મેથીલીન બ્લૂનો ઇતિહાસ: રંગથી દવા અને સંશોધન સુધી

મેથીલીન બ્લૂ ફાર્મસી સુધી પહોંચે તે પહેલાં દર્દી સુધી પહોંચી ગયું હતું.

1891માં પોલ ગુટમન્ન અને પોલ એર્લિખે મેલેરિયામાં આ રંગના ઉપયોગ વિશે આપેલા અહેવાલમાં તાપમાનના બે ચાર્ટ છે. બીજો ચાર્ટ 13 Julyથી 5 August સુધીનો છે, જેમાં દરરોજ આપવામાં આવેલી સારવાર હાંસિયામાં લખેલી છે. 18 અને 19 Julyની નોંધોમાં "1 × 0,05 Methylenblau" લખ્યું છે. ત્યારબાદના દિવસોમાં એ જ માત્રાની પાંચ અને સાત ડોઝ નોંધાયેલી છે, અને 22 July સુધીમાં નોંધમાં થોડી માત્રામાં ક્વિનાઇન પણ ઉમેરાય છે. ચાર્ટના પ્રથમ અડધા ભાગમાં 37 °C અને 39.5 °C વચ્ચે ઊછળતી તાવની રેખા રંગ આપ્યા પછી સપાટ થવા લાગે છે અને બાકીના ત્રણ અઠવાડિયા દરમિયાન લગભગ 36 °C અને 37.5 °C વચ્ચે રહે છે.

દર્દી બેમાંથી એક હતો; લેખમાં તેમને ઘરેલુ નોકર અને નાવિક તરીકે વર્ણવવામાં આવ્યા છે. તેમને મળેલું સંયોજન પંદર વર્ષથી વ્યાવસાયિક કાપડનો રંગ હતું, અને આ બંને પુરુષો એવા પ્રારંભિક નોંધાયેલા લોકોમાં આવે છે જેમને કોઈ ચોક્કસ જીવને લક્ષ્ય બનાવતી સંપૂર્ણ કૃત્રિમ દવાથી સારવાર આપવામાં આવી હતી.

રંગ પહેલાં આવ્યો

પ્રથમ વ્યાવસાયિક રીતે સફળ કૃત્રિમ રંગ વિલિયમ હેનરી પર્કિને 1856માં બનાવ્યો. પર્કિન અઢાર વર્ષનો હતો, Easterની રજામાં ઘરની પ્રયોગશાળામાં કામ કરતો હતો અને ક્વિનાઇનનું સંશ્લેષણ કરવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યો હતો. તેના બદલે તેને કાળો અવશેષ મળ્યો; તેણે તેને દ્રાવિત કર્યો અને એવો રંગ મળ્યો જે રેશમ પર તેજસ્વી રીતે સ્થિર થતો હતો. તેણે August 1856માં તેની પેટન્ટ મેળવી અને 1857ના અંત સુધીમાં Londonની રેશમ રંગવાની ફેક્ટરીને પુરવઠો કરતી પોતાની ફેક્ટરી શરૂ કરી દીધી.

1875માં એડોલ્ફ વોન બેયરે લાલ રંગનું સંશ્લેષણ કર્યું અને ગ્રીક ભાષામાં ઉષા માટેના Eos શબ્દ પરથી તેનું નામ eosin રાખ્યું. 1876માં, ત્યારે Badische Anilin- und Soda-Fabrikની પ્રયોગશાળાના નિયામક હાઇનરિખ કારોએ બેયર સાથે મળીને મેથીલીન બ્લૂને કપાસ માટેના એનિલિન-આધારિત રંગ તરીકે વિકસાવ્યું. તેની રાસાયણિક રચના લગભગ નવ વર્ષ પછી જ નિશ્ચિત થઈ.

આ ઉત્પત્તિ પદાર્થના નામમાં આજે પણ દેખાય છે. "મેથીલીન બ્લૂ" રંગોની સૂચિમાંથી આવેલું વેપારી નામ છે, રાસાયણિક વર્ણન નહીં. તે જે સંયોજનને સૂચવે છે તે methylthioninium chloride છે, અને કોઈ વ્યક્તિ સામગ્રીનું વજન કરે અથવા સ્પેસિફિકેશન વાંચે ત્યારે નામ, લવણ અને તેના હાઇડ્રેટ્સ વચ્ચેના ભેદ મહત્વના બની જાય છે.

સ્ટેઇનિંગે સેતુનું કામ કર્યું

રંગની ફેક્ટરીથી હોસ્પિટલ સુધીનો માર્ગ માઇક્રોસ્કોપમાંથી પસાર થયો, અને તેની શરૂઆત મેથીલીન બ્લૂ અસ્તિત્વમાં આવે તે પહેલાં થઈ હતી. 1865માં picric acidનો ઉપયોગ કરીને રક્ત પર કૃત્રિમ રંગ લગાવનાર પ્રથમ વ્યક્તિ વિલ્હેલ્મ એર્બ હતા, અને તેમણે કેટલાક લાલ રક્તકણોમાં જાળાકાર પેટર્ન જોયું.

પોલ એર્લિખની 1878ની ડોક્ટરલ થિસિસે હિસ્ટોલોજિકલ સ્ટેઇનિંગની તુલના કાપડ રંગવાની પ્રક્રિયા સાથે કરી અને દલીલ કરી કે બંને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ છે. રોબર્ટ કોખ હેઠળ tubercle bacillus પર કામ કરતી વખતે તેમણે એનિલિન રંગોને અમ્લીય અને ક્ષારીય વર્ગોમાં વહેંચ્યા અને સ્થાપિત કર્યું કે દરેક વર્ગ કોષના અલગ ભાગોને રંગે છે. 1880માં તેમણે બંનેને ભેળવ્યા: મેથીલીન બ્લૂનું સંતૃપ્ત દ્રાવણ acid fuchsinમાં ત્યાં સુધી ઉમેરાયું જ્યાં સુધી ઉપરનું પ્રવાહી સ્વચ્છ ન થયું. પરિણામને તેમણે neutralen Farbkörper અથવા neutral stain કહ્યું; તેમાં એકના બદલે ત્રણ રંગ બન્યા, polymorphonuclear કોષોમાં અગાઉ ન દેખાતા દાણાદાર ઘટકો દેખાયા અને પ્રથમ leukocyte differential count શક્ય બન્યો. આ દાણાઓએ મિશ્રણના બંને ઘટકો સ્વીકાર્યા હોવાથી એર્લિખે તેમને ધરાવતા કોષો માટે neutrophil શબ્દ બનાવ્યો.

બે વર્ષ પછી કોખે tubercle bacillus શોધવા મેથીલીન બ્લૂનો ઉપયોગ કર્યો અને 1883માં એર્લિખે પદ્ધતિ સુધારી. 1886માં તેમણે અલગ પ્રકારનું અવલોકન પ્રકાશિત કર્યું: તેમણે જીવિત પ્રાણીઓમાં રંગનું ઇન્જેક્શન આપ્યું, દરેક અંગે તેને કેટલી મજબૂતીથી ગ્રહણ કર્યો તેની તુલના કરી અને નિષ્કર્ષ આપ્યો કે મગજ અને નર્વસ ટિશ્યૂ માટે તેમાં નોંધપાત્ર આકર્ષણ હતું. તેમણે આ આકર્ષણને રંગના oxidation-reduction cycling સાથે જોડ્યું, જે તેમણે અગાઉના વર્ષે જોયું હતું. આ cyclingને કારણે જ મેથીલીન બ્લૂનું દ્રાવણ તેનો ઓક્સિજન વપરાઈ જાય ત્યારે રંગ ગુમાવે છે અને હવા ફરી મળે ત્યારે રંગ પાછો મેળવે છે. આ cyclingના પરિણામો પ્રથમ વખત માપનારા પ્રયોગો પછીના દાયકાના છે, અને મિકેનિઝમ પોતે ઇતિહાસથી અલગ વિષય છે.

પરજીવી અને જાંબલી ન્યુક્લિયસ

આલ્ફોન્સ લાવેરાને 1880માં તાજા, unstained રક્તનું પરીક્ષણ કરીને મેલેરિયાનો પરજીવી શોધ્યો. તેને સુકાયેલા smearમાં નિયમિત રીતે જોવા માટે stain જરૂરી હતું, અને તે સમયના stains માત્ર લાલ અને વાદળી રંગ આપતા હતા.

1888માં પોલિશ પેથોલોજિસ્ટ ચેસ્વાવ ચેચિન્સ્કીએ acid fuchsinને eosinથી બદલ્યું અને મેથીલીન બ્લૂ તથા eosinનું મિશ્રણ બનાવ્યું. તેમની પદ્ધતિ પાછળનો કેસ એવો સૈનિક હતો જે 30 September 1887ના રોજ મેલેરિયાથી મૃત્યુ પામ્યો હતો. રક્તની filmsમાં ચેચિન્સ્કીએ વાદળી ડેઝી જેવા આકાર જોયા, જેને હવે Plasmodium malariae તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને હંસિયા જેવા આકાર જોયા, જેને હવે Plasmodium falciparumના gametocytes તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પરિણામે રોગ વિશેની બે સ્પર્ધાત્મક સમજણો એકસાથે સમાપ્ત થઈ: miasma theory અને એડવિન ક્લેબ્સ તથા કોરાડો ટોમ્માસી-ક્રુડેલીએ કરેલો દાવો કે મેલેરિયા બેક્ટેરિયમથી થાય છે.

પરજીવી દેખાતો હતો. તેનો ન્યુક્લિયસ દેખાતો નહોતો, તેથી તેની પ્રકૃતિ અનિશ્ચિત રહી. Breslauના ચિકિત્સક એર્ન્સ્ટ માલાખોવ્સ્કીએ આ સમસ્યા પહેલાં અકસ્માતે અને પછી ઇરાદાપૂર્વક ઉકેલી. 1889માં એક તૈયારીમાં તેમણે plasmodial nucleusનું differential staining જોયું પરંતુ તેને ફરી ઉત્પન્ન કરી શક્યા નહીં. મેથીલીન બ્લૂને અમ્લીય બનાવવાથી મદદ ન થઈ. borax વડે તેને ક્ષારીય બનાવતાં અસર દર વખતે મળી. તેમણે 15 June 1890ના રોજ જાહેરમાં આ તકનીક બતાવી અને એ જ વર્ષે તેને પ્રકાશિત કરી; વધુ સંપૂર્ણ પદ્ધતિ August 1891માં પ્રકાશિત થઈ.

દિમિત્રી રોમાનૉવ્સ્કીએ પોતાની આવૃત્તિ September 1891માં પ્રકાશિત કરી. તેમના શ્રેષ્ઠ પરિણામો બે મહિનાથી વધુ જૂની, અવગણાયેલી અને ફૂગ લાગેલી મેથીલીન બ્લૂના દ્રાવણની બોટલમાંથી મળ્યા. માલાખોવ્સ્કીનું વર્ણન ઇરાદાપૂર્વકનું અને, તેમના શબ્દોમાં, સરળતાથી પુનરાવર્તિત કરી શકાય એવું હતું; રોમાનૉવ્સ્કીનું પરિણામ એક વખત ચાલેલું પરંતુ આગળ ન વધતું માર્ગ હતું. તેમ છતાં નામ રોમાનૉવ્સ્કીને મળ્યું, અને ન્યુક્લિયસને દેખાડનાર જાંબલી રંગ સૌપ્રથમ કોણે બનાવ્યો તે અંગેનો વિવાદ તેના પોતાના દસ્તાવેજો ધરાવતી અલગ વાર્તા છે.

આકૃતિ: ગુટમન્ન અને એર્લિખના 1891ના અહેવાલનો બીજો તાપમાન ચાર્ટ. ઉપરનો પેનલ 13થી 24 July અને નીચેનો પેનલ 25 Julyથી 5 August આવરે છે; હાંસિયાની નોંધોમાં આપવામાં આવેલી ડોઝના નામ છે, અને નોંધના અંતિમ ત્રણ અઠવાડિયામાં તાપમાન સામાન્યની નજીક રહે છે. Krafts, Hempelmann અને Skórska-Stania માટે સ્કેન કરાયેલા અહેવાલમાંથી પુનઃઉત્પાદિત, Parasitology Research* 111:1–6 (2012), PMID 22411634.

Ripening હકીકતમાં demethylation નીકળ્યું

1890ના દાયકામાં સામેલ કોઈને ખબર નહોતી કે "ripening" મેથીલીન બ્લૂમાં શું કરે છે. જવાબ ઔદ્યોગિક રસાયણશાસ્ત્રમાંથી આવ્યો. હાઇનરિખ ઑગસ્ટ બર્ન્થસેને 1883માં parent compound phenothiazineનું સંશ્લેષણ કર્યું, 1885માં સ્થાપિત કર્યું કે મેથીલીન બ્લૂ એ જ કુટુંબમાં આવે છે અને એ જ સમયગાળામાં બતાવ્યું કે ક્ષારીય પરિસ્થિતિઓ રંગમાંથી methyl groups દૂર કરે છે, જેનાથી આજે azures કહેવાતા સંયોજનો બને છે.

બર્નાર્ડ નોખ્ટે 1898 અને 1899માં સક્રિય fraction અલગ કર્યો અને તેને ફક્ત Rot aus Methylenblau, એટલે કે મેથીલીન બ્લૂમાંથી મળેલો લાલ, કહી શક્યા. Michaelisએ 1901માં તેને azure I તરીકે ઓળખ્યો. Jennerએ 1899માં dye precipitate માટે solvent તરીકે absolute methanol રજૂ કર્યું, જેથી blood filmsને heat-fix કરવાની જરૂર દૂર થઈ; Leishman અને Reuterએ બંને સુધારાઓ ભેગા કર્યા; Wrightએ 1902માં સરળ બનાવેલી પદ્ધતિ પ્રકાશિત કરી. Giemsaનું યોગદાન, 1902માં જ, randomly ripened solution પર આધાર રાખવાનું બંધ કરીને તેના બદલે જાણીતા dyesની માપેલી માત્રાનો ઉપયોગ કરવાનું હતું. ત્યારબાદ તેમણે pure methylene azure કેવી રીતે બનાવતા તે પ્રકાશિત કરવાનું નકાર્યું અને પદ્ધતિ Dr. Grüblerની પ્રયોગશાળાને વેચી દીધી, જેણે ઉત્પાદનને azure I તરીકે બજારમાં મૂક્યું અને દાવો કર્યો કે માત્ર તેની આવૃત્તિ જ અસલ Giemsa stain હતી.

બે વિશ્વયુદ્ધોએ અનાયાસે કામ પૂર્ણ કર્યું. German dyes મળવા મુશ્કેલ બનતાં Lillie, Roe અને Wilcoxએ American substitutes પર કામ કર્યું અને શોધ્યું કે શ્રેષ્ઠ staining ત્રણ અલગ ઘટકોમાંથી મળતું હતું: pure methylene blue, તેનો breakdown product azure B, અને eosin. આજેય મેલેરિયાના નિદાન માટે વપરાતા stainના મુખ્ય ઘટકો આ ત્રણ જ છે, એવા નામ હેઠળ જે હવે Malachowski, Wright અને Giemsaને એકસાથે જોડે છે.

આકૃતિ: માનવ લાલ રક્તકણોમાં Plasmodium falciparum*ના ring forms, Romanowsky-type પદ્ધતિથી રંગાયેલા. વળયની અંદરની જાંબલી રચના એ chromatin છે જેને Malachowskiના borax-treated methylene blueએ પહેલી વાર દેખાડ્યું હતું. Ernst Hempelmannની છબી, public domainમાં પ્રકાશિત.

એક નામ, અનેક સામગ્રી

આ ઘટકો અલગ પાડવામાં જેટલા વર્ષો લાગ્યા તેમાંથી એક એવી સમસ્યા રહી ગઈ જે રસાયણશાસ્ત્ર કરતાં વધુ લાંબી ચાલી. Ralph Lillieએ 1969માં biological stains, જે "તેમના નાજુક અને ચોકસાઈ માગતા ઉપયોગોને અનુરૂપ કડક સ્પેસિફિકેશન મુજબ બનાવવામાં આવે છે", અને textile colouring માટેના non-biological stains, જેને "ઓછા કડક અને ઓછી માંગવાળા ઉત્પાદન ધોરણોની જરૂર પડે છે", વચ્ચે રેખા દોરી. બંને પ્રકારના ઉત્પાદનો એ જ નામ ધરાવતા હતા, અને તેમનો તફાવત માત્ર ગુણવત્તાના સ્તરનો તફાવત ક્યારેય નહોતો. કપાસ માટે લખાયેલું સ્પેસિફિકેશન અને diagnostic reagent માટે લખાયેલું સ્પેસિફિકેશન એકબીજાના સ્થાને વાપરી શકાતાં નથી, અને textile સ્પેસિફિકેશન મુજબ બનેલી સામગ્રી ગળવા માટે બનાવવામાં આવી નહોતી.

Azure B તેનું સૌથી સ્પષ્ટ ઉદાહરણ છે. તે મેથીલીન બ્લૂનું monodemethylated સ્વરૂપ છે, તેની પોતાની માપી શકાય તેવી pharmacological activity છે, અને બંનેને અલગ પાડવામાં આવે તે પહેલાં એક સદીથી વધુ સમય સુધી clinical methylene blue preparationsમાં તે અનિયંત્રિત ઘટક તરીકે હાજર હતું. એક જૂથે શોધ્યું કે methylene blue administration પછી autopsy દરમિયાન લેવાયેલા માનવ tissueમાં 5થી 14 per cent unchanged methylene blue અને 86થી 95 per cent azure B હતું. કોઈ ચોક્કસ preparationમાં azure B હોવું જોઈએ કે નહીં, અને હોય તો કઈ મર્યાદામાં, એ specificationનો પ્રશ્ન છે, અને impurity અને metabolite તરીકે azure B પરનું સંશોધન ત્યાંથી આગળ વધે છે.

વ્યવહારુ પરિણામ પણ specificationમાં જ સમાયેલું છે. USP conformance બજારમાં ઉપલબ્ધ સર્વોચ્ચ શુદ્ધતા સુધી પહોંચવાનો માર્ગ છે, કારણ કે તે એક જ માપ નહીં પરંતુ સંપૂર્ણ પ્રકાશિત test standard છે. તેમાં identity, assay, organic impurities જેમાં azure dyesનો સમાવેશ થાય છે, residual solvents, elemental impurities, residue on ignition, microbial limits અને bacterial endotoxins આવરે છે. કોઈ certificate heavy-metalનું પરિણામ બતાવીને તેને USP compliance કહે તો તેણે આ યાદીની માત્ર એક જ લાઇન બતાવી છે.

Blupreme તેનું methylene blue pharmaceutical manufacturer પાસેથી મેળવે છે અને સંપૂર્ણ certificate of analysis પ્રકાશિત કરે છે, જેમાં માત્ર heavy metals નહીં પરંતુ આખું USP specification ચકાસવામાં આવે છે. certificate of analysis કેવી રીતે વાંચવું તેની માર્ગદર્શિકા અને USP designation શું સ્થાપિત કરે છે અને શું નથી કરતું દસ્તાવેજને દાવા સામે કેવી રીતે તપાસવો તે સમજાવે છે.

ઇતિહાસ શું માન્ય કરે છે, અને શું નથી કરતો

વંશાવળી વાસ્તવિક છે, અને મોટા ભાગના product pages બતાવે છે તે કરતાં લાંબી છે. મેથીલીન બ્લૂનો 1891માં મેલેરિયામાં ઉપયોગ થયો, 1899માં agitated psychosisમાં sedative તરીકે તેનો અહેવાલ આવ્યો, અને તેની side chain quinacrine, chloroquine, promethazine અને chlorpromazine સુધી જાય છે. Arthur Leppmann સાથેના Ehrlichના 1890ના paperમાં neuralgic અને rheumatic painમાં રાહતનું વર્ણન હતું, અને પછી mental illnessમાં આ રંગનું પરીક્ષણ કરવાની વિચારણા કરીને તે ન કરવાનો નિર્ણય લેવામાં આવ્યો.

આમાંથી કંઈપણ આધુનિક ઉપયોગ સ્થાપિત કરતું નથી. 1891નું મેલેરિયાનું પરિણામ બે દર્દીઓ અને એક તાપમાન ચાર્ટ પૂરતું હતું. કોઈ molecule સાથે લાંબા સમયની ઓળખાણ તેનો અભ્યાસ કરવાનો કારણ છે, પરિણામ નહીં. દવા તરીકે સંયોજનનો ઇતિહાસ અને મેલેરિયામાં આધુનિક trials Ehrlich પૂછતા હતા તે પ્રશ્નોથી અલગ પ્રશ્નોના જવાબ આપે છે, અને endpointsને તેમના પોતાના સંદર્ભમાં વાંચવા પડે છે.

નોંધમાં એક એવી વિગત છે જે ભૂતકાળ કરતાં વર્તમાન સાથે વધુ સંબંધિત છે. 2000ના દાયકામાં Burkina Fasoમાં સંશોધકોએ methylene blue malaria trials ચલાવ્યાં ત્યારે તેમને pharmaceutical-grade સામગ્રી મેળવવા માટે સ્પર્ધા કરવી પડી, અને તેમણે અહેવાલ આપ્યો કે GMP validation મળ્યા પછી raw materialની કિંમત લગભગ સો ગણો વધી ગઈ હતી. એક dyeને બદલી શકાય. એક drugને નહીં. Lillieએ 1969માં દોરેલો ભેદ આજેય કોઈ બોટલમાં શું છે તે નક્કી કરતો એ જ ભેદ છે.