Cyanine
سیانائنز، جنہیں ٹیٹرامیتھائلانڈو (ڈی)-کاربوسیانائنز بھی کہا جاتا ہے، ایک مصنوعی ڈائی خاندان ہے جس کا تعلق پولی میتھائن گروپ سے ہے۔ اگرچہ یہ نام صوتیاتی طور پر نیلے رنگ کے رنگوں کی اصطلاحات سے ماخوذ ہے، لیکن سائینین خاندان قریب IR سے UV تک برقی مقناطیسی سپیکٹرم کا احاطہ کرتا ہے۔ کیمیائی طور پر، سائانیں دو نائٹروجن ایٹموں کے درمیان ایک مربوط نظام ہیں۔ ہر گونج کی ساخت میں، بالکل ایک نائٹروجن ایٹم کو امینیم میں آکسائڈائز کیا جاتا ہے۔ عام طور پر، وہ نائٹروجنس ہیٹروسائکلک نظام کا حصہ بنتے ہیں۔ سیانائن رنگوں کا بنیادی استعمال حیاتیاتی لیبلنگ میں ہوتا ہے۔ اس کے باوجود، ان کی ترکیب اور استعمال دونوں پر ایک وسیع ادب موجود ہے، اور کچھ سی ڈی اور ڈی وی ڈی میڈیا میں سائینین عام ہیں۔ ساخت سیانائنز کو کئی طریقوں سے درجہ بندی کیا گیا ہے: اسٹریپٹوسیانائنز یا اوپن چین سیانائنز: R2N + = CH [CH = CH] n-NR2 (I) ہیمیسیانائنز: ایرل = N + = CH [CH = CH] n-NR2 (II) بند سلسلہ سیانائنز: ایرل = N + = CH [CH = CH] n-N = Aryl (III) مزید برآں، ان کلاسوں کو تسلیم کیا جاتا ہے: نیوٹروسیانائنز: R2N + = CH [CH = CH] n-CN اور R2N + = CH [CH = CH] n-CH موروسیانائنز بشمول اسپائروپائرنس اور کوئنوفتھالونز۔ اپوسیانائنز جہاں دو چوتھائی نائٹروجن ایک پولی میتھائن چین سے جڑے ہوتے ہیں۔ دونوں نائٹروجن آزادانہ طور پر ہیٹروآرومیٹک حصے کا حصہ ہو سکتے ہیں، جیسے کہ پائرول، امیڈازول، تھیازول، پائریڈین، کوئنولین، انڈول، بینزوتھیازول وغیرہ۔ صنعت میں تاریخ اور استعمال سائانیں پہلی بار ایک صدی قبل ترکیب کی گئی تھیں۔ وہ اصل میں استعمال کیے گئے تھے، اور اب بھی ہیں، فوٹو گرافی کے ایملشن کی حساسیت کی حد کو بڑھانے کے لیے، یعنی طول موج کی حد کو بڑھانے کے لیے جو فلم پر ایک تصویر بنائے گی، فلم کو پینکرومیٹک بنائے گی۔ سیانائنز کا استعمال سی ڈی-آر اور ڈی وی ڈی-آر میڈیا میں بھی کیا جاتا ہے۔ استعمال ہونے والے زیادہ تر سبز یا ہلکے نیلے رنگ کے ہوتے ہیں، اور کیمیائی طور پر غیر مستحکم ہوتے ہیں۔ اس وجہ سے، غیر مستحکم سیانائن ڈسکس آرکائیول سی ڈی اور ڈی وی ڈی کے استعمال کے لیے موزوں نہیں ہیں۔ حالیہ سیانائن ڈسکس میں اسٹیبلائزر ہوتے ہیں، عام طور پر ایک دھاتی ایٹم جو سیانائن مالیکیول سے جڑا ہوتا ہے، جو بگاڑ کو نمایاں طور پر سست کرتا ہے۔ ان ڈسکس کی درجہ بندی اکثر 75 سال یا اس سے زیادہ کی آرکائیو لائف کے ساتھ کی جاتی ہے۔ سی ڈی-آر میں استعمال ہونے والے دیگر رنگ فتھالوسیانائن اور ایزو ہیں۔ بائیوٹیکنالوجی میں استعمال بائیوٹیکنالوجی کے استعمال کے لیے، نائٹروجن کے ایک یا دونوں سروں پر رد عمل والے گروپوں کے ساتھ 2، 3، 5 یا 7-میتھائن ڈھانچوں سے خصوصی سائینین رنگوں کی ترکیب کی جاتی ہے تاکہ انہیں کیمیائی طور پر نیوکلک ایسڈ یا پروٹین کے مالیکیول سے جوڑا جا سکے۔ لیبلنگ تصور اور مقدار کے مقاصد کے لیے کی جاتی ہے۔ حیاتیاتی ایپلی کیشنز میں تقابلی جینومک ہائبرڈائزیشن اور جین چپس شامل ہیں، جو ٹرانسکرپٹومکس میں استعمال ہوتے ہیں، اور پروٹومکس میں مختلف مطالعات جیسے کہ آر این اے لوکلائزیشن، فلوروسینس ریزونینس انرجی ٹرانسفر (ایف آر ای ٹی) کے ذریعے مالیکیولر انٹرایکشن اسٹڈیز اور فلوروسینٹ امیونواسے۔ سائانی رنگ مختلف ترامیم کے ساتھ دستیاب ہیں جیسے میتھائل، ایتھائل یا بیوٹائل متبادل، کاربوکسیل، ایسیٹیل میتھوکسی، اور سلفو گروپ جو ان کی ہائیڈروفیلسیٹی کو تبدیل کرتے ہیں۔ سابق (این ایم): نینو میٹر ایم (این ایم) میں جوش و خروش طول موج: نینو میٹر میگاواٹ میں اخراج طول موج: سالماتی وزن کیو وائی: کوانٹم کی پیداوار * چپچپا پن، درجہ حرارت اور حیاتیاتی سالماتی تعاملات پر مضبوطی سے منحصر ہے۔ عام سیانائن رنگ اور ان کے استعمال کیونکہ وہ روشن اور زیادہ مستحکم فلوروسینس پیدا کرتے ہیں، سیانائنز فائدہ مند طریقے سے روایتی رنگوں جیسے فلوروسین اور روڈامائنز کی جگہ لے سکتے ہیں۔ Cy3 اور Cy5 سب سے زیادہ مقبول ہیں، جو عام طور پر 2 رنگوں کا پتہ لگانے کے لیے مشترکہ طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ Cy3 فلوروسیس سبز پیلے رنگ (~ 550 nm جوش و خروش، ~ 570 nm اخراج)، جبکہ Cy5 دور سرخ خطے میں فلوروسینٹ ہے (~ 650 جوش و خروش، 670 nm اخراج)۔ Cy3 کا پتہ مختلف فلورومیٹرز، امیجرز، اور خوردبین کے ذریعے ٹیٹرامیتھائل رہوڈامین (TRITC) کے معیاری فلٹرز کے ساتھ لگایا جا سکتا ہے۔ اس کے اعلی مولر معدومیت گتانک کی وجہ سے، اس رنگ کا پتہ الیکٹروفورسس جیل پر اور محلول میں ننگی آنکھوں سے بھی آسانی سے لگایا جا سکتا ہے۔ Cy5 دور تک کے سرخ فلوروسینٹ رنگوں کے لیے ایک مقبول متبادل بن گیا کیونکہ اس کے اعلی معدومیت گتانک (1 نینومول جتنا چھوٹا جیل الیکٹروفورسس میں ننگی آنکھوں سے پتہ لگایا جا سکتا ہے) اور سرخ خطے میں اس کے فلوروفور اخراج کا زیادہ سے زیادہ، جہاں بہت سے سی سی ڈی ڈٹیکٹرز میں زیادہ سے زیادہ حساسیت ہوتی ہے اور حیاتیاتی اشیاء کم پس منظر کی مداخلت دیتی ہیں۔ اسکینر دراصل پس منظر کی آلودگی سے بچنے کے لیے متنوع لیزر اخراج طول موج (عام طور پر 532 این ایم اور 635 این ایم) اور فلٹر طول موج (550-600 این ایم اور 655-695 این ایم) کا استعمال کرتے ہیں۔ اس طرح وہ سائ 3 اور سائ 5 سے رنگوں میں آسانی سے فرق کرنے کے قابل ہیں، اور ایک نمونے (ملٹی پیرامیٹرک ڈٹیکشن) میں سائ 3 اور سائ 5 لیبلنگ کی مقدار کو بھی طے کرنے کے قابل ہیں۔ دیگر سائینین رنگ مفید ہیں: Cy3.5 سلفو روڈامین 101 کی جگہ لے سکتا ہے۔ Cy5.5 ایک قریب اورکت (IR) فلوروسینس خارج کرنے والا رنگ (جوش و خروش/اخراج زیادہ سے زیادہ 678/694 nm) ہے۔ Cy7 ایک قریب-IR فلور ہے جو ننگی آنکھوں سے پوشیدہ ہے (جوش و خروش/اخراج زیادہ سے زیادہ 750/776 nm)۔ یہ ویوو امیجنگ ایپلی کیشنز کے ساتھ ساتھ Cy7.5 ڈائی میں بھی استعمال ہوتا ہے۔ سلفو-سائانی رنگوں میں ایک یا دو سلفو گروپ ہوتے ہیں، جو سائ ڈائی کو پانی میں گھلنشیل بناتے ہیں، لیکن پانی کی زیادہ گھلنشیلتا کے لیے ٹرائی اور کواڈری سلفونٹڈ شکلیں دستیاب ہیں۔ پیجیلیشن ایک اور ترمیم ہے جو نہ صرف ڈائی بلکہ لیبل شدہ کنجوگیٹ کو بھی ہائیڈروفیلسیٹی فراہم کرتی ہے۔ نام اور ساخت Cy3 اور Cy5 نام سب سے پہلے ارنسٹ اور دیگر افراد نے تجویز کیا تھا۔ 1989 میں، اور غیر معیاری ہے کیونکہ یہ ان کے کیمیائی ڈھانچے کا کوئی اشارہ نہیں دیتا ہے۔ اصل کاغذ میں نمبر نے میتھائنز کی گنتی کو نامزد کیا (جیسا کہ دکھایا گیا ہے)، اور سائیڈ چینز غیر متعین تھیں۔ اس ابہام کی وجہ سے ادب میں مختلف ڈھانچوں کو Cy3 اور Cy5 نامزد کیا گیا ہے۔ آر گروپس کا یکساں ہونا ضروری نہیں ہے۔ رنگوں میں جیسا کہ استعمال کیا جاتا ہے وہ مختصر الیفاٹک زنجیریں ہوتی ہیں جن میں سے ایک یا دونوں انتہائی رد عمل والے حصے میں ختم ہوتی ہیں جیسے کہ این-ہائیڈروکسائسینیمائڈ یا میلیمائڈ۔ متنوع ترمیم کا استعمال کرتے ہوئے معیاری Cy2/3/5/5/5/5/5/7/7 رنگوں کے بہت سے اینالاگس تیار کیے گئے تھے: الیکسا فلور ڈائز، ڈائلائٹ، فلوپروبس ڈائز، سلفو سائ ڈائز، سیٹا ڈائز، سیانائن ٹیکنالوجیز کے IRIS ڈائز اور دیگر کو زیادہ تر بائیو کیمیکل ایپلی کیشنز میں Cy رنگوں کے ساتھ ایک دوسرے کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے، جس میں گھلنشیلتا، فلوروسینس، یا فوٹوسٹیبلٹی میں دعوی کردہ بہتری ہوتی ہے۔ اگرچہ رنگوں کی معیاری Cy سیریز کے لیے پیٹنٹ کا تحفظ ختم ہو چکا ہے، لیکن ٹریڈ مارک شدہ Cy کا نام برقرار ہے۔ نتیجتا، وہ رنگ جو سائی رنگوں سے ملتے جلتے ہیں، لیکن جنہیں مختلف نام سے جانا جاتا ہے، اب فروخت ہوتے ہیں۔ ایپلی کیشنز سائانی رنگوں کا استعمال پروٹین، اینٹی باڈیز، پیپٹائڈز، نیوکلک ایسڈ پروبز، اور کسی بھی قسم کے دیگر حیاتیاتی سالمات کو لیبل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے جو کہ فلوروسینس کا پتہ لگانے کی مختلف تکنیکوں میں استعمال کیے جاتے ہیں: فلو سائٹومیٹری، مائکروسکوپی (بنیادی طور پر مرئی رینج، بلکہ یو وی، آئی آر بھی)، مائکرو پلیٹ اسیسز، مائکرو آرریز کے ساتھ ساتھ "لائٹ اپ پروبز"، اور ویو امیجنگ میں۔ نیوکلک ایسڈ لیبلنگ مائیکرو ارے تجربات میں ڈی این اے یا آر این اے کو یا تو سائ 3 یا سائ 5 کے ساتھ لیبل کیا جاتا ہے جسے این-ہائیڈروکسائسوکینیمیڈائل ایسٹر (این ایچ ایس-ایسٹر) رد عمل والے گروپ کو لے جانے کے لیے ترکیب کیا گیا ہے۔ چونکہ این ایچ ایس-ایسٹرس صرف الیفاٹک امین گروپوں کے ساتھ آسانی سے رد عمل ظاہر کرتے ہیں، جن میں نیوکلک ایسڈ کی کمی ہوتی ہے، نیوکلیوٹائڈز کو امینولی گروپوں کے ساتھ تبدیل کرنا پڑتا ہے۔ یہ ترکیب کے رد عمل کے دوران امینولی-تبدیل شدہ نیوکلیوٹائڈز کو شامل کرنے کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ ایک اچھا تناسب ہر 60 اڈوں پر ایک لیبل ہوتا ہے جیسے کہ لیبل ایک دوسرے کے بہت قریب نہ ہوں، جس کے نتیجے میں بجھانے کے اثرات مرتب ہوں گے۔ پروٹین کی لیبلنگ پروٹین کی لیبلنگ کے لیے، Cy3 اور Cy5 رنگوں میں بعض اوقات امینوں کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے کے لیے ایک سکینیمیڈائل گروپ ہوتا ہے، یا سسٹین کے باقیات کے سلف ہائیڈریل گروپ کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے کے لیے ایک میلیمائڈ گروپ ہوتا ہے۔ Cy5 اپنے الیکٹرانک ماحول کے لیے حساس ہے۔ اس سے منسلک پروٹین کی تشکیل میں تبدیلیاں یا تو اخراج میں اضافہ یا بجھاؤ پیدا کریں گی۔ اس تبدیلی کی شرح کو انزائم کے حرکی پیرامیٹرز کا تعین کرنے کے لیے ماپا جا سکتا ہے۔ رنگوں کو ایف آر ای ٹی تجربات میں اسی طرح کے مقاصد کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ Cy3 اور Cy5 کو پروٹومکس کے تجربات میں استعمال کیا جاتا ہے تاکہ دو ذرائع کے نمونوں کو ملایا جا سکے اور علیحدگی کے عمل کے ذریعے ایک ساتھ چلایا جا سکے۔ یہ مختلف تجرباتی حالات کی وجہ سے تغیرات کو ختم کرتا ہے جو نمونوں کو الگ سے چلانے کی صورت میں ناگزیر ہیں۔ یہ تغیرات علیحدگی مکمل ہونے کے بعد ڈیٹا کے حصول کو خودکار بنانے کے لیے کمپیوٹر کا استعمال کرنا اگر ناممکن نہیں تو انتہائی مشکل بنا دیتے ہیں۔ ان رنگوں کا استعمال آٹومیشن کو معمولی بنا دیتا ہے۔ لفظ سیانین انگریزی لفظ "سیان" سے ماخوذ ہے، جس کا روایتی مطلب نیلے سبز رنگ کا سایہ ("ایکوا" کے قریب) ہے اور یہ یونانی/کیانیس/کیانیس سے ماخوذ ہے جس کا مطلب کچھ مختلف رنگ ہے: "گہرا نیلا"۔ حوالہ جات بیرونی روابط چوتھائی امونیم مرکبات