الميثيلين الأزرق: الصيغة الكيميائية، الخصائص و التطبيقات الصناعية والبيولوجية

يشمل هذا المنشور الخصائص والتركيب الكيميائي (الصيغة الكيميائية الجزيئية والهيكلية) لأزرق الميثيلين. بالإضافة الاستخدامات والتطبيقات المختلفة له.

التركيب الكيميائي والخصائص الضوئية

الميثيلين الأزرق هو صبغة اصطناعية معروفة بلونها الأزرق وتعدد استخداماتها في التطبيقات الطبية والبيولوجية والصناعية. صبغة أزرق الميثيلين (MBD) (CI No. 52015) هي مركب كيميائي كاتايوني عطري حلقي غير متجانس، صيغته الجزيئية ووزنه الجزيئي يبلغ 319.85 جم/مول. يتميز بأنه قابل للذوبان في الماء، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في مختلف التطبيقات【1】【2】.

التركيب الكيميائي لأزرق الميثيلين

يتركب من مجموعتي ثنائي مثيل نيترو متقابلتين، مرتبطتين بثلاث حلقات عطرية. الحلقة الوسطى غير متجانسة، حيث تحتوي على ذرتين: نيتروجين وكبريت، بدلًا من ذرتين من الكربون. الذرتان تقعان في موضع بارا بالنسبة لبعضهما البعض. التركيب الكيميائي يضمن استقرار الجزيء ويساهم في خواصه الفريدة【1】【2】【3】.

مكرر (ثنائي ميثيل أمينو)-فينوثيازين-5-أيوم كلوريد (bis(Dimethylamino)-phenothiazin-5-ium chloride)

يرجع اللون الأزرق للميثيلين الأزرق إلى وجود الحلقات العطرية وذرة النيتروجين. تتميز ذرة النيتروجين بقدرتها على امتصاص الضوء في الطيف المرئي، مما يؤدي إلى ظهور اللون الأزرق المميز. الحلقات العطرية تمنح الجزيء استقراره الكيميائي، بينما تسهم ذرات الكبريت والكلوريد في تعزيز قابليته للذوبان في الماء والمذيبات القطبية الأخرى【2】【3】.

الأسماء والخصائص الفيزيائية

الخاصية	القيمة
الاسم	أزرق الميثيلين، ميثيلين بلو، methylene blue【1】【3】
الأسماء الأخرى	Urelene blue, Proveblue, Provable【1】
الصيغة الكيميائية	C16H18ClN3S【2】【3】
الكتلة المولية	319.85 جم/مول【3】
نقطة الانصهار	100-110 درجة مئوية (تتحلل)【2】【3】
نقطة الغليان	لا يغلي، يتحلل عند تسخينه【3】
الكثافة	1.0 جم/سم³ تقريبًا (تعتمد على الكثافة الظاهرية)【1】【2】
المظهر	مسحوق بلوري أخضر-أزرق داكن【2】【3】
الذوبان في الماء	يذوب بسهولة في الماء، مكونًا محلولًا أزرق【2】【3】

الخصائص الكيميائية الضوئية لأزرق الميثيلين

تشمل الخصائص الكيميائية الضوئية للميثيلين الأزرق ما يلي:

1. أطياف الامتصاص: يُظهر أزرق الميثيلين امتصاصًا قويًا في المنطقة المرئية، مع ذروة امتصاص عند طول موجي (λ_max) حوالي 664 نانومتر في محلول مائي【3】【4】. هذا الامتصاص القوي هو ما يمنحه لونه الأزرق المميز ويجعله مفيدًا في التطبيقات الضوئية.
2. التبييض الضوئي (Photobleaching): يُمكن أن يفقد أزرق الميثيلين لونه تدريجيًا عند تعرضه للضوء لفترة طويلة، وهي ظاهرة تُعرف بالتبييض الضوئي. تعتمد شدة هذه الظاهرة على عدة عوامل، بما في ذلك شدة الضوء، ومدة التعرض، ووجود عوامل مؤكسدة【4】.
3. التحلل الضوئي (Photodegradation): عند تعرضه للضوء، قد يتحلل أزرق الميثيلين كيميائيًا إلى منتجات تحلل أقل استقرارًا. تُؤثر هذه العملية على خواصه الكيميائية والضوئية【3】【4】.
4. الاختزال الضوئي (Photoreduction): يمكن أن يخضع أزرق الميثيلين لعملية اختزال ضوئية، مما يُغير من حالته الأكسدة وبالتالي لونه وخصائصه【4】.
5. النشاط التحفيزي الضوئي: يُمكن استخدام أزرق الميثيلين كمحفز ضوئي في بعض التفاعلات الكيميائية، حيث يُسرّع من معدل التفاعل عند تعرضه للضوء【3】【4】.

التطبيقات والاستخدامات المختلفة

أزرق الميثيلين (أو صبغة الميثيلين الأزرق) له تطبيقات واستخدامات متنوعة في مجالات عدة، بما في ذلك الاستخدامات الطبية، البيولوجية، ومعالجة المياه【1】【3】.

تطبيقات الميثيلين الأزرق في معالجة المياه

• التحكم في الطحالب: يستخدم أزرق الميثيلين للتحكم في نمو الطحالب في المسطحات المائية مثل البحيرات والخزانات. يعمل عن طريق تثبيط عملية التمثيل الضوئي في الطحالب، مما يحد من نموها وتكاثرها【3】【4】.
• مكافحة البكتيريا: يُستخدم أحيانًا كمطهر لمكافحة البكتيريا الضارة في الماء. لكن استخدامه في هذا المجال محدود مقارنة بالمعقمات الأخرى الأكثر فعالية وسلامة【3】.
• معالجة مياه الصرف الصحي: يُمكن استخدامه كصبغة تتبع لمراقبة حركة وتدفق المياه خلال محطات معالجة مياه الصرف الصحي【3】.
• تربية الأحياء المائية: يستخدم بتركيزات منخفضة جدًا لعلاج بعض أنواع العدوى البكتيرية والفطرية في الأسماك، لكن استخدامه يجب أن يكون تحت إشراف مختص【3】【4】.
• التحكم في الرائحة: يُمكن أن يساعد في تقليل الروائح الكريهة المرتبطة ببعض أنواع الملوثات العضوية في الماء【4】.
• إزالة اللون: يُمكن استخدامه في بعض عمليات معالجة المياه لإزالة بعض الأصباغ والملوثات الملونة【4】.

الاستخدامات الطبية والبيولوجية:

لأزرق الميثيلين تطبيقات طبية وبيولوجية متعددة، منها:

• تصوير الخلايا والأنسجة: يُستخدم كصبغة لتصوير الخلايا والأنسجة تحت المجهر، مما يُسهّل دراستها وتشخيص الأمراض【3】.
• علاج بعض الالتهابات: يستخدم أحيانًا موضعيًا لعلاج بعض التهابات الجلد والجروح البسيطة. لكن استخدامه يجب أن يكون تحت إشراف طبي【3】.
• علاج ميتهيموغلوبين الدم: يُستخدم كعلاج فعال لميتهيموغلوبين الدم، وهو اضطراب دموي نادر【1】【4】.
• أبحاث علاج أمراض عصبية: يُجري الباحثون دراسات حول إمكانية استخدام أزرق الميثيلين في علاج بعض الأمراض العصبية التنكسية، ولكن هذه الاستخدامات لا تزال في مراحل البحث والتطوير【3】【4】.

الاستخدامات الكيميائية:

في الكيمياء، يُستخدم أزرق الميثيلين في العديد من التطبيقات:

• مؤشر للأكسدة والاختزال: يُغير أزرق الميثيلين لونه اعتمادًا على حالة الأكسدة/الاختزال للمحلول. يُعتبر ذلك ميزة هامة لتتبع التفاعلات الكيميائية في المحاليل المختلفة، حيث يكون في حالته المؤكسدة ذو لون أزرق، بينما يتحول إلى عديم اللون عند اختزاله 【3】【4】.
• صبغة تتبع (Tracking Dye): يُستخدم أزرق الميثيلين في تقنيات الفصل الكيميائي، مثل الرحلان الكهربائي، لتتبع حركة المواد داخل الأنظمة الكيميائية أو البيولوجية، مما يجعله أداة تحليلية مفيدة【1】【4】.
• مؤشر في المعايرة: يُستخدم كاشفًا لتحديد نقطة النهاية في التفاعلات الكيميائية (مثل معايرات الأكسدة والاختزال) بفضل التغير الواضح في لونه، وهو ما يساعد على الدقة في التحليل الكيميائي【3】【4】.
• صبغة لتصوير البروتينات: يُستخدم أزرق الميثيلين في بعض تقنيات فصل البروتينات، مثل الرحلان الكهربائي. يعمل كعامل تلوين لتصور أماكن وجود البروتينات على الهلام المستخدم في الفصل 【1】【3】.
• كاشف لأيونات المعادن: يُمكن استخدام أزرق الميثيلين في الكشف عن بعض أيونات المعادن وقياس تركيزاتها بفضل خواصه الكيميائية الفريدة التي تتفاعل مع هذه الأيونات بشكل محدد【2】【4】.
• مؤشر الأس الهيدروجيني: يمكن أن يُستخدم كدليل تقريبي لتحديد حموضة أو قاعدية المحلول، حيث يظهر تغيرًا طفيفًا في لونه حسب الرقم الهيدروجيني للمحلول، وإن كانت هناك مؤشرات أكثر دقة لهذا الغرض【3】【4】.

ملاحظة: المعلومات الواردة هنا لأغراض تعليمية فقط، ولا تُعتبر نصيحة طبية أو علمية. يُرجى استشارة المصادر العلمية الموثوقة قبل استخدام أزرق الميثيلين لأي غرض.

المراجع

1. Belkharfi, N., & Boulifa, B. (2019). *نمذجة حركية امتزال طين طبيعي*. جامعة قاصدي مرباح ورقلة.
2. Khalifa-Imane, A. (2020). *دراسة امتزاز أزرق الميثيلين باستخدام طين البنتونيت*.
3. Editors of Encyclopaedia Britannica. (2024, November 12). Methylene blue. *Encyclopaedia Britannica*. Retrieved from https://www.britannica.com/science/methylene-blue
4. Khan, I., Saeed, K., Zekker, I., Zhang, B., Hendi, A. H., Ahmad, A., Ahmad, S., Zada, N., Ahmad, H., Shah, L. A., Shah, T., & Khan, I. (2022). Review on methylene blue: Its properties, uses, toxicity, and photodegradation. *Water*, *14*(2), 242. https://doi.org/10.3390/w14020242