Sajarah methylene blue: ti pewarna nepi ka ubar jeung panalungtikan

Methylene blue nepi ka pasien saméméh nepi ka apoték.

Laporan 1891 ku Paul Guttmann jeung Paul Ehrlich ngeunaan pamakéan pewarna éta dina malaria ngandung dua grafik suhu. Grafik kadua ngawengku 13 Juli nepi ka 5 Agustus, kalayan perlakuan ditulis sapanjang sisi grafik unggal poé. Catetan tanggal 18 jeung 19 Juli berbunyi "1 × 0,05 Methylenblau". Poé-poé saterusna nyatet lima jeung tujuh dosis dina jumlah anu sarua, sarta dina 22 Juli sajumlah leutik kina geus asup kana catetan. Garis muriang, anu naék-turun antara 37 °C jeung 39.5 °C dina satengah awal grafik, jadi datar sanggeus pewarna éta dipaké sarta tetep antara kira-kira 36 °C jeung 37.5 °C salila tilu minggu sésana.

Pasien éta salah sahiji ti dua urang, anu dina makalah digambarkeun salaku saurang pembantu rumah tangga jeung saurang pelaut. Senyawa anu ditarimana geus jadi pewarna tékstil komérsial salila lima belas taun, sarta dua lalaki éta kaasup jalma-jalma munggaran anu kacatet dirawat ku ubar sintétik lengkep anu ditujukeun ka organisme husus.

Pewarna datang heula

Pewarna sintétik munggaran anu suksés sacara komérsial dijieun ku William Henry Perkin dina 1856. Perkin umurna dalapan belas taun, digawé di laboratorium imah salila libur Paskah, sarta keur nyoba nyintésis kina. Sabalikna, manéhna meunang résidu hideung, ngaleyurkeunana, sarta manggihan warna anu napel kacida alusna kana sutra. Manéhna mempatenkeunana dina Agustus 1856 sarta dina ahir 1857 geus boga pabrik anu nyayagikeun pewarna ka usaha pewarnaan sutra di London.

Dina 1875 Adolf von Baeyer nyintésis pewarna beureum sarta méré ngaran eosin, tina Eos, kecap Yunani pikeun fajar. Dina 1876 Heinrich Caro, harita diréktur laboratorium di Badische Anilin- und Soda-Fabrik, ngembangkeun methylene blue bareng jeung Baeyer salaku pewarna dumasar aniline pikeun katun. Struktur kimiana kakara dipastikeun kira-kira salapan taun saterusna.

Asal-usul éta masih katingali dina cara zat ieu dingaranan. "Methylene blue" nyaéta ngaran dagang tina katalog pewarna, lain katerangan kimia. Senyawa anu dimaksud nyaéta methylthioninium chloride, sarta bédana antara ngaran, uyah, jeung hidratna jadi penting pas aya anu nimbang bahan éta atawa maca spésifikasi.

Pewarnaan jadi sasak

Jalur ti pabrik pewarna ka rumah sakit ngaliwatan mikroskop, sarta dimimitian saméméh methylene blue aya. Wilhelm Erb nyaéta jalma munggaran anu ngalarapkeun pewarna sintétik kana getih, maké picric acid dina 1865, sarta ningali pola retikular di jero sababaraha sél getih beureum.

Tésis doktor Paul Ehrlich taun 1878 ngabandingkeun pewarnaan histologis jeung pewarnaan tékstil sarta ngajelaskeun yén duanana mangrupa réaksi kimia. Nalika digawé di handapeun Robert Koch ngeunaan bacillus tuberkulosis, manéhna ngabagi pewarna aniline kana kelas asam jeung basa sarta netepkeun yén unggal kelas ngawarnaan bagian sél anu béda. Dina 1880 manéhna nyampur duanana: larutan jenuh methylene blue dituang kana acid fuchsin nepi ka supernatan jadi hérang. Hasilna, anu ku manéhna disebut neutralen Farbkörper atawa pewarna nétral, ngahasilkeun tilu warna tibatan hiji, nembongkeun granula dina sél polymorphonuclear anu saméméhna teu katingali, sarta ngamungkinkeun itungan diferensial leukosit munggaran. Ku sabab granula éta nyerep duanana komponén campuran, Ehrlich nyiptakeun kecap neutrophil pikeun sél anu mawa granula éta.

Dua taun saterusna Koch maké methylene blue pikeun manggihan bacillus tuberkulosis, sarta dina 1883 Ehrlich ningkatkeun métodena. Dina 1886 manéhna medalkeun observasi anu béda: manéhna nyuntikkeun pewarna kana sato hirup sarta ngabandingkeun sabaraha kuat unggal organ nyerepna, tuluy nyimpulkeun yén zat éta miboga afinitas anu nyata kana jaringan otak jeung saraf. Manéhna ngahubungkeun afinitas éta jeung siklus oksidasi-réduksi pewarna, anu geus ditempona taun saméméhna. Siklus éta ogé anu nyababkeun larutan methylene blue leungit warnana nalika oksigénna béak sarta meunangkeun deui warnana nalika hawa asup deui. Ékspérimén anu mimiti ngukur akibat tina siklus éta lumangsung dina dasawarsa saterusna, sarta mékanismena sorangan mangrupa topik anu béda ti sajarahna.

Parasit jeung inti ungu

Alphonse Laveran manggihan parasit malaria dina 1880 ku nalungtik getih seger anu teu diwarnaan. Pikeun ningalina sacara rutin dina apusan garing diperlukeun pewarna, sarta pewarna jaman harita ngan ngahasilkeun warna beureum jeung biru.

Dina 1888 ahli patologi Polandia Czesław Cheçinski ngaganti acid fuchsin ku eosin, ngahasilkeun campuran methylene blue jeung eosin. Kasus anu jadi dasar métodena nyaéta saurang prajurit anu maot ku malaria dina 30 Séptémber 1887. Dina preparat getih, Cheçinski ningali bentuk biru siga kembang daisy, anu ayeuna dipikawanoh minangka Plasmodium malariae, sarta bentuk siga arit, anu ayeuna dipikawanoh minangka gametosit Plasmodium falciparum. Hasil éta sakaligus mungkas dua katerangan anu silih saing ngeunaan panyakit éta: téori miasma, jeung klaim Edwin Klebs sarta Corrado Tommasi-Crudeli yén malaria disababkeun ku baktéri.

Parasitna geus katingali. Intina can katingali, jadi hakékatna masih kabuka pikeun ditafsirkeun. Ernst Malachowski, saurang dokter di Breslau, ngaréngsékeun masalah éta ku kabeneran tuluy sacara ngahaja. Dina 1889 manéhna ningali pewarnaan diferensial inti plasmodium dina hiji preparat tapi teu bisa ngulang deui hasilna. Ngasamkeun methylene blue teu mantuan. Ngabasaankeunana ku borax ngahasilkeun pangaruh éta unggal waktu. Manéhna mintonkeun téhnik éta sacara umum dina 15 Juni 1890 sarta medalkeunana dina taun anu sarua, kalayan métode anu leuwih lengkep dina Agustus 1891.

Dmitri Romanowsky medalkeun vérsi sorangan dina Séptémber 1891. Hasil pangalusna manéhna asalna tina botol larutan methylene blue anu teu kaurus, kapang, sarta umurna leuwih ti dua bulan. Pedaran Malachowski dihaja sarta, nurutkeun kecapna, gampang diulang; sedengkeun métode Romanowsky mangrupa jalan buntu anu kabeneran hasil sakali. Sanajan kitu, ngaran eponimna tetep dibikeun ka Romanowsky, sarta sengketa ngeunaan saha anu ngahasilkeun warna ungu anu ngajadikeun inti katingali mangrupa carita séjén kalayan dokuménna sorangan.

Gambar: grafik suhu kadua tina laporan Guttmann jeung Ehrlich taun 1891. Panel luhur ngawengku 13 nepi ka 24 Juli sarta panel handap 25 Juli nepi ka 5 Agustus; catetan dina sisi nyebutkeun dosis anu dibikeun, sarta suhu tetep deukeut normal salila tilu minggu pamungkas catetan. Dihasilkeun deui tina laporan sakumaha dipindai pikeun Krafts, Hempelmann jeung Skórska-Stania, Parasitology Research 111:1–6 (2012), PMID 22411634.

Prosés “ripening” tétéla mangrupa demethylation

Teu saurang ogé anu kalibet dina taun 1890-an nyaho naon anu dilakukeun ku "ripening" kana methylene blue. Jawabanna datang tina kimia industri. Heinrich August Bernthsen geus nyintésis senyawa induk phenothiazine dina 1883, netepkeun dina 1885 yén methylene blue kaasup kulawarga éta, sarta dina période anu sarua némbongkeun yén kaayaan basa ngaleupaskeun gugus métil tina pewarna, ngahasilkeun senyawa anu ayeuna disebut azures.

Bernard Nocht ngekstrak fraksi aktif dina 1898 jeung 1899 sarta ngan bisa nyebutna Rot aus Methylenblau, beureum tina methylene blue. Michaelis ngaidéntifikasi éta salaku azure I dina 1901. Jenner ngenalkeun methanol absolut salaku pangleyur pikeun endapan pewarna dina 1899, anu ngaleungitkeun kabutuhan pikeun fiksasi apusan getih ku panas; Leishman jeung Reuter ngahijikeun dua kamajuan éta; Wright medalkeun métode anu disederhanakeun dina 1902. Kontribusi Giemsa, ogé dina 1902, nyaéta eureun ngandelkeun larutan anu asak sacara acak sarta gantina maké jumlah anu diukur tina pewarna anu geus dipikawanoh. Sanggeus éta manéhna nampik medalkeun cara nyieun methylene azure murni sarta ngajual métodena ka laboratorium Dr. Grübler, anu masarkeun produk éta salaku azure I sarta ngaku yén ngan vérsina anu mangrupa pewarna Giemsa asli.

Dua perang dunya sacara teu dihaja ngaréngsékeun urusan éta. Nalika pewarna Jerman teu bisa dipiboga, Lillie, Roe jeung Wilcox nalungtik bahan pangganti Amérika sarta manggihan yén pewarnaan pangalusna asalna tina tilu komponén anu dipisahkeun: methylene blue murni, produk uraina azure B, jeung eosin. Katilu éta nepi ka ayeuna tetep jadi komponén utama pewarna anu dipaké pikeun ngadiagnosis malaria, dina hiji ngaran anu ayeuna ngahijikeun Malachowski, Wright jeung Giemsa.

Gambar: bentuk cingcin Plasmodium falciparum dina sél getih beureum manusa, diwarnaan ku métode tipe Romanowsky. Struktur ungu di jero cingcin nyaéta kromatin anu pikeun kahiji kalina dijadikeun katingali ku methylene blue anu diolah ku borax ku Malachowski. Gambar ku Ernst Hempelmann, dileupaskeun ka domain publik.

Hiji ngaran, sababaraha bahan

Taun-taun anu misahkeun komponén-komponén éta ninggalkeun hiji masalah anu umurna leuwih panjang tibatan kimiana. Ralph Lillie dina 1969 ngabédakeun antara pewarna biologis, "dijieun nurutkeun spésifikasi ketat anu saluyu jeung pamakéanana anu sénsitip sarta nungtut katepatan", jeung pewarna non-biologis pikeun ngawarnaan tékstil, anu "merlukeun standar manufaktur anu kurang ketat sarta kurang nungtut". Duanana jenis produk mawa ngaran anu sarua, sarta bédana di antarana henteu kungsi saukur béda dina tingkat kualitas. Spésifikasi anu ditulis pikeun katun jeung spésifikasi anu ditulis pikeun réagen diagnostik teu bisa silih tukeur, sarta bahan anu dijieun nurutkeun spésifikasi tékstil henteu dimaksudkeun pikeun ditelan.

Azure B mangrupa conto anu pangjelasna. Éta téh bentuk monodemethylated tina methylene blue, boga aktivitas farmakologis anu bisa diukur sorangan, sarta aya salaku komponén anu teu dikontrol dina sediaan methylene blue klinis salila leuwih ti saabad saméméh aya anu misahkeun duanana. Hiji kelompok manggihan yén jaringan manusa anu dicokot nalika autopsi sanggeus pamakéan methylene blue ngandung 5 nepi ka 14 per cent methylene blue anu teu robah sarta 86 nepi ka 95 per cent Azure B. Naha hiji sediaan kudu ngandung Azure B, sarta dina wates sabaraha, mangrupa patalékan spésifikasi, sarta panalungtikan ngeunaan Azure B salaku impurity jeung metabolit neruskeun pembahasanna ti dinya.

Spésifikasi ogé tempat ayana akibat praktis. Kasaluyuan jeung USP mangrupa jalur ka kamurnian pangluhurna anu ditawarkeun pasar, sabab éta mangrupa standar tés lengkep anu dipedalkeun, lain saukur hiji pangukuran. Éta ngawengku idéntitas, assay, impurity organik kaasup pewarna azure, residual solvents, elemental impurities, residue on ignition, microbial limits, jeung bacterial endotoxins. Sertipikat anu ngalaporkeun hasil heavy-metal sarta nyebut éta salaku kasaluyuan USP ngan ngalaporkeun hiji baris tina daptar éta.

Blupreme meunangkeun methylene blue-na ti produsén farmasi sarta medalkeun sertipikat analisis lengkep, ku nguji sakabéh spésifikasi USP tibatan ngan heavy metals. Pituduh maca sertipikat analisis jeung naon anu bisa jeung teu bisa dibuktikeun ku sebutan USP ngajelaskeun kumaha mariksa dokuménna ngalawan klaim éta.

Naon anu dibenarkeun ku sajarah, jeung naon anu henteu

Garis sajarahna nyata, sarta leuwih panjang tibatan anu diisyaratkeun ku kalolobaan kaca produk. Methylene blue dipaké pikeun ngubaran malaria dina 1891, dilaporkeun salaku sedatif dina psikosis anu dibarengan agitasi dina 1899, sarta ranté sampingna nyambung ka quinacrine, chloroquine, promethazine jeung chlorpromazine. Makalah Ehrlich taun 1890 babarengan jeung Arthur Leppmann ngajelaskeun pangurangan nyeri neuralgik jeung rematik, tuluy mertimbangkeun sarta mutuskeun henteu nguji pewarna éta dina gangguan méntal.

Euweuh tina éta anu netepkeun pamakéan modéren. Hasil malaria taun 1891 ngan ngawengku dua pasien jeung hiji grafik suhu. Lila wawuh jeung hiji molekul mangrupa alesan pikeun nalungtikna, lain hasil panalungtikan. Sajarah senyawa ieu salaku ubar jeung uji modéren dina malaria ngajawab patalékan anu béda ti anu ditanyakeun ku Ehrlich, sarta endpoint-na kudu dibaca dumasar kana hartina sorangan.

Aya hiji rinci dina catetan anu leuwih patali jeung jaman ayeuna tibatan mangsa kaliwat. Nalika panalungtik ngalaksanakeun uji malaria methylene blue di Burkina Faso dina taun 2000-an, maranéhna kudu bersaing pikeun meunangkeun bahan pharmaceutical-grade, sarta ngalaporkeun yén harga bahan baku naék kira-kira saratus kali sanggeus miboga validasi GMP. Pewarna bisa diganti. Ubar henteu. Bédana anu diguratkeun ku Lillie dina 1969 sarua jeung bédana anu nangtukeun naon anu aya dina hiji botol kiwari.