मेथिलीन ब्लू का इतिहास: रंजक से औषधि और अनुसंधान तक

मेथिलीन ब्लू किसी फार्मेसी तक पहुँचने से पहले एक मरीज तक पहुँच चुका था।

1891 में Paul Guttmann और Paul Ehrlich द्वारा मलेरिया में इस रंजक के उपयोग पर प्रकाशित रिपोर्ट में तापमान के दो चार्ट हैं। दूसरा चार्ट 13 July से 5 August तक चलता है, और उसके किनारे हर दिन दिया गया उपचार लिखा है। 18 और 19 July की प्रविष्टियों में "1 × 0,05 Methylenblau" लिखा है। अगले दिनों में उसी मात्रा की पाँच और सात खुराकें दर्ज हैं, और 22 July तक रिकॉर्ड में quinine की थोड़ी मात्रा भी जुड़ जाती है। चार्ट के पहले आधे हिस्से में 37 °C और 39.5 °C के बीच ऊपर-नीचे होने वाली बुखार की रेखा रंजक दिए जाने के बाद समतल हो जाती है और शेष तीन सप्ताह तक लगभग 36 °C और 37.5 °C के बीच रहती है।

मरीज उन दो व्यक्तियों में से एक था जिन्हें शोधपत्र में एक घरेलू नौकर और एक नाविक बताया गया है। उन्हें दिया गया यौगिक पंद्रह वर्षों से एक व्यावसायिक वस्त्र रंजक था, और ये दोनों पुरुष उन शुरुआती लोगों में शामिल हैं जिनके बारे में दर्ज है कि उनका उपचार किसी विशिष्ट जीव को लक्षित करने वाली पूरी तरह संश्लेषित दवा से किया गया।

रंजक पहले आया

व्यावसायिक रूप से सफल पहला संश्लेषित रंजक William Henry Perkin ने 1856 में बनाया। Perkin अठारह वर्ष के थे, Easter की छुट्टियों के दौरान घर की प्रयोगशाला में काम कर रहे थे और quinine का संश्लेषण करने की कोशिश कर रहे थे। इसके बजाय उन्हें एक काला अवशेष मिला, जिसे उन्होंने घोला और ऐसा रंग पाया जो रेशम पर चमकदार ढंग से स्थिर हो जाता था। उन्होंने August 1856 में इसका पेटेंट कराया और 1857 के अंत तक उनकी एक फैक्टरी London की एक silk dyeworks को इसकी आपूर्ति कर रही थी।

1875 में Adolf von Baeyer ने एक लाल रंजक संश्लेषित किया और यूनानी भाषा में भोर के लिए प्रयुक्त Eos शब्द के आधार पर उसका नाम eosin रखा। 1876 में Heinrich Caro, जो उस समय Badische Anilin- und Soda-Fabrik की प्रयोगशाला के निदेशक थे, ने Baeyer के साथ मिलकर मेथिलीन ब्लू को कपास के लिए aniline-आधारित रंजक के रूप में विकसित किया। इसकी रासायनिक संरचना लगभग नौ वर्ष बाद तक निश्चित नहीं हुई थी।

उस उत्पत्ति का प्रभाव आज भी पदार्थ के नाम में दिखाई देता है। "Methylene blue" किसी रासायनिक विवरण के बजाय रंजक सूची से आया एक व्यापारिक नाम है। जिस यौगिक के लिए इसका उपयोग होता है वह methylthioninium chloride है, और जैसे ही कोई पदार्थ का वजन करता है या कोई specification पढ़ता है, नाम, salt और उसके hydrates के बीच के अंतर महत्वपूर्ण हो जाते हैं।

staining ने सेतु का काम किया

रंजक कारखानों से अस्पताल तक का रास्ता microscope से होकर गया, और इसकी शुरुआत मेथिलीन ब्लू के अस्तित्व में आने से भी पहले हो चुकी थी। Wilhelm Erb रक्त पर संश्लेषित रंजक लगाने वाले पहले व्यक्ति थे; उन्होंने 1865 में picric acid का उपयोग किया और कुछ लाल रक्त कोशिकाओं के भीतर जालीदार pattern देखा।

Paul Ehrlich की 1878 की doctoral thesis ने histological staining की तुलना वस्त्रों को रंगने से की और तर्क दिया कि दोनों रासायनिक अभिक्रियाएँ हैं। Robert Koch के अधीन tubercle bacillus पर काम करते हुए उन्होंने aniline रंजकों को acidic और basic वर्गों में बाँटा और स्थापित किया कि प्रत्येक वर्ग कोशिका के अलग-अलग हिस्सों को रंगता है। 1880 में उन्होंने दोनों को मिलाया: methylene blue का संतृप्त घोल acid fuchsin में तब तक डाला गया जब तक ऊपर का द्रव साफ नहीं हो गया। परिणाम को उन्होंने neutralen Farbkörper, यानी तटस्थ रंजक, कहा। इससे एक के बजाय तीन रंग बने, polymorphonuclear कोशिकाओं में वे granules दिखाई दिए जो पहले नहीं दिखते थे, और पहली leukocyte differential count संभव हुई। चूँकि उन granules ने मिश्रण के दोनों घटकों को ग्रहण किया, Ehrlich ने उन्हें धारण करने वाली कोशिकाओं के लिए neutrophil शब्द बनाया।

दो वर्ष बाद Koch ने tubercle bacillus खोजने के लिए methylene blue का उपयोग किया और 1883 में Ehrlich ने इस विधि में सुधार किया। 1886 में उन्होंने एक अलग प्रकार का अवलोकन प्रकाशित किया: उन्होंने जीवित जानवरों में रंजक inject किया, तुलना की कि प्रत्येक अंग ने इसे कितनी मात्रा में ग्रहण किया, और निष्कर्ष निकाला कि मस्तिष्क और तंत्रिका ऊतक के प्रति इसकी स्पष्ट affinity थी। उन्होंने इस affinity को रंजक के oxidation-reduction cycling से जोड़ा, जिसे उन्होंने पिछले वर्ष देखा था। यही cycling कारण है कि oxygen समाप्त होने पर methylene blue के घोल का रंग गायब हो जाता है और हवा वापस मिलने पर फिर लौट आता है। उस cycling के परिणामों को पहली बार मापने वाले प्रयोग बाद के दशक के हैं, और स्वयं mechanism इस इतिहास से अलग विषय है।

parasite और बैंगनी nucleus

Alphonse Laveran ने 1880 में ताज़े, बिना रंगे रक्त की जाँच करके malaria parasite खोजा। सूखे smear में उसे नियमित रूप से देखने के लिए stain की आवश्यकता थी, और उस समय के stains केवल लाल और नीला रंग देते थे।

1888 में Polish pathologist Czesław Cheçinski ने acid fuchsin की जगह eosin का उपयोग किया और methylene blue तथा eosin का मिश्रण बनाया। उनकी विधि के पीछे का मामला एक सैनिक का था जिसकी 30 September 1887 को malaria से मृत्यु हुई थी। रक्त films में Cheçinski ने नीले, daisy-जैसे रूप देखे, जिन्हें अब Plasmodium malariae माना जाता है, और sickle-shaped रूप देखे, जिन्हें अब Plasmodium falciparum के gametocytes माना जाता है। इस परिणाम ने रोग की दो प्रतिस्पर्धी व्याख्याओं को एक साथ समाप्त कर दिया: miasma theory, और Edwin Klebs तथा Corrado Tommasi-Crudeli का यह दावा कि malaria किसी bacterium के कारण होता है।

parasite दिखाई दे रहा था। उसका nucleus नहीं, इसलिए उसकी प्रकृति खुला प्रश्न बनी रही। Breslau के physician Ernst Malachowski ने पहले संयोग से और फिर जानबूझकर इस समस्या को हल किया। 1889 में एक preparation में उन्होंने plasmodial nucleus का differential staining देखा, लेकिन उसे दोबारा उत्पन्न नहीं कर सके। methylene blue को acidic बनाने से मदद नहीं मिली। borax से उसे alkaline बनाने पर हर बार प्रभाव दिखाई दिया। उन्होंने 15 June 1890 को इस तकनीक का सार्वजनिक प्रदर्शन किया और उसी वर्ष इसे प्रकाशित किया; अधिक विस्तृत विधि August 1891 में प्रकाशित हुई।

Dmitri Romanowsky ने अपना संस्करण September 1891 में प्रकाशित किया। उनके सर्वोत्तम परिणाम methylene blue के दो महीने से अधिक पुराने, उपेक्षित और फफूँद लगे घोल की बोतल से आए। Malachowski का विवरण जानबूझकर विकसित किया गया था और, उनके शब्दों में, आसानी से दोहराया जा सकता था; Romanowsky की विधि एक ऐसा बंद रास्ता थी जो एक बार काम कर गया। फिर भी eponym Romanowsky के नाम पर चला गया, और उस बैंगनी रंग को किसने विकसित किया जिसने nucleus को दिखाई देने योग्य बनाया, इस विवाद की अपनी अलग कहानी और दस्तावेज़ हैं।

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चित्र:** Guttmann और Ehrlich की 1891 की रिपोर्ट का दूसरा तापमान चार्ट। ऊपरी panel 13 से 24 July तक और निचला panel 25 July से 5 August तक का समय दिखाता है; किनारे की प्रविष्टियाँ दी गई doses के नाम दर्ज करती हैं, और रिकॉर्ड के अंतिम तीन सप्ताह में तापमान लगभग सामान्य रहता है। Krafts, Hempelmann और Skórska-Stania, Parasitology Research 111:1–6 (2012) के लिए scan की गई रिपोर्ट से पुनरुत्पादित, PMID 22411634।

ripening वास्तव में demethylation निकला

1890s में शामिल किसी भी व्यक्ति को नहीं पता था कि "ripening" methylene blue के साथ वास्तव में क्या करता है। इसका उत्तर industrial chemistry से आया। Heinrich August Bernthsen ने 1883 में मूल compound phenothiazine का संश्लेषण किया, 1885 में स्थापित किया कि methylene blue उसी family का हिस्सा है, और उसी अवधि में दिखाया कि alkaline परिस्थितियाँ रंजक से methyl groups हटाती हैं, जिससे वे compounds बनते हैं जिन्हें अब azures कहा जाता है।

Bernard Nocht ने 1898 और 1899 में सक्रिय fraction निकाला और उसे केवल Rot aus Methylenblau, यानी methylene blue से प्राप्त लाल पदार्थ, कह सके। Michaelis ने 1901 में इसकी पहचान azure I के रूप में की। Jenner ने 1899 में dye precipitate के solvent के रूप में absolute methanol का उपयोग शुरू किया, जिससे blood films को heat-fix करने की आवश्यकता समाप्त हो गई; Leishman और Reuter ने दोनों प्रगतियों को जोड़ा; Wright ने 1902 में एक सरल विधि प्रकाशित की। Giemsa का योगदान, जो 1902 में ही आया, यह था कि उन्होंने अनियमित रूप से ripened घोल पर निर्भर रहना बंद किया और इसके बजाय ज्ञात dyes की मापी हुई मात्राओं का उपयोग किया। इसके बाद उन्होंने यह प्रकाशित करने से इनकार कर दिया कि वे pure methylene azure कैसे बनाते थे और विधि Dr. Grübler की laboratory को बेच दी, जिसने उत्पाद को azure I के रूप में बेचा और दावा किया कि केवल उसका संस्करण ही प्रामाणिक Giemsa stain था।

दो विश्व युद्धों ने संयोग से बाकी काम पूरा कर दिया। जब German dyes उपलब्ध नहीं रहे, Lillie, Roe और Wilcox ने American substitutes पर काम किया और पाया कि सर्वोत्तम staining तीन अलग किए गए घटकों से मिलती है: pure methylene blue, उसका breakdown product Azure B, और eosin। ये तीनों आज भी malaria के diagnosis के लिए उपयोग किए जाने वाले stain के प्रमुख घटक हैं, जिसका नाम अब Malachowski, Wright और Giemsa तीनों को एक साथ जोड़ता है।

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चित्र:** मानव लाल रक्त कोशिकाओं में Plasmodium falciparum के ring forms, जिन्हें Romanowsky-type विधि से stain किया गया है। ring के भीतर की बैंगनी संरचना chromatin है, जिसे Malachowski के borax-treated methylene blue ने पहली बार दिखाई देने योग्य बनाया। चित्र Ernst Hempelmann द्वारा, public domain में जारी।

एक नाम, कई पदार्थ

इन घटकों को अलग करने में लगे वर्षों ने ऐसी समस्या छोड़ी जो स्वयं chemistry से अधिक समय तक बनी रही। Ralph Lillie ने 1969 में biological stains, जिन्हें "उनके नाज़ुक और सटीक उपयोगों के अनुरूप कठोर specifications के अनुसार निर्मित" किया जाता है, और textile colouring के लिए non-biological stains, जिन्हें "कम कठोर और कम मांग वाले manufacturing standards की आवश्यकता होती है", के बीच स्पष्ट सीमा खींची। दोनों प्रकार के उत्पाद एक ही नाम रखते थे, और उनके बीच का अंतर केवल गुणवत्ता के स्तर का अंतर नहीं था। cotton के लिए लिखी गई specification और diagnostic reagent के लिए लिखी गई specification परस्पर विनिमेय नहीं हैं, और textile specification के अनुसार बनाया गया पदार्थ निगलने के लिए अभिप्रेत नहीं था।

Azure B इसका सबसे स्पष्ट उदाहरण है। यह methylene blue का monodemethylated रूप है, इसकी अपनी मापने योग्य pharmacological activity है, और दोनों को अलग किए जाने से पहले एक सदी से अधिक समय तक यह clinical methylene blue preparations में अनियंत्रित constituent के रूप में मौजूद रहा। एक समूह ने पाया कि methylene blue दिए जाने के बाद autopsy में लिए गए human tissue में 5 से 14 per cent अपरिवर्तित methylene blue और 86 से 95 per cent Azure B था। किसी preparation में Azure B होना चाहिए या नहीं, और उसकी सीमा क्या होनी चाहिए, यह specification का प्रश्न है, और impurity और metabolite के रूप में Azure B पर research वहीं से इस विषय को आगे बढ़ाती है।

व्यावहारिक परिणाम भी specification में ही निहित है। USP conformance बाजार में उपलब्ध सर्वोच्च purity तक पहुँचने का मार्ग है, क्योंकि यह किसी एक measurement के बजाय एक पूर्ण प्रकाशित test standard है। इसमें identity, assay, Azure B सहित organic impurities, residual solvents, elemental impurities, residue on ignition, microbial limits और bacterial endotoxins शामिल हैं। कोई certificate यदि heavy-metal result रिपोर्ट करके उसे USP compliance कहता है, तो उसने इस सूची की केवल एक पंक्ति रिपोर्ट की है।

Blupreme अपना methylene blue एक pharmaceutical manufacturer से प्राप्त करता है और पूर्ण certificate of analysis प्रकाशित करता है, जिसमें केवल heavy metals के बजाय पूरी USP specification की testing की जाती है। certificate of analysis पढ़ने की guide और USP designation क्या स्थापित करती है और क्या नहीं यह बताते हैं कि document को claim से कैसे मिलाकर जाँचा जाए।

इतिहास क्या स्थापित करने की अनुमति देता है, और क्या नहीं

यह वंश-क्रम वास्तविक है, और अधिकांश product pages जितना संकेत करती हैं उससे लंबा है। methylene blue का उपयोग 1891 में malaria के उपचार में किया गया, 1899 में agitated psychosis में sedative के रूप में इसकी रिपोर्ट की गई, और इसकी रासायनिक वंश-रेखा quinacrine, chloroquine, promethazine और chlorpromazine तक जाती है। Arthur Leppmann के साथ Ehrlich के 1890 के paper में neuralgic और rheumatic pain में राहत का वर्णन किया गया, और फिर मानसिक बीमारी में रंजक की जाँच पर विचार करके ऐसा न करने का निर्णय लिया गया।

इनमें से कोई भी बात आधुनिक उपयोग स्थापित नहीं करती। 1891 का malaria परिणाम दो मरीजों और एक तापमान चार्ट पर आधारित था। किसी molecule से लंबे समय से परिचित होना उसका अध्ययन करने का कारण है, परिणाम नहीं। drug के रूप में compound का इतिहास और malaria में आधुनिक trials Ehrlich द्वारा पूछे जा रहे प्रश्नों से अलग प्रश्नों के उत्तर देते हैं, और endpoints को उनकी अपनी शर्तों पर पढ़ना आवश्यक है।

रिकॉर्ड में एक विवरण ऐसा है जो अतीत के बजाय वर्तमान से संबंधित है। जब researchers ने 2000s में Burkina Faso में methylene blue के malaria trials किए, तो उन्हें pharmaceutical-grade material के लिए प्रतिस्पर्धा करनी पड़ी, और उन्होंने रिपोर्ट किया कि GMP validation मिलने के बाद raw material की कीमत लगभग एक सौ गुना बढ़ गई थी। किसी dye को बदला जा सकता था। किसी drug को नहीं। Lillie ने 1969 में जो अंतर बताया था, वही आज भी यह तय करता है कि किसी bottle में वास्तव में क्या है।