlösliche Salze, wie die Kalium- oder Ammoniumsalze, die je nach Anwendung bessere Ergebnisse erzielen. Das Dikaliumsalz bildet bei Raumtemperatur einen orangen Feststoff. Der Farbstoff wurde 1978 von W.W. Stewart beim amerikanischen National Institute of Health (NIH) entwickelt und patentiert. Chemisch zeichnet sich das Lucifer Yellow Molekül durch eine Carbohydrazid-Gruppe aus, an die andere Moleküle gekoppelt werden können, bspw. durch eine Aldehyd-Fixierung mit Formaldehyd oder Glutaraldehyd. Aufgrund dieser Carbohydrazid-Gruppe, die mit CH abgekürzt wird, findet sich auch häufig die Bez. Lucifer Yellow CH, die mit LYCH abgekürzt wird. Lucifer Yellow wird insb. in der Neurologie als sog. engl. tracer-Substanz zur Anfärbung von Nervenzellen und ihrer synaptischen Verbindungen verwendet, findet aber auch Anwendung in anderen Disziplinen, wie z.B. der Botanik, wo es zur Unterscheidung von apoplastischem und symplastischem Transport eingesetzt werden kann. Ein Vorteil des Farbstoffs ist seine Hydrophilität, die zwar einerseits die Aufnahme über die Plasmamembran verhindert, aber andererseits den Verbleib des Fluorochroms in der Zelle gewährleistet. Ferner reagiert LYCH nicht toxisch und interferiert nur in geringem Masse mit zellulären Prozessen. In Nervengewebe breitet sich der Farbstoff über die als gap junctions bez. Zell-Zell-Verbindungen aus, was als Farbstoff-Koppelung bezeichnet wird und u.a. zum Nachweis der elek. Koppelung (elek. Synapsen) von Neuronen dient. Bei elektrophysiologischen Untersuchungen (z.B. engl. patch-clamp) wird Lucifer Yellow über Micropipetten direkt in die zu untersuchenden Zellen eingebracht, andere Techniken zur Einbringung des Fluorochroms verwenden die Elektroporation, bei der ein äusseres elektrisches Feld angelegt wird, das die kurzzeitige Aufnahme von hydrophilen Substanzen über die Membran erlaubt. Eine weitere Methode ist die direkte Einbringung mittels mech. Verletzung (z.B. durch "Anritzen") der anzufärbenden Zellen oder ballistische Methoden, bei denen Zellen mit kleinsten (ca. 1 μm Durchmesser), mit dem Farbstoff 'beladenen' Partikeln aus Gold oder Wolfram beschossen werden.

Links:

CID 93368, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Lucifer Yellow CH, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
Lucifer Yellow CH, Oregon Medical Laser Center, USA
Stewart, W.W. (1978) 'Functional connections between cells as revealed by dye-coupling with a highly fluorescent naphthalimide tracer.', Cell, 14(3), 741-759, DOI: 10.1016/0092-8674(78)90256-8
Bederska, M., Borucki, W., Znojek E. (2012) 'Movement of fluorescent dyes Lucifer Yellow (LYCH) and carboxyfluorescein (CF) in Medicago truncatula Gaertn. roots and root nodules.', Symbiosis, 58(1-3), 183-190, DOI: 10.1007/s13199-013-0221-7
Hanani, M. (2012) 'Lucifer yellow - an angel rather than the devil.', J. Cell. Mol. Med., 16(1), 22-31, DOI: 10.1111/j.1582-4934.2011.01378.x
FM^®: - Gruppe von proprietären, amphiphilen, Styren basierten Fluoreszenzfarbstoffen (Fluorochrome), die zur Anfärbung biol. Membranen in der Fluoreszenz- und Konfokalmikroskopie eingesetzt werden. Die FM-Farbstoffe sind nicht toxisch und ihre Fähigkeit Membranen selektiv anzufärben rührt daher, dass die FM-Farbstoffe nur fluoreszieren, wenn sie sich in einer hydrophoben (bzw. lipophilen) Umgebung befinden, wie sie die Phospholipide von zellulären Membranen darstellen (solvatochromer Effekt). So nimmt man an, dass die FM-Farbstoffe die Membranen nicht passieren, sondern in eine der Lipidschichten (engl. leaflet) des Membran-Bilayers mit ihrem aliphatischen Anteil inserieren, während der hydrophile Guanidinium-Teil des Moleküls dieses an der Oberfläche der Lipidschicht "verankert". Durch die membrandynamischen Prozesse werden die Farbstoffmoleküle sukzessive in der Zelle verteilt, wobei zur Aufnahme des Fluorochroms insb. endocytotische Vorgänge entscheidend sind. So werden die FM-Farbstoffe besonders zur Erforschung der Endo- und Exocytose, Membran-Recycling und intrazellulärem Vesikel-Transport (engl. vesicle shuttling), sowohl in tierischen wie auch pflanzlichen Zellen, eingesetzt. Der Name dieser Farbstoffe leitet sich von dem Entwickler Fei Mao ab, der diese Substanzen zusammen mit der US-amerikanischen Firma MolecularProbes aus einer als DASPMI (Akr. für engl. dimethylaminostyrylmethylpyridiniumiodine) bezeichneten Vorläuferverbindung entwickelte. Es existieren verschiedene Varianten, die sich u.a. im Anteil ihrer aliphatischen Gruppen und/oder der Anzahl der chromophoren Styryl-Gruppen unterscheiden. Eine Variante ist das FM4-64, das eine Summenformel von C₃₀H₄₅N₃Br₂ hat und entsprechend eine molare Masse von 607,51 g/mol aufweist. FM4-64 löst sich gut in DMSO und in geringem Masse auch in Wasser. Das Excitationsmaximum von FM4-64 liegt bei 515 nm, während das Emissionsmaximum in Abhängigkeit vom Lösungmittel bzw. des angefärbten Zelltyps variiert und in CHAPS-Micellen bei 760 nm, in BY2-Zellen (kultivierte Tabakzellen) jedoch bei 670 nm liegt. Durch die Anwendung von FM4-64 auf Pflanzenzellen konnte gezeigt werden, dass der Farbstoff gut sowohl von Zellwand-freien Protoplasten, wie auch von regulären, von einer Zellwand umgebenen Zellen aufgenommen wird und zu einer deutlichen Anfärbung der Plasmamembran, des Tonoplasten (Vakuolenmembran), der Membranen des Golgi-Apparates und von prevakuolären Vesikeln (abgk. PVC für engl. pre-vacuolar vesicle) führt, während die Membranen des Endoplasmatischen Retikulums und der Kernhülle ungefärbt bleiben. Eine andere, häufig verwendete Variante, ist das FM1-43 mit einer Summenformel von C₃₀H₄₉N₃Br₂, einer molaren Masse von 611,55 g/mol und ähnlichen Lösungseigenschaften wie FM4-64. Das FM1-43 besitzt ein Excitationsmaximum von 510 nm und das Emissionsmaximum liegt bei 626 nm in Methanol, bzw. bei 473 nm für die Excitation und 579 nm für das Emissionsmaximum in CHAPS-Micellen.

Links:

CID 6508724, FM1-43, PubChem Compound Database, NCBI, USA
FM1-43, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
FM4-64, Fluorophores.org, TU Graz, Austria
FM® Lipophilic Styryl Dyes , Product Information, Invitrogen, Eugene, OR, USA
S. Bolte, S., Talbot, C., Boutte, Y., Catrice, O., Read, N.D., Satiat-Jeunemaitre, B. (2004) 'FM-dyes as experimental probes for dissecting vesicle trafficking in living plant cells.', J. Microsc., 214(2), 159-173, DOI: 10.1111/j.0022-2720.2004.01348.x
Gaffield, M.A., Betz, W.J. (2006) 'Imaging synaptic vesicle exocytosis and endocytosis with FM dyes.', Nature Protocols, 1(6), 2916-2921, DOI: 10.1038/nprot.2006.476
Indigo: - blau färbender Farbstoff mit einem Absorptionsmaximum von ca. 613 nm. Daneben existieren noch Absorptionsmaxima im UV-Bereich bei ca. 240 nm (Nebenmaximum) und ca. 280 nm (Hauptmaximum). Indigo, im angelsächsischen Sprachraum auch als Indigotin bekannt, besitzt die Summenformel C₁₆H₁₀N₂O₂ und hat entsprechend eine molare Masse von 262,27 g/mol. Bei Raumtemperatur bildet Indigo einen blauen, bronzeschimmernden, kristallinen Feststoff, der bei 300 °C schmilzt und sich bei weiterer Erhitzung zersetzt. In Wasser und Ethanol ist reiner Indigo unlöslich, er löst sich jedoch in Eisessig oder DMSO. Indigo ist ein pflanzlicher Farbstoff, der in seiner natürlichen Form als Glucosid Indican vorliegt, das aus der Indigopflanze Indigofera oder dem Färberwaid Isatis tinctoria gewonnen wird. Durch enzymatische oder saure Hydrolyse wird das Indican zum gelbfarbenen Indoxyl (3-Hydroxyindol, auch Leuko-Indigo) und Glucose gespalten, welches durch Oxidation an der Luft zu Indigo dimerisiert. Damit das wasserunlösliche Indigo zur Anfärbung von Textilien verwendet werden kann, muss es zunächst zu einer hellgelben, als Indig(o)weiss bezeichneten Dihydroxyform reduziert werden (z.B. mittels Dithionit Na₂S₂O₄). Das wasserlösliche Indigweiss zieht auf die Fasern auf und die anschliessende Rückoxidation zum Indigo erzielt den blauen Farbton. Aufgrund dieser Verfahrensweise wird Indigo als "Küpenfarbstoff" bezeichnet, da in früherer Zeit die Reaktionsgefässe zur Reduktion des Farbstoffs "Küpen" genannt wurden. Indigo gilt als einer der ältesten bekannten Farbstoffe, der schon in 4000 Jahre alten, ägyptischen Mumientüchern nachgewiesen wurde. Eine Alkalischmelze von Indigo führte 1844 zur Entdeckung des Anilins durch Fritzsche, die Konstitution des Indigos wurde jedoch erst 1883 von Baeyer aufgeklärt. Industriell wird Indigo aus Anilin oder Anthranilsäure und Chloressigsäure synthetisiert. Neben der immer noch bedeutenden Verwendung als Textilfarbstoff (z.B. zur Färbung der bekannten 'blue-jeans') wird Indigo auch als Lebensmittelfarbstoff mit der EU-Kennzeichnung E132 eingesetzt. Durch Funktionalisierung mit verschiedenen Substituenten lässt sich aus Indigo eine Reihe weiterer Farbstoffe darstellen, so etwa das dibromierte Indigo (6,6'-Dibromoindigo), das als sog. antiker Purpur (engl. Tyrian, imperial oder royal purple) bekannt ist, und als Naturstoff schon in antiker Zeit im Mittelmeerraum aus marinen Schnecken (Gastropoda) der Familie der Muricidae gewonnen wurde (z.B. aus Bolinus brandaris). Eine andere Variante, das 5,5' disulfonierte Indigokarmin, findet auch in biol. oder med. Färbungen Verwendung. So z.B. als Gegenfärbung zu Zellkernfärbungen oder zur Anfärbung von Kollagen, z.B. in der van Giesson-Färbung.

Links:

CID 5318432, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Indigo, Wikipedia, dt.
Indigo Carmine, Stainsfile.info
Chemistry of Textiles: Dyeing Fibres, The University of the West Indies at Mona, Jamaica
Ageladin A: - Brom-haltiger Fluoreszenzfarbstoff (Fluorochrom), der aus marinen Porifera (Schwämme) der Gattung Agelas, insb. Agelas nakamurai, isoliert werden kann. Der Farbstoff hat die chem. Summenformel C₁₀H₇N₅Br₂ und weist entsprechend eine molare Masse von 357,00 g/mol auf. Biochemisch wird Ageladin A aufgrund der vorhandenen heterocyclischen Ringstrukturen und dem basischen Charakter als Pyrrol-Imidazol Alkaloid klassifiziert. In den Schwämmen dient die Substanz wahrscheinlich als chem. Abwehrstoff und Frassschutz gegenüber Fischen. Ferner konnte eine Inhibition von Matrix-Metallo-Proteinasen (abgk. MMP), anti-angiogenetische und antibiotische Wirkungen nachgewiesen werden. Das Anregungsspektrum (engl. excitation spectrum) des Fluorochroms liegt im Bereich des UV-Spektrums und reicht von einer Wellenlänge von 325 nm bis zu einer Wellenlänge von 415 nm mit einem Maximum bei ~370 nm. Das Maximum des Emissionsspektrum liegt im Bereich des sichtbaren Lichts bei ca. 415 nm (blau), das Spektrum reicht bei abnehmenden Emissionsintensitäten jedoch bis zu einer Wellenlänge von 500 nm (grün). Die Intensität der Fluoreszenz ist abhängig vom pH-Wert, so dass Ageladin A als pH-Indikator im pH-Bereich pH 4-9 verwendet werden kann. Dabei ist die Intensität des emittierten Lichts bei pH 4 am grössten und nimmt in Richtung pH 9 ab; die grössten Intensitätsschwankungen treten im Bereich zwischen pH 6 und 7 auf. Zudem ist Ageladin A aufgrund der beiden Brom-Gruppen i.d.L. biologische Membranen zu passieren. Aufgrund dieser Eigenschaften kann Ageladin A als Vitalfarbstoff zur Anfärbung lebender und insb. transparenter Organismen verwendet werden und dabei als Sensor für intrazelluläre pH-Wertänderungen oder als Indikator für Zellen mit stark abweichendem, sauren pH fungieren.

Links und Literatur:

CID 10089677, PubChem Compound Database, NCBI, USA
Fujita, M., Nakao, Y., Matsunaga, S., Seiki, M., Itoh, Y., Yamashita, J., Van Soest, R.W., Fusetani, N. (2003) 'Ageladine A: an antiangiogenic matrixmetalloproteinase inhibitor from the marine sponge Agelas nakamurai.', J. Am. Chem. Soc., 125(51),15700-157001, DOI: 10.1021/ja038025w

Bickmeyer, U., Grube, A., Klings, K.-W., Köck, M. (2008) 'Ageladine A, a pyrrole–imidazole alkaloid from marine sponges, is a pH sensitive membrane permeable dye.', Biochem. Biophys. Res. Commun., 373, 419-422, DOI: 10.1016/j.bbrc.2008.06.056
GFP: - Akronym für engl. green fluorescent protein, dt. grün fluoreszierendes Protein.
YFP: - Akronym für engl. yellow fluorescent protein, dt. gelb fluoreszierendes Protein, einer gelb fluoreszierenden Variante des GFP's.
yellow chameleon: - Bezeichnung für ein spezielles Fusionsprotein, das aus einer blau oder cyan fluoreszierenden Mutante des GFP, Calmodulin, dem Calmodulin-bindenden Peptid M13 und einer weiteren grün oder gelb fluoreszierenden Mutante des GFP's, wie z.B. EGFP (enhanced GFP) oder im Falle des yellow chameleons EYFP (enhanced YFP) besteht. Solche Konstrukte werden in genetisch transformierten Organismen (GMO) verwendet, um intrazelluläre Calcium-Konzentrationen zu lokalisieren und zu quantifizieren. Bindet Calmodulin des Yellow Cameleon's an Ca²⁺ ändert sich die Konformation des Proteins dergestalt, dass sich Calmodulin um die M13-Domäne "wickelt" und so das blau o. cyan fluoreszierende Protein in räumliche Nähe zu dem grün bzw. gelb fluoreszierenden Protein gebracht wird, was dazu führt, das bei Anregung des blau oder cyan fluoreszierenden Proteins es durch FRET zur Anregung des grün bzw. gelb fluoreszierenden Proteins kommt. Dieser Wechsel in der Emmissionswellenlänge lässt sich nicht nur beobachten, sondern auch quantifizieren, was Aussagen über intrazelluläre Calcium-Konzentrationen zulässt. Die Bezeichnung und Erfindung der Chameleon-Proteine geht auf den für seine Arbeiten über GFP mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Forscher R.F. Tsien zurück.

Links und Literatur:

Nature, Miyawaki, A., Llopis, J. Heim, R., McCaffery, J.M., Adams, J.A., Ikura, M., Tsien, R.Y. (1997) 'Fluorescent indicators for Ca²⁺ based on green fluorescent proteins and calmodulin.', Nature, 388, 882-887
Kovac's Reagenz: - Lösung aus Dimethylaminobenzaldehyd (abgk. DMAB o. DMABA), Salzsäure (HCl) und einem Alkohol, die zum Nachweis von Indol in der sog. Indol-Probe verwendet wird. Das Kovac Reagenz basiert auf dem sog. Ehrlich Reagenz, das aus einer Lösung von DMABA und HCl besteht. Eine abgewandelte Form des Ehrlich Reagenz, die als 'Ehrlich's Rosindol Reagenz' bezeichnet wird, enthält zusätzlich Ethanol. Das Kovac Reagenz unterscheidet sich von dem Ehrlich Rosindol Reagenz in der Art des verwendeten Alkohols, da im Kovac Reagenz Isoamylalkohol (3-Methyl-1-Pentanol), Amylalkohol oder 1-Butanol verwendet wird. Die exakte Zusammensetzung der Lösung variiert je nach Anwendung, meist wird der Alkohol zu einem Anteil von ca. 3/4 des Volumens mit einem Anteil von 1/4 konz. HCl angesetzt, in dem ca. 3 g Dimethylaminobenzaldehyd (entspricht einer Konzentration von ca. 0,2 M) gelöst werden. Bei der Indol-Probe reagiert das DMAB mit dem Indol zu einem leuchtend roten, Rosindol genannten Farbstoff, der mit dem Alkohol einen Komplex bildet und sich an der Oberfläche der Lösung absetzt.
Links:

IMViC Test, Protokoll J des mikrobiologischen Praktikums, T. Linder, Universität Bonn, Germany
Ehrlich's Reagenz: - Lösung aus Dimethylaminobenzaldehyd (abgk. DMAB o. DMABA) und Salzsäure (HCl), die zum allg. Nachweis von Amino-Gruppen, Pyrrol oder Indol und abgeleiteten Verbindungen verwendet wird. Der Nachweis beruht auf der Reaktion des DMAB mit den nachzuweisenden Verbindungen zu einem pinken bis roten färbenden Farbstoff. So entsteht im Falle des Indols bspw. der Farbstoff Rosindol. Die Lösung geht auf den dt. Mediziner und Forscher Paul Ehrlich zurück, der DMAB zur Untersuchung der Inhaltsstoffe des menschlichen Urins einsetzte und seine Ergebnisse 1901 erstmals veröffentlichte. Das 'Ehrlich Reagenz' aus DMAB und HCl wird in der Urologie verwendet, um Urobilinogen (oder auch Porphobilinogen) im Urin nachzuweisen. Eine abgewandelte Form dieses Testes ist der sog. Watson- bzw. Watson-Schwarz-Test, bei dem die Reaktion des Ehrlich Reagenz mittels Natriumacetat abgestoppt wird, um unspezifische Reaktionen der Salzsäure zu unterbinden. Im sog. Kovac Reagenz wird statt des Ethanols des 'Ehrlich Rosindol Reagenz' Isoamylalkohol (3-Methyl-1-Pentanol), Amylalkohol (1-Pentanol) oder 1-Butanol verwendet. Das Kovac Reagenz wird vorwiegend in der Mikrobiologie zum Nachweis von Indol eingesetzt.
Anzumerken ist, dass die in der Literatur beschriebene Zusammensetzung und Bezeichnung des 'Ehrlich Reagenz' je nach Publikation variiert: Bspw. wird in älteren Publikationen die Zusammensetzung aus DMAB und Salzsäure auch 'Ehrlich's Aldehyd Reagenz' genannt und und eine abgewandelte Form des Ehrlich Reagenz, die zusätzlich Ethanol enthält, wird als 'Ehrlich's Rosindol Reagenz' bezeichnet. In jüngeren Publikationen wird 'Ehrlich's Rosindol Reagenz', also die Lösung aus 'Ehrlich Reagenz' und Ethanol, auch 'Ehrlich's Reagenz' oder 'Ehrlich's Lösung' genannt, tlw. wird das isolierte DMAB bereits als 'Ehrlich's Reagenz' bezeichnet.
Links und Literatur:

Ehrlich, P. (1901) ' Ueber die Dimethylamidobenzaldehydreaction', Die medicinische Woche und balneologische Centralzeitung, 151-153, PDF Download innerhalb der Gesamtliste der Publikationen von Paul Ehrlich am Paul-Ehrlich-Institut (PEI), Langen, Germany
Luminol: -
Bicinchonininsäure: - Trivialname für eine IUPAC-konform als 2-(4-Carboxychinolin-2-yl)chinolin-4-carbonsäure bezeichnete Verbindung, die v.a. als Reagenz zum Nachweis von Proteinen im sog. BCA-Test verwendet wird. Die Bicinchonininsäure wird meist mit BCA für engl. bicinchoninic acid abgekürzt. Sie weist die chem. Summenformel C₂₀H₁₂N₂O₄ und eine molare Masse von 344,24 g/mol auf.
In der CAS-Registrierung wird die Substanz mit der Nr. 1245-13-2 gekennzeichnet.

Links:

CID 71068, PubChem Compound Database, NCBI, USA
BCA: - Akronym für engl. bicinchoninic acid, dt. Bicinchonininsäure, Bestandteil des BCA-Tests

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Letzte Aktualisierung: 12.11.23

- Methodik -Teil 4 des Glossars cytologischer, biochemischer und mikrobiologischer Fachbegriffe

Allgemeine Fachbegriffe, Färbe- und Nachweismethoden

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Teil 4 des Glossars cytologischer, biochemischer und mikrobiologischer Fachbegriffe