Sajarah biru metilena: saka pewarna dadi obat lan riset

Biru metilena tekan pasien sadurunge tekan apotek.

Laporan taun 1891 dening Paul Guttmann lan Paul Ehrlich babagan panggunaan pewarna iki kanggo malaria ngemot rong grafik suhu. Grafik kapindho lumaku saka 13 July nganti 5 August, kanthi perawatan ditulis ing pinggir saben dina. Cathetan tanggal 18 lan 19 July maca "1 × 0,05 Methylenblau". Dina-dina sabanjure nyathet limang lan pitung dosis kanthi jumlah sing padha, lan nalika 22 July, jumlah cilik quinine wis melu kacathet. Garis demam, sing munggah-mudhun antarane 37 °C lan 39.5 °C sajrone separo pisanan grafik, dadi luwih rata sawisé pewarna diwenehake lan tetep antarane watara 36 °C lan 37.5 °C sajrone telung minggu sisane.

Pasien kasebut salah siji saka loro wong, sing ing makalah diterangake minangka pembantu rumah tangga lan pelaut. Senyawa sing ditampa wis dadi pewarna tekstil komersial suwene limalas taun, lan wong loro iki kalebu wong paling awal sing kacathet nampa perawatan nganggo obat sintetis kanthi lengkap sing ditujokake marang organisme tartamtu.

Pewarna teka luwih dhisik

Pewarna sintetis pisanan sing sukses sacara komersial digawe dening William Henry Perkin ing 1856. Perkin umur wolulas taun, nyambut gawe ing laboratorium omah nalika preian Easter, lan nyoba nyintesis quinine. Nanging dheweke entuk residu ireng, banjur nglarutake lan nemokake werna sing bisa nempel kanthi cemerlang ing sutra. Dheweke mematenake ing August 1856 lan ing pungkasan 1857 wis duwe pabrik sing nyuplai perusahaan pewarnaan sutra ing London.

Ing 1875 Adolf von Baeyer nyintesis pewarna abang lan menehi jeneng eosin, saka Eos, tembung Yunani kanggo fajar. Ing 1876 Heinrich Caro, wektu iku direktur laboratorium ing Badische Anilin- und Soda-Fabrik, ngembangake biru metilena bebarengan karo Baeyer minangka pewarna adhedhasar aniline kanggo katun. Struktur kimiane durung ditemtokake kanthi pasti nganti watara sangang taun sabanjure.

Asal-usul kasebut isih katon saka cara zat iki dijenengi. "Methylene blue" iku jeneng dagang saka katalog pewarna, dudu katrangan kimia. Senyawa sing dimaksud yaiku methylthioninium chloride, lan bedane antarane jeneng, uyah, lan hidraté dadi penting nalika wong nimbang bahan kasebut utawa maca sawijining spesifikasi.

Pewarnaan dadi jembatan

Dalan saka pabrik pewarna menyang rumah sakit liwat mikroskop, lan diwiwiti sadurunge biru metilena ana. Wilhelm Erb minangka wong pisanan sing nggunakake pewarna sintetis kanggo getih, nganggo picric acid ing 1865, lan dheweke ndeleng pola retikuler ing njero sawetara sel getih abang.

Tesis doktoral Paul Ehrlich taun 1878 mbandhingake pewarnaan histologis karo pewarnaan tekstil lan nyatakake yen loro-lorone minangka reaksi kimia. Nalika nyambut gawe ing sangisore Robert Koch babagan bacillus tuberkel, dheweke nggolongake pewarna aniline dadi kelas asam lan basa lan netepake yen saben kelas menehi werna marang bagean sel sing beda. Ing 1880 dheweke nyampur loro-lorone: larutan jenuh biru metilena diwutahake menyang acid fuchsin nganti cairan ing sisih ndhuwur dadi bening. Asile, sing diarani neutralen Farbkörper utawa pewarna netral, ngasilake telung werna tinimbang siji, nuduhake granula ing sel polymorphonuclear sing sadurunge ora katon, lan ndadekake penghitungan diferensial leukosit pisanan bisa ditindakake. Amarga granula kasebut nyerep loro komponen campuran, Ehrlich nggawe istilah neutrophil kanggo sel sing ngemot granula kasebut.

Rong taun sabanjure Koch nggunakake biru metilena kanggo nemokake bacillus tuberkel, lan ing 1883 Ehrlich ningkatake metode kasebut. Ing 1886 dheweke nerbitake jinis pengamatan sing beda: dheweke nyuntikake pewarna kasebut menyang kewan urip lan mbandhingake sepira kuwat saben organ nyerep, banjur nyimpulake yen zat kasebut nduweni afinitas sing cetha marang jaringan otak lan saraf. Dheweke ngubungake afinitas kasebut karo siklus oksidasi-reduksi pewarna, sing wis diamati taun sadurunge. Siklus iki uga dadi sebab larutan biru metilena ilang wernane nalika oksigené entek lan bali wernane nalika kena hawa maneh. Eksperimen sing pisanan ngukur akibat saka siklus kasebut kalebu dasawarsa sabanjure, lan mekanisme kasebut dhewe minangka topik sing kapisah saka sejarahé.

Parasit lan inti ungu

Alphonse Laveran nemokake parasit malaria ing 1880 kanthi mriksa getih seger sing ora diwarnai. Kanggo bisa ndeleng kanthi rutin ing apusan getih garing dibutuhake pewarna, lan pewarna wektu iku mung ngasilake abang lan biru.

Ing 1888 ahli patologi Polandia Czesław Cheçinski ngganti acid fuchsin nganggo eosin, ngasilake campuran biru metilena lan eosin. Kasus sing dadi dhasar metode kasebut yaiku prajurit sing tilar donya amarga malaria tanggal 30 September 1887. Ing film getih, Cheçinski ndeleng wujud biru kaya kembang daisy, sing saiki dikenal minangka Plasmodium malariae, lan wujud kaya arit, sing saiki dikenal minangka gametosit Plasmodium falciparum. Asil kasebut sekaligus mungkasi rong panjelasan saingan babagan penyakit iki: teori miasma, lan pratelan Edwin Klebs lan Corrado Tommasi-Crudeli yen malaria disebabake bakteri.

Parasité katon. Intiné durung katon, mula sipaté isih durung cetha. Ernst Malachowski, dhokter ing Breslau, ngrampungake masalah kasebut kanthi ora sengaja banjur kanthi sengaja. Ing 1889 dheweke weruh pewarnaan diferensial inti plasmodium ing sawijining preparat nanging ora bisa mbaleni asil kasebut. Ngasamaké biru metilena ora mbantu. Ngalkalinaké nganggo borax ngasilake efek kasebut saben wektu. Dheweke nduduhake teknik kasebut ing ngarepe umum tanggal 15 June 1890 lan nerbitake ing taun sing padha, banjur metode sing luwih rinci ing August 1891.

Dmitri Romanowsky nerbitake versiné dhewe ing September 1891. Asil paling apik asalé saka botol larutan biru metilena sing ora kaurus lan jamuren, umuré luwih saka rong wulan. Katrangan Malachowski disengaja lan, miturut tembunge dhewe, gampang dibaleni; metode Romanowsky dadi dalan buntu sing mung tau bisa sapisan. Nanging jeneng eponim tetep diwenehake marang Romanowsky, lan sengketa babagan sapa sing ngasilake werna ungu sing ndadekake inti katon minangka crita kapisah kanthi dokumené dhewe.

Gambar: grafik suhu kapindho saka laporan Guttmann lan Ehrlich taun 1891. Panel ndhuwur nyakup 13 nganti 24 July lan panel ngisor 25 July nganti 5 August; cathetan ing pinggir nyebut dosis sing diwenehake, lan suhu tetep cedhak normal sajrone telung minggu pungkasan cathetan. Diprodhuksi maneh saka laporan sing dipindai kanggo Krafts, Hempelmann lan Skórska-Stania, Parasitology Research 111:1–6 (2012), PMID 22411634.

Pematangan jebulé demetilasi

Ora ana wong sing melu ing taun 1890-an ngerti apa sing ditindakake proses "pematangan" marang biru metilena. Wangsulané teka saka kimia industri. Heinrich August Bernthsen wis nyintesis senyawa induk phenothiazine ing 1883, netepake ing 1885 yen biru metilena kalebu kulawarga kasebut, lan ing periode sing padha nuduhake yen kondisi alkalin mbusak gugus methyl saka pewarna, ngasilake senyawa sing saiki diarani azure.

Bernard Nocht ngekstrak fraksi aktif ing 1898 lan 1899 lan mung bisa nyebut Rot aus Methylenblau, abang saka biru metilena. Michaelis ngenali minangka azure I ing 1901. Jenner ngenalake absolute methanol minangka pelarut kanggo endapan pewarna ing 1899, sing ngilangake kabutuhan fiksasi film getih nganggo panas; Leishman lan Reuter nggabungake loro kemajuan kasebut; Wright nerbitake metode sing disederhanakake ing 1902. Kontribusi Giemsa, uga ing 1902, yaiku ora maneh gumantung marang larutan sing mateng kanthi acak lan nggunakake jumlah sing diukur saka pewarna sing wis dingerteni. Banjur dheweke ora gelem nerbitake carane nggawe methylene azure murni lan ngedol metode kasebut marang laboratorium Dr. Grübler, sing masaraké produk kasebut minangka azure I lan ngaku mung versiné sing dadi pewarna Giemsa asli.

Rong perang donya kanthi ora sengaja ngrampungake perkara kasebut. Nalika pewarna Jerman ora bisa dipikolehi, Lillie, Roe lan Wilcox nyinaoni pengganti saka Amerika lan nemokake yen pewarnaan paling apik asalé saka telung komponen sing dipisahake: biru metilena murni, produk penguraiannya azure B, lan eosin. Telung komponen kasebut isih dadi komponen utama pewarna sing digunakake kanggo diagnosis malaria saiki, kanthi jeneng sing saiki nggabungake Malachowski, Wright lan Giemsa.

Gambar: wujud cincin Plasmodium falciparum ing sel getih abang manungsa, diwarnai nganggo metode jinis Romanowsky. Struktur ungu ing njero cincin yaiku chromatin sing pisanan digawe katon dening biru metilena sing diwenehi borax dening Malachowski. Gambar dening Ernst Hempelmann, dirilis menyang domain publik.

Siji jeneng, sawetara bahan

Taun-taun sing misahake komponen kasebut ninggalake masalah sing umuré luwih dawa tinimbang perkembangan kimiané. Ralph Lillie ing 1969 mbedakake antarane pewarna biologis, "diprodhuksi miturut spesifikasi ketat sing cocog karo panggunaané sing alus lan nuntut presisi", lan pewarna non-biologis kanggo pewarnaan tekstil, sing "mbutuhake standar manufaktur sing ora patiya ketat lan nuntut". Loro jinis produk kasebut nganggo jeneng sing padha, nanging bedane ora mung prakara tingkat mutu. Spesifikasi sing ditulis kanggo katun lan spesifikasi sing ditulis kanggo reagen diagnostik ora bisa saling ngganteni, lan bahan sing digawe miturut spesifikasi tekstil ora dimaksudake kanggo ditelan.

Azure B minangka conto sing paling cetha. Iki minangka wujud monodemethylated saka biru metilena, nduweni aktivitas farmakologis sing bisa diukur dhewe, lan wis ana minangka komponen sing ora dikendhaleni ing preparat biru metilena klinis luwih saka sak abad sadurunge loro-lorone dipisahake. Salah siji kelompok nemokake yen jaringan manungsa sing dijupuk nalika otopsi sawise pemberian biru metilena ngemot 5 nganti 14 per cent biru metilena sing ora owah lan 86 nganti 95 per cent azure B. Apa preparat tartamtu kudu ngemot azure B, lan ing wates pira, minangka pitakon spesifikasi, lan riset babagan azure B minangka impurity lan metabolit nerusake topik kasebut saka kene.

Spesifikasi uga dadi papan akibat praktis kasebut ditemtokake. Kesesuaian karo USP minangka jalur menyang kemurnian paling dhuwur sing ditawakake pasar, amarga USP minangka standar uji lengkap sing diterbitake, dudu mung siji pangukuran. Standar kasebut nyakup identitas, assay, impurity organik kalebu pewarna azure, residual solvent, impurity unsur, residue on ignition, batas mikroba, lan endotoxin bakteri. Sertifikat sing mung nglaporake asil heavy-metal banjur nyebut minangka kepatuhan USP mung nglaporake siji baris saka dhaptar kasebut.

Blupreme entuk biru metilena saka pabrikan farmasi lan nerbitake sertifikat analisis kanthi lengkap, kanthi nguji kabeh spesifikasi USP tinimbang mung heavy metals. Pandhuan kanggo maca sertifikat analisis lan apa sing bisa lan ora bisa ditetepake dening sebutan USP nerangake carane mriksa dokumen kasebut marang klaimé.

Apa sing diidinake dening sejarah, lan apa sing ora

Garis sejarah kasebut nyata, lan luwih dawa tinimbang sing digambarake ing akeh kaca produk. Biru metilena digunakake kanggo nambani malaria ing 1891, dilaporake minangka sedative kanggo agitated psychosis ing 1899, lan cabang kimiané nyambung menyang quinacrine, chloroquine, promethazine lan chlorpromazine. Makalah Ehrlich taun 1890 bebarengan karo Arthur Leppmann nggambarake rasa nyeri neuralgic lan rheumatic sing suda, banjur nimbang nanging mutusake ora nguji pewarna kasebut kanggo penyakit mental.

Ora ana saka perkara kasebut sing netepake panggunaan modern. Asil malaria taun 1891 mung kalebu rong pasien lan siji grafik suhu. Wis suwe kenal karo sawijining molekul minangka alasan kanggo nyinaoni, dudu asil panaliten. Sajarah senyawa iki minangka obat lan uji modern kanggo malaria mangsuli pitakon sing beda saka pitakoné Ehrlich, lan endpoint kudu diwaca miturut konteksé dhewe.

Ana siji rincian ing cathetan kasebut sing luwih gegayutan karo jaman saiki tinimbang jaman biyen. Nalika peneliti nindakake uji malaria nganggo biru metilena ing Burkina Faso ing taun 2000-an, dheweke kudu saingan kanggo entuk bahan pharmaceutical-grade, lan nglaporake yen rega bahan mentah mundhak kira-kira satus kaping sawise nduweni validasi GMP. Pewarna bisa diganti. Obat ora bisa. Bedane sing diterangake Lillie ing 1969 iku bedane sing padha sing nemtokake apa isi sawijining botol saiki.