自20世纪50年代以来,EtBr及其衍生物异丙胺氯化物一直被用作兽药,用于治疗非洲的动物锥虫病。EtBr是一个芳香族化合物。在紫外光激发下,它能发出红色/橙色的光,最大发射波长为560 nm。此外,EtBr在结构上类似于DNA碱基对,允许它插入双链DNA (dsDNA)。EtBr也能检测单链RNA (ssRNA),因为单链RNA会自我折叠,从而导致EtBr插入自身的局部配对碱基。在掺入dsDNA或ssRNA时,EtBr从水性环境移动到疏水环境,迫使EtBr阳离子脱落任何与水相关的分子。由于水能有效的淬灭荧光,水的去除使EtBr的荧光强度在与核酸相互作用时增加,并在正确的波长激发荧光。
EtBr的应用及工作浓度:
争议的来源:EtBr作为突变原:认为EtBr对人类有危险的假设源于这样一个事实:EtBr通过插入DNA使其发生突变,这可能会影响随后的DNA复制、转录和翻译过程,从而导致基因突变。尽管各种培养细胞系和胚胎系统的体外试验表明,EtBr的使用会导致移码突变、染色体重组、细胞分裂受阻和发育问题,但没有确凿的证据证明这些影响在人类中存在。事实上,在作为兽药的60年中,没有直接证据表明EtBr是致癌物。EtBr通过皮下或肌肉注射给药,肿瘤形成或出生缺陷的报道也没有增加。这表明EtBr对动物系统的遗传毒性远低于体外数据所推测的。如果它像人们所推测的那样具有遗传毒性,我们可能会看到许多变异奶牛?牛的EtBr标准无毒剂量为1mg /kg,即给药后24小时,血液中药物浓度约为0.075 mg/mL。相比之下,分子生物学中使用的标准浓度(约1 mg/L)是比较低。
“一名50公斤重的研究人员需要喝5万升凝胶染色液,才能获得牛的无毒剂量。”
更进一步地说,EtBr比水杨酸盐(如阿司匹林750 mg/L)和咖啡因(80 mg/L)的毒性小。由此,科学家戴着手套处理标准溶液(琼脂糖凝胶电泳的典型浓度含有0.5 mg/mL EtBr),所面临的风险要被重新思考。
EtBr废液的处理:实验室废物处置不当会对环境、生物多样性和公共健康造成严重后果。虽然没有直接证据表明在实验室使用的典型浓度下EtBr对人类有毒,但其对环境的影响尚未完全了解。因此,应尝试以安全和负责任的方式处理EtBr废物。描述了一些常见的处理方法:1. Incineration焚化:含有EtBr的脂糖凝胶通常被丢弃在危险垃圾箱中,装满后,就永久关闭,并在商业废物处理设施中焚烧。焚烧可以完全销毁大部分有机废物,然后被填埋处理。焚烧成本高,对环境有害。2. Activated charcoal:EtBr可以通过市售过滤器或含有活性炭的脱色袋从缓冲溶液中过滤。分别经过过滤或过脱色袋夜孵育后,滤液可倒入水槽中处理。已被证明活性炭过滤器可以吸附174毫克的EtBr。使用过的过滤器或净化袋可以作为危险废物处置和焚烧。虽然,这是一种简单、有效、相对便宜的EtBr处理方法,但是有人认为,这种浓缩方法,增加了潜在危险。3. Hypophosphorous acid, sodium nitrite, and sodium bicarbonate:可将含EtBr的溶液稀释至0.5mg/mL。用5% (v/v)次磷酸和0.5 M硝酸钠(搅拌)孵育20小时后,用碳酸氢钠中和后丢弃在水槽中。这个过程应该在通风柜中进行。这种去除EtBr的方法产生非致突变的反应混合物,并降解99%的EtBr。4. AmberliteTM XAD-16TM:这是一种相对廉价并且有效的方法。曾用次氯酸钠去处理EtBr的溶液,处理后反而产生有害反应产物。
替代品真的安全吗?
Thermo Fisher Scientific公司声称他们的SYBR®Safe DNA染色剂是一种DNA小槽粘合剂,而不是插入剂,无诱变,无遗传毒性,无危险。但是正如Rosie Redfield在文章中指出,SYBR® Safe在小鼠中比EtBr有更高的急性毒性。
真正令人担忧的是,对EtBr的非理性和不知情的恐惧驱使我们找到比EtBr本身更危险的解决方案。大家多查阅已发表的科学研究,理性判断。
下面是一些替代核酸染料的产品:
译:https://bitesizebio.com/
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