Calcein


Calcein

Strukturformel
Struktur von Calcein
Allgemeines
Name Calcein
Andere Namen
  • Fluorexon
  • Fluorescein-Komplexon
  • Fluorescein- 2,7-bis(methyleniminodiessigsäure)
  • 2,7-Bis((N,N-bis(carboxymethy) amino)methyl)fluorescein
  • Oftascein (INN)
Summenformel C30H26N2O13
CAS-Nummer 1461-15-0
PubChem 65079
Kurzbeschreibung

orangefarbenes Pulver [1]

Eigenschaften
Molare Masse 622,51 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Löslichkeit
  • löslich in Wasser und Säuren mit gelber, in Laugen mit orange bis rosa Farbe [1]
  • mäßig löslich in Wasser (4 g·l−1 bei 20 °C)[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Calcein, auch bekannt unter dem Namen Fluorexon, ist ein Fluorescein-Derivat und ein Fluoreszenzfarbstoff mit einem Anregungsmaximum bei 495 nm (Excitation) und einem Abstrahlungsmaximum (Emissionsmaximum) von 515 nm (bei einem von pH-Wert 9,0).[4] Eine Konzentration oberhalb von 0,1 mol/l führt zur Fluoreszenzlöschung.

Anwendungen

Komplexometrie

Calcein wird in der Komplexometrie als Indikator bei Titrationen von Calciumionen mit EDTA und für fluorometrische Bestimmungen von Calcium verwendet.

Zellbiologie

Der bis-Acetoxymethylester von Calcein, Calcein-AM (AM = Acetoxymethylester), wird in der Zellbiologie verwendet. Es wird zum Test der Zellviabilität (Zelladhäsion, Chemotaxis) und für die kurzzeitige Markierung lebender Zellen verwendet.

Calcein-AM kann durch die Zellmembran hindurch in lebende Zellen transportiert werden. Die Acetoxymethyl-Gruppe maskiert den Molekülteil, der in der Lage ist Calcium zu chelatisieren. Nach dem Transport in die Zelle wird die Acetoxymethylgruppe unspezifisch enzymatisch durch Esterasen abgespalten[5], und in Calcein umgewandelt. Dieses ist dann in der Lage, Calciumionen innerhalb der Zelle zu binden (zu komplexieren), was in einer starken, grünen Fluoreszenz resultiert. Calcein ist kaum cytotoxisch, da es vitale Zellprozesse wie beispielsweise die Zellteilung nicht beeinflusst. Der Komplex verbleibt dabei in der Zelle, da er die Zellmembran nicht selbst passieren kann. Jedoch verfügen viele Zellen über einen ABC-Transporter, der aktiv Calcein aus der Zelle ausschleust. Diese Zellen leuchten dann ebenfalls nicht. Die Ausbildung dieser Transporter ist ein wichtiger Faktor bei der Ausbildung von Resistenzen gegen Arzneistoffe, beispielsweise Zytostatika und Antibiotika.

Da abgestorbene Zellen über keine aktiven Esterasen verfügen und deshalb kein Calcium-bindendes Calcein erzeugen können, werden lediglich lebende Zellen markiert. Diese fluoreszieren grün. Häufig wird zusätzlich ein zweiter Fluoreszenzfarbstoff eingesetzt, z.B. das Ethidium Homodimer-1, welches durch beschädigte Zellmembranen in die Zelle eindringen und dort an Nukleinsäuren binden kann. So werden abgestorbene Zellen rot gefärbt und können deutlich von lebenden Zellen unterschieden werden.

Calcein kann auch zum Markieren von frisch geschlüpften Fischen verwendet werden.[6]

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 Thieme Chemistry (Hrsg.): Römpp Online. Version 3.1. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2007.
  2. Datenblatt Calcein bei Panreac.com, abgerufen am 29. November 2012.
  3. Datenblatt Calcein bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 25. Mai 2011.
  4. Das Emissions und Absorptionsspektrum von Calcein.
  5. Progema Produktinformation über Calcein AM.
  6. Marking fry using calcein.

Literatur

  • Langendorf H., "Direct complexometric calcium determination in serum with calcein as indicator", Klin Wochenschr. 1958, 17, S. 829–831.
  • Solenov E. et al., "Sevenfold-reduced osmotic water permeability in primary astrocyte cultures from AQP-4-deficient mice, measured by a fluorescence quenching method", Am J Physiol Cell Physiol. 2004, 286, S. 426–432.
  • Rahn B.A. et.al., "Calcein blue as a fluorescent label in bone", Experientia 1970, 15, S. 519–520.
  • Klesius P.H. et.al, "A vaccination and challenge model using calcein marked fish", Fish Shellfish Immunol. 2006, 20, S. 20–28.
  • Wang, X.M. et al., Hum. Immunol. 1993, 37, S. 264–270.
  • Lichtenfels, R. et al., J. Immunol. Methods 1994, 172, S. 227–239.
  • Weston, S.A. and Parish, C.R., J. Immunol. Methods 1990, 133, S. 87–97.
  • Papadopoulos, N.G. et al., J. Immunol. Methods 1994, 177, S. 101–111.
  • Gatti, R. et al., J. Histochem. Cytochem. 1998, 46, S. 895–900.
  • Epsztejn, S. et al., Anal. Biochem. 1997, 248, S. 31–40.