लेख
मिथिलिन ब्लुले कसरी काम गर्छ: इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण, र इलेक्ट्रोन कहाँ पुग्छन्
बेन्चमाथि राखिएको ढकनी लगाइएको फ्लास्क नै मिथिलिन ब्लुले कसरी काम गर्छ भन्ने कुरा बुझाउने सबैभन्दा छोटो र इमानदार परिचय हो। पानी, ग्लुकोज, एक चिम्टी सोडियम हाइड्रोक्साइड, र तरललाई गहिरो तथा स्पष्ट नीलो बनाउन पर्याप्त डाइ। केही मिनेट पर्खनुहोस्, र नीलो रङ हराउँदै जान्छ, अन्ततः फ्लास्क पानीको फ्लास्कजस्तो देखिन्छ। यसलाई हल्लाउनुहोस्, र रङ तुरुन्तै फर्किन्छ। त्यसपछि फेरि फिका हुन्छ, र इलेक्ट्रोन दिन इच्छुक ग्लुकोज र ती इलेक्ट्रोन लिन इच्छुक अक्सिजन रहुन्जेल यो प्रक्रिया दोहोरिरहन्छ।
डाइमा परिवर्तन भएको कुरा केवल यसले बोकेको इलेक्ट्रोनको संख्या हो। अक्सिडाइज्ड अवस्थामा यो नीलो हुन्छ। रिड्युस्ड अवस्थामा हुँदैन। यस अणुबारेको चिकित्सकीय र अनुसन्धान साहित्यमा भएका लगभग सबै अन्य कुरा यही एउटा उल्टिन सक्ने चरणबाट उत्पन्न हुन्छन्, किनकि एउटा साझेदारबाट इलेक्ट्रोन लिएर अर्को साझेदारलाई दिन सक्ने अणु रिले हो, र रिलेले एक्लै केही गर्दैन। यसले के गर्छ भन्ने कुरा पूर्ण रूपमा यसको प्रत्येक छेउमा के छ भन्नेमा निर्भर हुन्छ।
दुई रूप, र यो जोडी किन महत्त्वपूर्ण छ
अक्सिडाइज्ड रूप समतल, धनात्मक आवेश भएको रिङ प्रणाली हो। यही समतल र आवेशित आकारका कारण यो न्यूक्लिक एसिडसँग तहबद्ध भएर बस्छ, कोशिका झिल्लीका सायलिलेटेड संरचनासँग बाँधिन्छ, र लगभग 600 र 700 nanometres बीचको दृश्य प्रकाशलाई तीव्र रूपमा अवशोषित गर्छ, जुन स्पेक्ट्रमको त्यो भाग हो जसलाई मानव आँखाले नीलो रूपमा देख्छ।
रिड्युस्ड रूप भने फरक हुन्छ। यसले कुनै आवेश बोक्दैन, पानीको सट्टा बोसोमा घुल्छ, र रङहीन हुन्छ। शरीरभित्रको pH मा यसको आयनीकरण निकै कम हुन्छ, केही प्रतिशतको क्रममा। त्यसैले रिड्युस्ड अणु विसरणद्वारा कोशिका झिल्ली सजिलै पार गर्छ, र भित्र पुगेपछि, जहाँ वातावरण बढी अक्सिडाइजिङ हुन्छ, यो पुनः अक्सिडाइज हुन सक्छ र प्रभावकारी रूपमा भित्रै थुनिन सक्छ। अक्सिडाइज्ड रिङ प्रणाली समतल हुन्छ; रिड्युस्ड रूप बाङ्गिन सक्छ। यी संरचनात्मक परिणामहरू र रङ परिवर्तन आफैं दुई रूपको कथाका अभिन्न भाग हुन्, र तिनलाई मिथिलिन ब्लु र ल्युकोमिथिलिन ब्लुको तुलना मा थप विस्तारमा समेटिएको छ।
इलेक्ट्रोन ग्रहण गर्नु
अक्सिडाइज्ड डाइले धेरै प्रकारका दाताबाट इलेक्ट्रोन ग्रहण गर्छ। प्रदर्शन फ्लास्कमा ग्लुकोज त्यसमध्ये एक हो। कोशिकाभित्र, रिड्युस्ड पाइरिडिन न्यूक्लियोटाइडहरू र माइटोकन्ड्रियल इलेक्ट्रोन ट्रान्सपोर्ट चेन का अवयवहरू अन्य उदाहरण हुन्। अक्सिजन भएको तन्तुमा मिथिलिन ब्लु रिड्युस्ड हुँदा यसले सुरु गर्ने चक्रले रिड्युसिङ एजेन्ट र अक्सिजन दुवै खपत गर्छ, र मुख्यतः हाइड्रोजन पेरोक्साइडसहित reactive oxygen species उत्पादन गर्छ। डाइ आफैं अपरिवर्तित रूपमा चक्रबाट बाहिर आउँछ र फेरि यही प्रक्रिया चलाउन तयार हुन्छ।
यो अन्तिम बिन्दुले अन्यथा लापरवाहजस्तो देखिने एउटा विरोधाभास बुझाउँछ। साहित्यमा मिथिलिन ब्लुलाई pro-oxidant र antioxidant दुवै भनेर वर्णन गरिएको छ, र दुवै वर्णनको आधार छ। कृत्रिम इलेक्ट्रोन स्वीकारकर्ताको रूपमा काम गरेर यसले superoxide उत्पादन दबाउन सक्छ, अर्थात् अक्सिजन अन्यथा superoxide radicals मा परिणत हुने एन्जाइम स्थानहरूबाट इलेक्ट्रोनको प्रवाह अन्यत्र मोड्छ। कलेजोको कोशिका कल्चरमा यसले thioredoxin reductase 1 र NADPH quinone oxidoreductase सहित phase-2 antioxidant defence enzymes उत्प्रेरित गरेको देखाइएको छ। यी दुई पक्षमध्ये कुन देखिन्छ भन्ने कुरा त्यस क्षण रिलेको कुन छेउमा इलेक्ट्रोनको कमी छ भन्नेमा निर्भर हुन्छ। "मिथिलिन ब्लु antioxidant हो?" जस्तो प्रश्न कुन प्रणालीमा, कुन सांद्रतामा, र अरू के-के उपस्थित छन् भन्ने नबताएसम्म राम्रोसँग परिभाषित प्रश्न हुँदैन।
इलेक्ट्रोन अगाडि हस्तान्तरण गर्नु
डाइले अतिरिक्त इलेक्ट्रोन समातेपछि त्यसपछि तीनवटा निकै फरक कुरा हुन सक्छन्, र तिनलाई प्रायः एउटै शीर्षकअन्तर्गत वर्णन गरिन्छ। त्यसो गर्नु हुँदैन।
यसले इलेक्ट्रोन metal centre लाई दिन सक्छ। सबैभन्दा स्पष्ट उदाहरण haemoglobin हो, जुन ferrous अवस्थाबाट ferric अवस्थामा अक्सिडाइज भएको हुन्छ। त्यस अवस्थामा यसले अक्सिजन बोक्न सक्दैन। रातो रक्तकोशिकामा एउटा एन्जाइमले डाइलाई रिड्युस गर्छ, र त्यसपछि रिड्युस्ड डाइले अक्सिडाइज्ड haem iron लाई गैर-एन्जाइमीय रूपमा इलेक्ट्रोन दिन्छ, कार्यशील haemoglobin पुनःस्थापित गर्छ र डाइलाई पुनः अक्सिडाइज्ड रूपमा फर्काउँछ। यस प्रक्रियामा डाइ खपत हुँदैन; यो चक्रमा चलिरहन्छ। यस प्रतिक्रियामा आधारित चिकित्सकीय अवस्था अस्पतालमा व्यवस्थापन गरिने विषय हो, र methemoglobinemia मा मिथिलिन ब्लुको व्याख्या मा यसको प्रयोग कसरी गरिन्छ र किन यति नजिकबाट निगरानी गरिन्छ भन्ने समेटिएको छ।
स्रोत पढाइबारे एउटा स्पष्ट टिप्पणी: यो लेख आधारित दुईवटा समीक्षाले एन्जाइम चरणका लागि एउटै reducing cofactor को नाम दिँदैनन्; एउटाले NADH भन्छ भने अर्कोले NADPH। यो असहमति वास्तविक छ र यहाँ उपलब्ध स्रोतहरूमा समाधान भएको छैन, त्यसैले एउटै cofactor को नाम दिनुभन्दा प्रत्येक भागले खेल्ने भूमिका वर्णन गर्नु सुरक्षित हुन्छ।
प्रकाश भएमा यसले ऊर्जा वा इलेक्ट्रोन अक्सिजनलाई दिन सक्छ। यो मार्ग प्रकाशमा मात्र अस्तित्वमा आउँछ। उत्तेजित डाइ triplet state मा पुग्छ, र त्यहाँबाट दुईवटा कार्यविधि सम्भव छन्। पहिलोमा, उत्तेजित डाइले छेउको अणुसँग प्रत्यक्ष अन्तरक्रिया गर्छ, हाइड्रोजन लिन्छ वा इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण गर्छ, जसले radicals उत्पन्न गर्छ; यसरी पानीसँग प्रतिक्रिया हुँदा hydroxyl radicals उत्पादन हुन्छन्। दोस्रोमा, उत्तेजन ऊर्जा अक्सिजनलाई नै हस्तान्तरण गरिन्छ, जसबाट singlet oxygen उत्पादन हुन्छ। यो अत्यधिक electrophilic प्रजाति हो, microseconds भित्र क्षय हुन्छ, र प्रकाशमा रहेको मिथिलिन ब्लुले microbial cells लाई क्षति पुर्याउने प्रमुख मार्गका रूपमा सामान्यतः स्वीकारिएको छ। कोशिका आवरणका lipids र peptides सँगका प्रतिक्रिया तथा DNA का guanine bases सँगका प्रतिक्रिया दस्तावेज भएका परिणाममध्ये पर्छन्।
यस मार्गको व्यावहारिक परिणाम भनेको प्रकाशले संख्याहरूलाई धेरै गुणाले परिवर्तन गर्छ। Wainwright र Crossley ले सङ्कलन गरेको डेटामा, Pseudomonas aeruginosa विरुद्ध मिथिलिन ब्लुको minimum bactericidal concentration अँध्यारोमा लगभग 500 micromolar हुन्छ, र 12 joules per square centimetre को light dose अन्तर्गत लगभग 25 micromolar हुन्छ। Staphylococcus aureus को एउटा strain विरुद्ध अँध्यारो र प्रकाशमा दुवै मान 5 micromolar छन्। अर्को शब्दमा, अणु antimicrobial मानिन्छ कि मानिँदैन भन्ने कुरा अणुको मात्रै गुण होइन; यो अणु र प्रकाश दुवैको संयुक्त गुण हो।
यसले रिलेबिना नै एन्जाइम स्थानमा प्रत्यक्ष काम गर्न सक्छ। मिथिलिन ब्लुले nitric oxide synthase सँग बाँधिएको ferrous iron लाई अक्सिडाइज गर्छ, जसले एन्जाइमलाई निष्क्रिय बनाउँछ। यसले soluble guanylate cyclase लाई रोक्छ, र त्यस प्रयोजनका लागि 1 र 10 micromolar बीचको सांद्रता प्रयोगशालामा नियमित रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यसले monoamine oxidase type A लाई 27 र 180 nanomolar बीचको IC50 मा inhibit गर्छ, जुन serotonin reuptake inhibitors सँगको राम्रोसँग दस्तावेज गरिएको interaction को पछाडिको कार्यविधि हो र मिथिलिन ब्लुको औषधि अन्तरक्रिया लाई छुट्टै श्रेणी मानिनुको कारण हो।
यी तीनवटा मार्ग रासायनिक रूपमा फरक छन्। ती सबैलाई मिथिलिन ब्लुले redox cycling द्वारा काम गर्छ भन्ने एउटै दाबीमा समेट्नु नै यसबारेका धेरै लेखहरू एकैपटक अत्यन्त आत्मविश्वासी र अस्पष्ट देखिनुको मुख्य कारण हो।
कार्यविधिबारेको कथन अर्थपूर्ण छ कि छैन भन्ने निर्धारण गर्ने चार भिन्नता
कुन रूप। रिड्युस्ड डाइलाई अक्सिडाइज्ड डाइसँग समान मान्न सकिँदैन। Acetylcholinesterase inhibition ले यो फन्दालाई देखाउँछ: लामो in vitro incubation मा मिथिलिन ब्लु क्रमशः यसको रङहीन रूपमा रिड्युस हुन्छ, र inhibition घट्दै जान्छ, किनकि रिड्युस्ड अणुले त्यो एन्जाइम inhibit गर्दैन। रूप परिवर्तन हुने गरी लामो समयसम्म चलाइएको assay ले कमजोर प्रभाव रिपोर्ट गर्छ र गलत व्याख्यालाई निम्त्याउन सक्छ।
कुन सांद्रता। soluble guanylate cyclase inhibition का लागि प्रयोगशाला दायरा 1 देखि 10 micromolar हो। मुसाको hippocampal slices मा glutamate-mediated transmission हटाउन 5 देखि 50 micromolar चाहिएको थियो। कोशिका कल्चरमा 100 micromolar भन्दा माथि toxic effects रिपोर्ट गरिएका छन्। यी एउटै प्रयोग होइनन्, र 50 micromolar मा पुष्टि भएको कार्यविधि plasma concentration त्यसको अंश मात्र भएको बिरामीमा स्वतः उपलब्ध हुन्छ भन्ने हुँदैन।
कुन route। Absolute oral bioavailability लगभग 72 प्रतिशत हुन्छ, र terminal plasma half-life 5 देखि 7 hours हुन्छ। Oral administration ले intestine र liver मा उच्च सांद्रता उत्पादन गर्छ; intravenous administration ले brain मा उच्च सांद्रता उत्पादन गर्छ। कुन तन्तु इलेक्ट्रोनसँग सम्पर्कमा आउँछ भन्ने route ले निर्धारण गर्छ।
कुन model, र बत्ती बालिएको थियो कि थिएन। कार्यविधिसम्बन्धी धेरै साहित्य cell culture र rodent work मा आधारित छ, र यो अणुसम्बन्धी in vitro नतिजाहरू light exposure, membrane potential र कोशिकाको redox state मा निर्भर हुन्छन्, किनकि microscope lamp नै यसलाई photosensitise गर्न पर्याप्त हुन्छ। दिइएको dose को 65 देखि 85 प्रतिशत रातो रक्तकोशिका र peripheral tissue मा रङहीन रूपमा रिड्युस हुन्छ। यी प्रत्येक चर एउटा dish मा देखिएको स्पष्ट कार्यविधि र मानिसबारे गरिने दाबीबीच पर्छन्।
शुद्धताको प्रश्न किन रसायनको प्रश्न हो
प्रकाशले मिथिलिन ब्लुलाई demethylate गर्छ। पहिलो उत्पादन Azure B हो, त्यसपछि Azure A, त्यसपछि thionin, र उच्च light intensity ले कम intensity भन्दा बढी breakdown उत्पन्न गर्छ। जसको उपयोगिता इलेक्ट्रोन ग्रहण र दान गर्न सक्ने क्षमतामा आधारित छ, त्यस्तो अणुका सम्भावित degradation products पनि त्यही घोलमा रहने नजिकका रासायनिक सम्बन्धित पदार्थ हुन्छन्। त्यसैले कन्टेनरभित्र वास्तवमा के-के छन् भन्ने संरचना केवल देखावटको विवरण होइन।
त्यही कारणले USP specification अनुरूपता खरिदकर्ताका लागि अर्थपूर्ण परीक्षण हो। यसलाई पूरा नगर्ने उत्पादन डाइ मात्र हो, र डाइमा Azure B, heavy metals र residual solvents सहित त्यस्ता impurities हुन सक्छन् जुन सेवन गर्ने व्यक्तिले चाहँदैन। अर्को फन्दा भनेको केवल heavy metals परीक्षण गर्ने र त्यस नतिजालाई पूर्ण अनुपालनका रूपमा प्रस्तुत गर्ने विक्रेता हो। Blupreme ले methylene blue को एक pharmaceutical manufacturer सँग साझेदारी गरेको छ र पूर्ण specification परीक्षण गर्छ: identity, purity, organic impurities, residual solvents, elemental impurities, residue on ignition, microbial limits र bacterial endotoxins। प्रत्येक batch पछाडिको प्रयोगशाला परीक्षण कागजात प्रकाशित हुन्छ, र आपूर्तिकर्ता छनोट मुख्यतः त्यो कागजात उपलब्ध छ कि छैन र त्यसले के-के समेट्छ भन्ने जाँच गर्ने विषय हो।
एउटा उल्टिन सक्ने जोडी। त्यसबाट निस्कने धेरै मार्ग। कुन दाबी गर्न सकिन्छ भन्ने मार्गले निर्धारण गर्छ। :::