Qu’est-ce que la fluorescéine ?
La fluorescéine est une poudre jaune-rouge dont la formule chimique est C20H12O5 et le poids moléculaire 332,31.
Elle a été synthétisée par le chimiste allemand Adolf von Beyer en 1871. La fluorescéine est insoluble dans l’eau et légèrement soluble dans l’éthanol.
Il s’agit d’un colorant fluorescent connu pour sa fluorescence vert vif. Grâce à ses propriétés optiques, elle peut être utilisée dans divers domaines, notamment les biosciences, les diagnostics et les techniques de microscopie.
La fluorescéine est obtenue en chauffant de l’anahydride phtalique et du résorcinol sous du chlorure de zinc à 210°C pour provoquer une réaction de condensation.
Utilisations de la fluorescéine
En raison de ses propriétés fluorescentes uniques, la fluorescéine est utilisée dans divers domaines, notamment les biosciences, le diagnostic médical et la chimie analytique.
1. Biosciences
La fluorescéine est largement utilisée en microscopie à fluorescence et en biologie cellulaire. En conjuguant la fluorescéine à des anticorps ou à des sondes d’acide nucléique et en les liant à des molécules cibles ou à des structures cellulaires spécifiques, il est possible de suivre la position et le mouvement de l’objet observé.
2. Diagnostics médicaux
Les immunodosages par fluorescence et l’hybridation in situ par fluorescence (FISH), ainsi que d’autres techniques, utilisent la fluorescence comme moyen de diagnostic. (FISH) et d’autres techniques utilisent la fluorescéine pour détecter des agents pathogènes et des mutations génétiques. Dans le domaine de l’ophtalmologie, la fluorescéine peut également être utilisée comme réactif de diagnostic lors de l’angiographie.
3. Chimie analytique
Les sondes fluorescentes à base de fluorescéine sont utilisées comme capteurs chimiques pour détecter des ions spécifiques ou de petites molécules. La liaison à l’analyte modifie l’intensité de la fluorescence, ce qui permet une analyse quantitative.
La fluorescéine est également utilisée pour détecter l’ammoniac dans les eaux de puits et les rivières.
Propriétés de la fluorescéine
La fluorescéine est très sensible à la lumière et émet une fluorescence verte lorsqu’elle est exposée aux UV ou à la lumière visible. Elle est également soluble dans l’eau et l’intensité de sa fluorescence varie en fonction du pH.
Cette sensibilité au pH est une caractéristique de la fluorescéine, l’intensité de la fluorescence étant généralement la plus élevée dans la plage de pH 7-9. Les groupes hydroxyles des molécules de fluorescéine peuvent en effet facilement laisser passer des protons et la morphologie de la molécule change en fonction de l’acidité de l’environnement.
La fluorescéine est relativement stable face aux acides et aux bases et ne se dégrade pas dans de nombreux cas. Toutefois, elle peut se dégrader dans des conditions de pH extrêmes. La fluorescéine n’est pas photostable et peut être soumise à une dégradation progressive en fonction de la lumière à laquelle elle est exposée. Une protection contre la lumière est nécessaire pendant l’utilisation et le stockage.
Structure de la fluorescéine
La fluorescéine est très sensible aux UV et à la lumière visible et émet une fluorescence verte brillante lorsqu’elle est irradiée par la lumière. Cette fluorescence est due à un système pi-électronique conjugué intramoléculaire, qui libère des photons lors du retour de l’état excité à l’état fondamental.
La fluorescéine est un composé organique avec un squelette de xanthène. Le squelette du xanthène est une structure hautement planaire composée de trois anneaux, qui présente des propriétés optiques uniques en raison de la formation d’un système π-électronique conjugué.
De plus, des groupes hydroxyles sont présents dans la molécule de fluorescéine aux positions 3 et 6. Ces groupes hydroxyles améliorent la solubilité de la fluorescéine dans l’eau. En raison du transfert de protons, provoquent une modification de l’intensité de la fluorescence en fonction du pH.
Autres informations sur la fluorescéine
Méthodes de production de la fluorescéine
La fluorescéine est synthétisée à partir de la phtaléine et du résorcinol. Deux méthodes principales sont utilisées pour cette réaction
1. Synthèse par la réaction de Friedel-Crafts
Cette méthode de synthèse implique la réaction de la phtaléine et du résorcinol en présence d’une base. La réaction se produit lorsque le groupe carbonyle de la phtaléine réagit avec le groupe hydroxyle du noyau benzénique du résorcinol pour former une structure 9-one, ce qui donne la fluorescéine.
2. Synthèse par la réaction de Wittig
Dans cette méthode de synthèse, le réactif de Wittig est d’abord généré à l’aide d’iodométhane et de triphénylphosphine.
Le réactif de Wittig agit sur la phtaléine pour former une liaison oléfinique, qui réagit ensuite avec le résorcinol pour produire de la fluorescéine.