Fluorescéine

Fluorescéine
Général
No CAS	2321-07-5 (acide), 518-47-8 (sel de Na)
No EINECS	219-031-8 208-253-0 (Na)
Code ATC	JA01
PubChem	16850
SMILES	C12(c3c(cccc3)C(O2)=O)c2c(Oc3c1ccc(c3)O)cc(O)cc2 PubChem, Vue 3D
InChI	InChI : Vue 3D InChI=1/C20H12O5/c21-11-5-7-15-17(9-11)24-18-10-12(22)6-8-16(18)20(15)14-4-2-1-3-13(14)19(23)25-20/h1-10,21-22H
Propriétés chimiques
Formule brute	C20H10Na2O5  [Isomères]
Masse molaire[1]	376,2699 ± 0,0182 g·mol-1 C 63,84 %, H 2,68 %, Na 12,22 %, O 21,26 %,
Propriétés physiques
T° fusion	315 °C (Décomposition)
Propriétés optiques
Spectre d’absorption	λmax 494 nm[2]
Précautions
Directive 67/548/EEC
Phrases S : S22 : Ne pas respirer les poussières. S24/25 : Éviter le contact avec la peau et les yeux.
Phrases S : 22, 24/25,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La fluorescéine (C₂₀H₁₀Na₂O₅ ou 3H-xanthene-3-one) est une substance chimique complexe composée de deux molécules de phénols liées à un cycle pyrane lui même relié à un acide benzoïque. Cette substance dérivée du xanthène, acide, de couleur rougeâtre vue en transparence, est verte-fluo vue par réflexion de la lumière du jour, émet une lumière réfléchie de fluorescence lorsqu'elle est excitée sous les ultraviolets.

Synthèse chimique

Cette substance a été découverte et synthétisé par Adolf von Baeyer en 1871. Elle était jusque là produite par des micro-organismes (Pseudomonas), et était connue sous le nom de « pyoverdine ». Von Baeyer nommera sa découverte « résorcinphthaléine » puisque synthétisée à partir de résorcine et d'anhydride phtalique. Le nom fluorescéine remonterait lui à 1878.

Synthèse chimique de la fluorescéine à partir de résorcine et d'anhydride phtalique

Usages

Fluorescence de la fluorescéine mise en évidence avec une lampe ultra-violet.

Échantillon de fluorescéine en poudre

Hydrogéologie

Le colorant remontant le cours de la Chicago river lors de la Saint Patrick.

Sa couleur étant visible même à faible dose, la fluorescéine est utilisée pour tracer les cours d'eau souterrains, des résurgences, des fuites, etc.

Réseaux d'eaux usées

De la même façon, la fluorescéine est utilisée pour les tests sur les réseaux d'eaux usées, pour retrouver le cheminement de réseaux mal connus, identifier les inversions entre réseaux d'eaux usées et pluviales, etc.

Suivi d'évacuation d'eau d'usines géothermiques

Les usines géothermiques utilisent la fluorescéine pour suivre la propagation des courants d'eau chaude expulsés dans la mer. L'usine géothermique de Bouillante en Guadeloupe utilise cet élément pour vérifier que des sources d'eau chaude détectées en bord de mer sont bien naturelles et non des eaux réchauffées par la sortie de l'usine toute proche.

Industriel

Elle permet de détecter la présence de fuite sur des circuits hydrauliques (huile et carburant) complexes, notamment sur les engins à transmission hydraulique (vérin, raccord...).

Domaine médical

Elle est aussi utilisée dans certains médicaments (ex. : éosine), et en biologie moléculaire comme pour la confection de sondes pour les hybridations in situ en fluorescence (ou FISH), la PCR en temps réel et l'hybridation génomique comparative.

Elle était utilisée en injection 20 %, pour les angiographies du fond de l'œil en fluorescence, mais en juin 2002, l'Agence Française de Sécurité Sanitaire des Produits de Santé a imposé en accord avec le fabricant la suspension de l'AMM de cette spécialité et le retrait de tous les lots de solution injectable de Fluorescéine Sodique FAURE à 20%, en raison de réactions d'hypersensibilité sévères plus fréquentes avec la fluorescéine à 20% qu'avec la fluorescéine à 10% (qui reste autorisée).
Au 1^er octobre 2004, 23 cas d'effets indésirables graves ont été signalés en France dont 5 cas conclus par la mort du patient ont été notifiés en France avec AK-Fluor® qui remplace la Fluorescéine Sodique Faure 10%, en rupture de stock, du fait de difficultés de fabrication, selon l'afssaps^[3]. Les effets secondaires bénins sont (isolés ou associés) :

• nausées transitoires et des vomissements (fréquent) ;
• malaise et démangeaisons, éruption cutanée ou urticaire généralisé (plus rarement).

Des effets plus graves peuvent parfois suivre ces symptômes mineurs d'allergie, dans les minutes ou heures suivant l'injection :

• baisse de tension artérielle ;
• œdème de Quincke, manifestations respiratoires (crise d'asthme, détresse respiratoire) ;

et plus rarement :

• chutes brutales de tension artérielle, amenant un état de choc avec éventuelle défaillance cardiaque ;
• troubles cardiaques (arrêt cardiaque, infarctus du myocarde ; ex une Mort par arrêt cardiaque suivant l'injection de 5 millilitres de fluorescéïne à 5% pour une angiographie est décrite par le journal JAMA en 1979) ;
• troubles neurologiques (convulsions, coma, accident vasculaire cérébral).

Une réaction inflammatoire et douleur locale peuvent résulter d'une diffusion du produit hors de la veine durant l'injection. Les conjonctives, la peau et les urines sont temporairement jaune fluorescent quelques heures après l'examen.

On l'utilise également lors de l'examen de la cornée pour visualiser les abrasions.

Biologie moléculaire

La fluorescéine sert de donneur dans la confection de sondes de PCR en temps réel.

Navigation

Elle est également utilisée comme moyen de signalisation de secours facilement transportable sur des embarcations de navigation. En cas de nécessité, la tache formée par le produit facilite grandement la détection aérienne, notamment pour des petites embarcations (kayak de mer, etc...)

Autre colorant

La fluorescéine ne doit pas être confondue avec la pyoverdine^[4] naturellement produite en très petite quantité par différents organismes vivants. La pyoverdine est un sidérophore notamment produit par certaines bactéries, parfois utilisé pour leur identification et caractérisation biologique et moléculaire, comme pour les Pseudomonas spp. fluorescents (dont Pseudomonas syringae) ou Xanthomonas fragariae qui sont parfois phytopathogènes.

La pyoverdine est une toxine biologique, trouvée sous des formes chimiques légèrement différentes, à laquelle correspondent des récepteurs cellulaires (pouvant accepter différentes formes de pyoverdine). Elle pourrait avoir plusieurs fonctions encore mal comprises.

Les pyoverdines ont une affinité chimique pour le fer ferrique (ion Fe3+) supérieure à celle de sidérophores produits par les champignons phytopathogènes, dont par les Fusarium (fusarinines), ce qui confère aux microbes en produisant un avantage compétitif ou adaptatifs, leur permettant de devenir « antagonistes » d'autres groupes microbiens moins capables de capter ce fer lorsque sa disponibilité en est limitée.

Par mutations dirigées, des chercheurs ont produit des bactéries mutantes (P. syringae) ne produisant pas de pyoverdine ou ne l'incorporant pas. Ils ont montré que comme l'enzyme nitrate réductase, la pyoverdine est impliquée dans la compétence rhizosphérique mais également tellurique (capacité à exploiter le sol comme habitat) de P. syringae C7R12 (qui a grâce à la nitrate réductase une compétence saprophyte lui permettant de respirer en conditions d'anoxie). On a montré par ailleurs à la fin des années 1990 que la pyoverdine produite par des bactéries était un bon ligand pouvant complexer d'autres métaux dont des actinides, sous certaines conditions de pH^[5]. Un test HPLC a été développé au CRA-W belge, qui a confirmé chez plus de 500 souches de P. syringae la constance de la pyoverdine produite^[6].

Notes et références

1. ↑ Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
2. ↑ (en) Zhu, H., Derksen, R., Krause, C., Fox, R. and Ozkhan, H., « Fluorescent Intensity of Dye Solutions under Different pH Conditions. », dans Journal of ASTM international, vol. 2, 2005, p. 1-6 
3. ↑ Afssaps, Lettre aux prescripteurs
4. ↑ Pyoverdine I - Substance Summary (SID: 47205044), NIH.gov
5. ↑ Complexation d'actinides par la pyoverdine (ligand produit par la biomasse), Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (in2p3.fr)
6. ↑ [PDF] Cra-W Département Biotechnologie (mission, personnel,...