मेथिलीन ब्लूचा इतिहास: रंगापासून औषध आणि संशोधनापर्यंत

मेथिलीन ब्लू फार्मसीत पोहोचण्यापूर्वी रुग्णापर्यंत पोहोचला.

पॉल गुटमन आणि पॉल एर्लिश यांच्या 1891 मधील मलेरियामध्ये या रंगाच्या वापराबाबतच्या अहवालात तापमानाचे दोन आलेख आहेत. दुसरा आलेख 13 जुलै ते 5 ऑगस्टपर्यंतचा आहे आणि प्रत्येक दिवसाचा उपचार कडेला नोंदवलेला आहे. 18 आणि 19 जुलैच्या नोंदींमध्ये "1 × 0,05 Methylenblau" असे लिहिले आहे. त्यानंतरच्या दिवसांत त्याच प्रमाणाच्या पाच आणि सात मात्रा नोंदवल्या आहेत आणि 22 जुलैपर्यंत नोंदीत थोड्या प्रमाणात क्विनाइनही दिसते. आलेखाच्या पहिल्या अर्ध्या भागात 37 °C ते 39.5 °C दरम्यान चढ-उतार करणारी तापाची रेषा रंग दिल्यानंतर सपाट होते आणि उर्वरित तीन आठवडे सुमारे 36 °C ते 37.5 °C दरम्यान राहते.

त्या रुग्णांपैकी एक घरगुती नोकर आणि दुसरा खलाशी असल्याचे लेखात वर्णन आहे. त्यांना दिलेले संयुग त्याआधी पंधरा वर्षे व्यावसायिक वस्त्ररंग म्हणून वापरले जात होते, आणि विशिष्ट जीवाला लक्ष्य करणाऱ्या पूर्णपणे कृत्रिम औषधाने उपचार मिळालेल्या सर्वांत सुरुवातीच्या नोंदवलेल्या व्यक्तींमध्ये हे दोघे गणले जातात.

रंग आधी आला

व्यावसायिकदृष्ट्या यशस्वी ठरलेला पहिला कृत्रिम रंग विल्यम हेन्री पर्किन यांनी 1856 मध्ये तयार केला. पर्किन अठरा वर्षांचे होते, ईस्टरच्या सुट्टीत घरच्या प्रयोगशाळेत काम करत होते आणि क्विनाइनचे संश्लेषण करण्याचा प्रयत्न करत होते. त्याऐवजी त्यांना काळा अवशेष मिळाला; तो विरघळवल्यावर रेशमावर चमकदारपणे स्थिरावणारा रंग मिळाला. त्यांनी ऑगस्ट 1856 मध्ये त्याचे पेटंट घेतले आणि 1857 च्या अखेरीपर्यंत त्यांचा कारखाना लंडनमधील रेशीम रंगकामाच्या कारखान्याला पुरवठा करत होता.

1875 मध्ये अडॉल्फ फॉन बायर यांनी लाल रंगाचे संश्लेषण केले आणि पहाटेसाठी असलेल्या ग्रीक शब्द Eos वरून त्याला eosin असे नाव दिले. 1876 मध्ये Badische Anilin- und Soda-Fabrik येथील प्रयोगशाळेचे तत्कालीन संचालक हाइनरिख कारो यांनी बायर यांच्यासोबत मेथिलीन ब्लू हा कापसासाठी aniline-आधारित रंग म्हणून विकसित केला. त्याची रासायनिक रचना निश्चित होण्यासाठी आणखी सुमारे नऊ वर्षे लागली.

या पदार्थाला दिलेल्या नावात त्याचे ते मूळ आजही दिसते. "Methylene blue" हे रंगांच्या सूचीतील व्यापारी नाव आहे, रासायनिक वर्णन नाही. ते methylthioninium chloride या संयुगासाठी वापरले जाते, आणि कोणी पदार्थाचे वजन करताच किंवा specification वाचताच नाव, मीठ आणि त्याच्या hydrates मधील फरक महत्त्वाचा ठरतो.

स्टेनिंग हा दुवा ठरला

रंगनिर्मितीच्या कारखान्यापासून रुग्णालयापर्यंतचा मार्ग सूक्ष्मदर्शकातून गेला, आणि त्याची सुरुवात मेथिलीन ब्लू अस्तित्वात येण्यापूर्वीच झाली होती. विल्हेल्म एर्ब हे रक्तावर कृत्रिम रंग लावणारे पहिले व्यक्ती होते; त्यांनी 1865 मध्ये picric acid वापरले आणि काही लाल रक्तपेशींमध्ये जाळीसारखा नमुना पाहिला.

पॉल एर्लिश यांच्या 1878 मधील डॉक्टरेट प्रबंधात histological staining ची तुलना वस्त्र रंगवण्याशी केली आणि दोन्ही रासायनिक अभिक्रिया असल्याचा युक्तिवाद केला. Robert Koch यांच्या मार्गदर्शनाखाली tubercle bacillus वर काम करताना त्यांनी aniline रंगांचे acidic आणि basic अशा वर्गांमध्ये विभाजन केले आणि प्रत्येक वर्ग पेशीच्या वेगवेगळ्या भागांना रंगवतो हे स्थापित केले. 1880 मध्ये त्यांनी दोन्ही एकत्र मिसळले: acid fuchsin मध्ये methylene blue चे संतृप्त द्रावण वरचा द्रव स्वच्छ होईपर्यंत ओतले. त्यांनी neutralen Farbkörper किंवा neutral stain असे नाव दिलेल्या या मिश्रणाने एकाऐवजी तीन रंग निर्माण केले, polymorphonuclear पेशींमधील पूर्वी न दिसलेले granules स्पष्ट केले आणि पहिले leukocyte differential count शक्य केले. त्या granules ने मिश्रणातील दोन्ही घटक शोषून घेतल्यामुळे एर्लिश यांनी त्या पेशींसाठी neutrophil हा शब्द तयार केला.

दोन वर्षांनी Koch यांनी tubercle bacillus शोधण्यासाठी methylene blue वापरला आणि 1883 मध्ये एर्लिश यांनी ही पद्धत सुधारली. 1886 मध्ये त्यांनी वेगळ्या प्रकारचे निरीक्षण प्रकाशित केले: त्यांनी जिवंत प्राण्यांमध्ये रंग इंजेक्ट करून प्रत्येक अवयवाने तो किती प्रमाणात घेतला याची तुलना केली आणि मेंदू व मज्जातंतू ऊतींबद्दल त्याला लक्षणीय affinity असल्याचा निष्कर्ष मांडला. त्यांनी ही affinity रंगाच्या oxidation-reduction cycling शी जोडली; हे cycling त्यांनी मागील वर्षी पाहिले होते. याच cycling मुळे methylene blue द्रावणातील oxygen वापरला गेल्यावर त्याचा रंग निघून जातो आणि हवा परत आल्यावर रंग पुन्हा दिसतो. त्या cycling चे परिणाम प्रथम मोजणारे प्रयोग पुढील दशकातील आहेत, आणि स्वतःची mechanism ही इतिहासापेक्षा स्वतंत्र बाब आहे.

परजीवी आणि जांभळे केंद्रक

Alphonse Laveran यांनी 1880 मध्ये ताजे, न रंगवलेले रक्त तपासून मलेरियाचा परजीवी शोधला. तो वाळवलेल्या smear मध्ये नियमितपणे दिसण्यासाठी stain आवश्यक होता, आणि त्या काळातील stains फक्त लाल आणि निळे रंग देत.

1888 मध्ये पोलिश pathologist Czesław Cheçinski यांनी acid fuchsin च्या जागी eosin वापरून methylene blue आणि eosin यांचे मिश्रण तयार केले. त्यांच्या पद्धतीमागील प्रकरण 30 सप्टेंबर 1887 रोजी मलेरियामुळे मृत्यू झालेल्या एका सैनिकाचे होते. रक्ताच्या films मध्ये Cheçinski यांनी निळ्या डेझीसारख्या आकृत्या पाहिल्या, ज्यांना आता Plasmodium malariae म्हणून ओळखले जाते, तसेच विळ्यासारख्या आकृत्या पाहिल्या, ज्यांना आता Plasmodium falciparum चे gametocytes म्हणून ओळखले जाते. या निष्कर्षाने रोगाबाबतची दोन स्पर्धक स्पष्टीकरणे एकाच वेळी मागे पडली: miasma theory आणि Edwin Klebs व Corrado Tommasi-Crudeli यांचा मलेरिया bacterium मुळे होतो हा दावा.

परजीवी दिसत होता. त्याचे nucleus मात्र दिसत नव्हते, त्यामुळे त्याचे स्वरूप अजून स्पष्ट झाले नव्हते. Breslau येथील physician Ernst Malachowski यांनी हा प्रश्न प्रथम योगायोगाने आणि नंतर हेतुपुरस्सर सोडवला. 1889 मधील एका preparation मध्ये त्यांना plasmodial nucleus चे differential staining दिसले, पण ते पुन्हा निर्माण करता आले नाही. methylene blue acidic केल्याने उपयोग झाला नाही. borax वापरून ते alkaline केल्यावर परिणाम प्रत्येक वेळी मिळाला. त्यांनी 15 जून 1890 रोजी ही पद्धत सार्वजनिकरित्या दाखवली आणि त्याच वर्षी ती प्रकाशित केली; अधिक सविस्तर पद्धत ऑगस्ट 1891 मध्ये प्रसिद्ध केली.

Dmitri Romanowsky यांनी स्वतःची आवृत्ती सप्टेंबर 1891 मध्ये प्रकाशित केली. त्यांचे सर्वोत्तम परिणाम दोन महिन्यांहून अधिक जुनी, दुर्लक्षित आणि बुरशी लागलेली methylene blue द्रावणाची बाटली वापरून मिळाले. Malachowski यांचे वर्णन हेतुपुरस्सर केलेले आणि त्यांच्या शब्दांत सहज पुनरुत्पादित करता येणारे होते; Romanowsky यांची पद्धत मात्र एकदा काम करून पुढे न जाणारी ठरली. तरीही नामकरण Romanowsky यांच्या नावावर झाले, आणि nucleus दिसू देणारा जांभळा रंग कोणी निर्माण केला यावरील वाद ही स्वतःच्या दस्तऐवजांसह स्वतंत्र कथा आहे.

आकृती: Guttmann आणि Ehrlich यांच्या 1891 च्या अहवालातील दुसरा तापमान आलेख. वरचा भाग 13 ते 24 जुलै आणि खालचा भाग 25 जुलै ते 5 ऑगस्टपर्यंतचा आहे; कडेला दिलेल्या नोंदी मात्रा दर्शवतात आणि नोंदीतील शेवटच्या तीन आठवड्यांत तापमान सामान्य पातळीच्या जवळ राहते. Krafts, Hempelmann आणि Skórska-Stania यांच्यासाठी scan केलेल्या अहवालातून पुनरुत्पादित, Parasitology Research 111:1–6 (2012), PMID 22411634.

Ripening म्हणजे demethylation असल्याचे स्पष्ट झाले

1890 च्या दशकात सहभागी असलेल्या कोणालाही "ripening" मुळे methylene blue मध्ये नेमके काय होते हे माहीत नव्हते. त्याचे उत्तर industrial chemistry मधून आले. Heinrich August Bernthsen यांनी 1883 मध्ये मूळ compound phenothiazine चे संश्लेषण केले, 1885 मध्ये methylene blue त्याच family मध्ये येतो हे स्थापित केले आणि त्याच काळात alkaline परिस्थिती रंगातून methyl groups काढून टाकते व आज azures म्हणून ओळखली जाणारी compounds तयार होतात हे दाखवले.

Bernard Nocht यांनी 1898 आणि 1899 मध्ये active fraction वेगळा केला आणि त्याला फक्त Rot aus Methylenblau, म्हणजे methylene blue मधून मिळालेला लाल, असे म्हणू शकले. Michaelis यांनी 1901 मध्ये त्याची azure I म्हणून ओळख पटवली. Jenner यांनी 1899 मध्ये dye precipitate साठी solvent म्हणून absolute methanol वापरायला सुरुवात केली, त्यामुळे blood films heat-fix करण्याची गरज उरली नाही; Leishman आणि Reuter यांनी दोन्ही प्रगती एकत्र केल्या; Wright यांनी 1902 मध्ये सुलभ पद्धत प्रकाशित केली. Giemsa यांचेही 1902 मधील योगदान म्हणजे अनियमितपणे ripened झालेल्या द्रावणावर अवलंबून राहणे थांबवून त्याऐवजी ज्ञात रंगांचे मोजून घेतलेले प्रमाण वापरणे. त्यानंतर त्यांनी pure methylene azure कसे तयार केले हे प्रकाशित करण्यास नकार दिला आणि ती पद्धत Dr. Grübler's laboratory ला विकली; त्या प्रयोगशाळेने उत्पादन azure I म्हणून विकले आणि फक्त त्यांची आवृत्तीच authentic Giemsa stain असल्याचा दावा केला.

दोन महायुद्धांनी योगायोगाने पुढचे काम पूर्ण केले. German dyes मिळेनासे झाल्यावर Lillie, Roe आणि Wilcox यांनी American substitutes वर काम केले आणि सर्वोत्तम staining तीन स्वतंत्र घटकांमधून मिळते हे आढळले: pure methylene blue, त्याचे breakdown product Azure B, आणि eosin. आज मलेरियाच्या निदानासाठी वापरल्या जाणाऱ्या stain चे हे तीन प्रमुख घटक अजूनही आहेत, आणि त्याच्या नावात आता Malachowski, Wright आणि Giemsa ही नावे एकत्र आली आहेत.

आकृती: मानवी लाल रक्तपेशींमधील Plasmodium falciparum चे ring forms, Romanowsky-type पद्धतीने stained केलेले. वलयाच्या आतली जांभळी रचना म्हणजे chromatin, जी Malachowski यांच्या borax-treated methylene blue मुळे प्रथमच दिसू लागली. Ernst Hempelmann यांची प्रतिमा, public domain मध्ये प्रसिद्ध.

एक नाव, अनेक पदार्थ

हे घटक वेगळे होण्यासाठी लागलेल्या वर्षांनी chemistry पेक्षा जास्त काळ टिकणारी समस्या निर्माण केली. Ralph Lillie यांनी 1969 मध्ये biological stains, जे "त्यांच्या नाजूक आणि अचूक वापरांशी सुसंगत कठोर specifications नुसार तयार केले जातात", आणि textile colouring साठीचे non-biological stains, ज्यांना "कमी कठोर आणि कमी मागणीची manufacturing standards आवश्यक असतात", यांच्यात स्पष्ट सीमारेषा आखली. दोन्ही प्रकारच्या उत्पादनांना तेच नाव होते, आणि त्यांच्यातील फरक कधीही केवळ दर्जाच्या पातळीतील फरक नव्हता. कापसासाठी लिहिलेली specification आणि diagnostic reagent साठी लिहिलेली specification परस्पर बदलून वापरता येत नाहीत, आणि textile specification नुसार बनवलेला पदार्थ गिळण्यासाठी अभिप्रेत नव्हता.

Azure B हे याचे सर्वात स्पष्ट उदाहरण आहे. तो methylene blue चा monodemethylated form आहे, त्याची स्वतःची मोजता येणारी pharmacological activity आहे, आणि दोन्ही वेगळे करण्यापूर्वी शतकाहून अधिक काळ clinical methylene blue preparations मध्ये तो अनियंत्रित constituent म्हणून उपस्थित होता. एका गटाने आढळले की methylene blue administration नंतर autopsy वेळी घेतलेल्या मानवी tissue नमुन्यांमध्ये 5 ते 14 टक्के unchanged methylene blue आणि 86 ते 95 टक्के Azure B होते. एखाद्या preparation मध्ये Azure B असावा का आणि असल्यास कोणत्या मर्यादेत, हा specification चा प्रश्न आहे, आणि impurity आणि metabolite म्हणून Azure B वरील संशोधन पुढे त्याच मुद्द्यावर जाते.

व्यावहारिक परिणामही specification मध्येच ठरतो. बाजारात उपलब्ध सर्वोच्च purity कडे जाण्याचा मार्ग म्हणजे USP conformance, कारण ते एका measurement ऐवजी पूर्णपणे प्रकाशित केलेले test standard आहे. त्यात identity, assay, Azure B सहित organic impurities, residual solvents, elemental impurities, residue on ignition, microbial limits आणि bacterial endotoxins यांचा समावेश आहे. heavy-metal result नोंदवून त्याला USP compliance म्हणणाऱ्या certificate ने त्या यादीतील फक्त एकच बाब नोंदवलेली असते.

Blupreme आपला methylene blue pharmaceutical manufacturer कडून मिळवते आणि पूर्ण certificate of analysis प्रकाशित करते, केवळ heavy metals नव्हे तर संपूर्ण USP specification ची testing करते. certificate of analysis कसे वाचावे याचे मार्गदर्शन आणि USP designation ने काय स्थापित होते आणि काय होत नाही हे document मधील माहिती claim शी कशी तपासावी ते स्पष्ट करतात.

या इतिहासातून काय निष्कर्ष काढता येतात आणि काय नाही

ही परंपरा वास्तविक आहे आणि बहुतेक product pages सूचित करतात त्यापेक्षा जुनी आहे. methylene blue चा 1891 मध्ये मलेरियाच्या उपचारासाठी वापर झाला, 1899 मध्ये agitated psychosis मध्ये sedative म्हणून त्याचा अहवाल प्रसिद्ध झाला, आणि त्याची side chain quinacrine, chloroquine, promethazine आणि chlorpromazine पर्यंत जाते. Arthur Leppmann यांच्यासोबतच्या Ehrlich यांच्या 1890 च्या लेखात neuralgic आणि rheumatic pain मध्ये आराम मिळाल्याचे वर्णन केले आणि त्यानंतर मानसिक आजारामध्ये रंगाची चाचणी करण्याचा विचार करून ती न करण्याचा निर्णय घेतला.

यापैकी काहीही आधुनिक वापर स्थापित करत नाही. 1891 मधील मलेरियाचा परिणाम दोन रुग्ण आणि एका temperature chart वर आधारित होता. एखाद्या molecule शी दीर्घकाळची ओळख हे त्याचा अभ्यास करण्याचे कारण आहे, निष्कर्ष नाही. औषध म्हणून या compound चा इतिहास आणि मलेरियातील आधुनिक trials हे Ehrlich विचारत असलेल्या प्रश्नांपेक्षा वेगळ्या प्रश्नांची उत्तरे देतात, आणि endpoints त्यांच्या स्वतःच्या संदर्भात वाचावे लागतात.

नोंदीत एक तपशील असा आहे जो भूतकाळापेक्षा वर्तमानाशी अधिक संबंधित आहे. 2000 च्या दशकात Burkina Faso मध्ये संशोधकांनी methylene blue च्या malaria trials चालवल्या तेव्हा pharmaceutical-grade material मिळवण्यासाठी त्यांना स्पर्धा करावी लागत असल्याचे आढळले, आणि raw material ला GMP validation मिळाल्यावर त्याची किंमत सुमारे शंभर पटीने वाढल्याचे त्यांनी नोंदवले. रंगाचा पर्याय वापरता येऊ शकत होता. औषधाचा नाही. Lillie यांनी 1969 मध्ये आखलेला फरक आजही बाटलीत प्रत्यक्ष काय आहे हे ठरवणारा तोच फरक आहे.