Methyleenblauw in laboratorium, microscopie en aquarium

Lang voordat methyleenblauw online in de belangstelling kwam, stond het in elk microbiologisch laboratorium op de plank. En in veel aquariumwinkels. Die twee werelden gebruiken de stof om heel verschillende redenen, maar ze delen één ding: ze maken gebruik van de sterke kleur en de chemische eigenschappen van het molecuul. In dit artikel lees je hoe dat werkt en waar je op let. De basis staat in Wat is methyleenblauw?.

Kleuren onder de microscoop

Cellen en bacteriën zijn onder een gewone lichtmicroscoop grotendeels doorzichtig. Wie ze wil bekijken, moet ze kleuren. Methyleenblauw is daarvoor een van de oudste en eenvoudigste kleurstoffen.

Hoe het werkt. Methyleenblauw is een positief geladen molecuul. Het hecht zich aan onderdelen van een cel die negatief geladen zijn, zoals het erfelijk materiaal DNA en RNA. Daardoor kleuren celkernen en bacteriën blauw, terwijl de omgeving lichter blijft. Omdat het molecuul zich zo makkelijk hecht, noemen biologen methyleenblauw een basische kleurstof.

Een enkelvoudige kleuring. Bij de eenvoudigste methode breng je een druppel materiaal op een glaasje, laat je het drogen en fixeren, en kleur je het met een methyleenblauwoplossing. Na afspoelen en drogen zijn bacteriën onder de microscoop als blauwe staafjes of bolletjes te zien. Zo kun je vorm en groepering bekijken.

Loefflers methyleenblauw. Aan het eind van de negentiende eeuw ontwikkelde Friedrich Loeffler een alkalische methyleenblauwoplossing die nog steeds zijn naam draagt. Die wordt in laboratoria gebruikt, onder meer om bepaalde korreltjes in bacteriën zichtbaar te maken. Onderzoekers beschreven in 1994 hoe met deze kleuring de maagbacterie Helicobacter pylori in weefsel snel en goedkoop kon worden aangetoond.

Bloedkleuringen. Methyleenblauw en de stoffen die ontstaan als het wordt geoxideerd, zoals azuur B, vormen de basis van de klassieke kleuringen voor bloeduitstrijkjes. Die worden naar de Russische arts Romanowsky vernoemd, en bekende varianten zijn de kleuringen volgens Giemsa en Wright. Daarmee worden bloedcellen en de malariaparasiet zichtbaar gemaakt. Het artikel van Krafts en collega's uit 2011 beschrijft de onderzoekers die deze kleuringen hebben ontwikkeld. Meer over die geschiedenis staat in Geschiedenis van methyleenblauw.

Levende en dode cellen. In sommige toepassingen wordt methyleenblauw gebruikt om te zien of cellen nog leven. Levende cellen kunnen de kleurstof omzetten in de kleurloze vorm, dode cellen niet. De dode cellen blijven dan blauw. Zo'n test wordt bijvoorbeeld bij gistcellen gebruikt.

Op school en in het practicum

Veel mensen zijn methyleenblauw voor het eerst tegengekomen tijdens een biologieles. Een klassiek practicum is het bekijken van wangslijmvliescellen. Met een schoon wattenstaafje schraap je voorzichtig langs de binnenkant van je wang, en het materiaal smeer je uit op een objectglaasje. Een druppel methyleenblauw erop, een dekglaasje erover, en onder de microscoop zie je platte cellen met een duidelijk blauwe kern.

Dat practicum laat in één keer zien hoe een kleuring werkt. Het celplasma kleurt licht, de kern met het erfelijk materiaal donker. Ook uienvlies en gistcellen worden op school vaak zo bekeken. Scholen gebruiken daarvoor verdunde kleuroplossingen uit de laboratoriumhandel, en de practicumvoorschriften schrijven voor dat leerlingen handschoenen of een pincet gebruiken en de glaasjes na afloop netjes opruimen.

Waarom laboratoria soms andere kleurstoffen kiezen

Methyleenblauw is eenvoudig en snel, maar het kan niet alles. Voor het onderscheiden van groepen bacteriën gebruiken laboratoria bijvoorbeeld de gramkleuring, met andere kleurstoffen, en voor weefsel zijn er speciale combinaties van kleurstoffen. Methyleenblauw blijft vooral in gebruik waar een snelle, eenvoudige kleuring volstaat, of als onderdeel van samengestelde kleuringen.

Een indicator in de chemie

Methyleenblauw wisselt tussen een blauwe en een kleurloze vorm, afhankelijk van of het elektronen heeft opgenomen of niet. Daardoor is het een handige redoxindicator: de kleur laat zien of er zuurstof of een reducerende stof aanwezig is.

Een bekende proef op scholen is de blauwe-flesproef. In een fles met methyleenblauw, glucose en loog verdwijnt de kleur. Schud je de fles, dan komt er zuurstof bij en wordt de vloeistof weer blauw. Laat je hem staan, dan verdwijnt de kleur opnieuw. Hoe dat werkt, staat in Waarom methyleenblauw zo blauw is.

Vroeger werd een vergelijkbaar principe gebruikt om de hoeveelheid bacteriën in melk te schatten. Hoe sneller melk met een beetje methyleenblauw kleurloos werd, hoe actiever de bacteriën. Tegenwoordig zijn daar nauwkeurigere methoden voor. Het principe laat wel mooi zien hoe een kleurstof iets kan meten wat je met het blote oog niet ziet: de activiteit van micro-organismen wordt zichtbaar als een verandering van blauw naar kleurloos.

Methyleenblauw in de aquariumwereld

In de aquariumhobby is methyleenblauw al generaties lang een bekende stof. Het wordt vooral op twee manieren toegepast.

Bij viseieren. Viseieren kunnen worden aangetast door schimmels. Aquariumhouders voegen daarom soms een kleine hoeveelheid methyleenblauw toe aan het water waarin eieren worden uitgebroed. De stof heeft een remmend effect op micro-organismen, iets wat ook in overzichtsartikelen over methyleenblauw wordt beschreven.

In een quarantainebak. Nieuwe of zieke vissen worden vaak tijdelijk in een aparte bak gehouden. In zo'n bak wordt methyleenblauw soms gebruikt, juist omdat het daar niet in contact komt met het filter van het hoofdaquarium.

Waar je op let

Methyleenblauw heeft in een aquarium ook nadelen, en die zijn goed onderzocht.

• Het filter. Een aquarium blijft gezond dankzij bacteriën in het filter die giftig ammoniak omzetten in minder schadelijke stoffen. Dat proces heet nitrificatie. Sipos en Urakawa lieten in 2016 zien dat methyleenblauw giftig is voor deze bacteriën en archaea. Methyleenblauw in het hoofdaquarium kan het biologisch evenwicht dus verstoren.
• Ongewervelde dieren. Onderzoek van Li en collega's uit 2023 toonde aan dat methyleenblauw de groei en voortplanting van watervlooien aantast. Ongewervelde dieren, zoals garnalen en slakken, verdienen daarom extra voorzichtigheid.
• Planten en materialen. Methyleenblauw kan planten schaden, en het kleurt siliconenranden, decoratie en kunststof blauw. Die verkleuring is vaak blijvend.
• Verwijderen. Aquariumhouders halen de kleurstof na afloop uit het water met actieve kool in het filter en met waterverversingen.

Regels voor dieren

Ook middelen voor de behandeling van dieren zijn gereguleerd. Wie methyleenblauw voor vissen wil gebruiken, kiest bij voorkeur een product dat specifiek voor aquariumgebruik is bedoeld, met een gebruiksaanwijzing van de fabrikant, en raadpleegt bij zieke vissen een dierenarts met kennis van vissen. Wij geven geen advies over de behandeling van dieren. Meer over de regels staat in Methyleenblauw en de wet.

Veilig werken

Of je nu in een laboratorium of aan een aquarium werkt, een paar gewoontes maken het werk schoner en veiliger:

• werk op een ondergrond die tegen een vlek kan, en draag eventueel handschoenen;
• houd het flesje gesloten wanneer je het niet gebruikt, en bewaar het donker;
• zet het flesje buiten bereik van kinderen en huisdieren;
• spoel restanten niet in grote hoeveelheden door de gootsteen, omdat de stof schadelijk is voor waterorganismen.

Uitgebreide tips staan in Bewaren en vlekken verwijderen. Methyleenblauw is een werkzame stof; de aandachtspunten voor mensen staan in Veiligheid en wisselwerkingen.

Samengevat

In het laboratorium is methyleenblauw een klassieke kleurstof voor bacteriën en celkernen, een bestanddeel van bloedkleuringen en een indicator voor zuurstof. In de aquariumwereld wordt het al lang gebruikt bij viseieren en in quarantainebakken. Daar is voorzichtigheid op zijn plaats: de stof is schadelijk voor de bacteriën in het filter, voor ongewervelde dieren en voor planten, en het kleurt materialen blijvend. Bij zieke dieren is een dierenarts het juiste aanspreekpunt.