మెథిలీన్ బ్లూ చరిత్ర: రంగు నుంచి ఔషధం మరియు పరిశోధన వరకు

మెథిలీన్ బ్లూ ఫార్మసీకి చేరకముందే ఒక రోగికి చేరింది.

1891లో Paul Guttmann మరియు Paul Ehrlich ప్రచురించిన, మలేరియాలో ఈ రంగు వినియోగంపై నివేదికలో రెండు ఉష్ణోగ్రత చార్ట్‌లు ఉన్నాయి. రెండోది 13 July నుంచి 5 August వరకు సాగుతుంది; ప్రతి రోజూ ఇచ్చిన చికిత్సను అంచులో రాశారు. 18 మరియు 19 July తేదీల నమోదుల్లో "1 × 0,05 Methylenblau" అని ఉంది. తరువాతి రోజుల్లో అదే పరిమాణాన్ని ఐదు మరియు ఏడు మోతాదులుగా నమోదు చేశారు; 22 July నాటికి రికార్డులో కొద్దిపాటి quinine కూడా చేరింది. చార్ట్ మొదటి భాగంలో 37 °C నుంచి 39.5 °C మధ్య ఊగిసలాడే జ్వర రేఖ, రంగు ఇచ్చిన తర్వాత సద్దుమణిగి, మిగిలిన మూడు వారాల్లో సుమారు 36 °C నుంచి 37.5 °C మధ్యనే ఉంటుంది.

ఆ రోగి ఇద్దరిలో ఒకరు; పత్రంలో వారిని ఒక గృహ సేవకుడు మరియు ఒక నావికుడిగా వివరించారు. వారికి ఇచ్చిన సమ్మేళనం అప్పటికే పదిహేనేళ్లుగా వాణిజ్య వస్త్ర రంగుగా ఉండేది. నిర్దిష్ట జీవిని లక్ష్యంగా చేసుకున్న పూర్తిగా సింథటిక్ ఔషధంతో చికిత్స పొందినట్లు నమోదైన తొలి వ్యక్తుల్లో ఆ ఇద్దరూ ఉన్నారు.

ముందుగా వచ్చినది రంగే

వాణిజ్యపరంగా విజయవంతమైన తొలి సింథటిక్ రంగును William Henry Perkin 1856లో సృష్టించాడు. Perkin వయస్సు పద్దెనిమిది; Easter సెలవుల్లో ఇంటి ప్రయోగశాలలో పనిచేస్తూ quinineను సంశ్లేషించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాడు. దాని బదులుగా అతనికి నల్లటి అవశేషం లభించింది; దాన్ని కరిగించినప్పుడు పట్టుకు అద్భుతంగా పట్టే ఒక రంగు కనిపించింది. అతను August 1856లో దానికి పేటెంట్ పొందాడు; 1857 చివరికి Londonలోని ఒక silk dyeworks‌కు సరఫరా చేసే కర్మాగారం అతనికి ఉండేది.

1875లో Adolf von Baeyer ఒక ఎరుపు రంగును సంశ్లేషించి, ఉదయాన్ని సూచించే గ్రీకు పదం Eos ఆధారంగా దానికి eosin అని పేరు పెట్టాడు. 1876లో, అప్పట్లో Badische Anilin- und Soda-Fabrik ప్రయోగశాల డైరెక్టర్‌గా ఉన్న Heinrich Caro, Baeyerతో కలిసి మెథిలీన్ బ్లూను పత్తి కోసం aniline-ఆధారిత రంగుగా అభివృద్ధి చేశాడు. దాని రసాయన నిర్మాణం దాదాపు తొమ్మిదేళ్ల తర్వాత మాత్రమే ఖరారైంది.

ఆ మూలం ఇప్పటికీ ఈ పదార్థానికి పెట్టిన పేరులో కనిపిస్తుంది. "Methylene blue" అనేది రంగుల కాటలాగ్ నుంచి వచ్చిన వాణిజ్య పేరు; అది రసాయన వివరణ కాదు. అది సూచించే సమ్మేళనం methylthioninium chloride. ఎవరైనా పదార్థాన్ని తూచే సమయంలో లేదా specification చదివే సమయంలోనే పేరు, salt, మరియు దాని hydrates మధ్య తేడాలు ప్రాముఖ్యం పొందుతాయి.

స్టెయినింగ్ వారధిగా నిలిచింది

రంగుల తయారీశాల నుంచి ఆసుపత్రికి దారి సూక్ష్మదర్శిని గుండా వెళ్లింది; అది మెథిలీన్ బ్లూ ఉనికిలోకి రాకముందే ప్రారంభమైంది. Wilhelm Erb 1865లో picric acid ఉపయోగించి రక్తానికి సింథటిక్ రంగు ప్రయోగించిన తొలి వ్యక్తి; కొన్ని ఎర్ర రక్తకణాల లోపల అతను reticular నమూనాను చూశాడు.

Paul Ehrlich యొక్క 1878 doctoral thesis, histological staining‌ను వస్త్రాలకు రంగు వేయడంతో పోల్చి, రెండూ రసాయన చర్యలేనని వాదించింది. Robert Koch ఆధ్వర్యంలో tubercle bacillusపై పనిచేస్తూ, అతను aniline రంగులను acid మరియు basic వర్గాలుగా విభజించి, ప్రతి వర్గం కణంలోని వేర్వేరు భాగాలకు రంగు ఇస్తుందని స్థాపించాడు. 1880లో అతను రెండింటినీ కలిపాడు: supernatant పారదర్శకంగా మారే వరకు methylene blue యొక్క saturated solutionను acid fuchsinలో పోశాడు. అతను neutralen Farbkörper లేదా neutral stain అని పిలిచిన ఫలితం, ఒక రంగుకు బదులుగా మూడు రంగులను ఉత్పత్తి చేసింది; ఇంతకు ముందు కనిపించని polymorphonuclear కణాల granules‌ను చూపించింది; తొలి leukocyte differential countను సాధ్యం చేసింది. ఆ granules మిశ్రమంలోని రెండు భాగాలనూ స్వీకరించినందున, వాటిని కలిగిన కణాలకు Ehrlich neutrophil అనే పదాన్ని రూపొందించాడు.

రెండేళ్ల తర్వాత Koch tubercle bacillusను కనుగొనడానికి methylene blueను ఉపయోగించాడు; 1883లో Ehrlich ఆ పద్ధతిని మెరుగుపరిచాడు. 1886లో అతను వేరొక రకమైన పరిశీలనను ప్రచురించాడు: జీవించి ఉన్న జంతువుల్లో రంగును ఇంజెక్ట్ చేసి, ప్రతి అవయవం దాన్ని ఎంత బలంగా స్వీకరించిందో పోల్చాడు; మెదడు మరియు నాడీ కణజాలంపై దానికి స్పష్టమైన affinity ఉందని నిర్ధారించాడు. ఆ affinityని అతను రంగు యొక్క oxidation-reduction cycling‌కు ఆపాదించాడు; దాన్ని అతను ముందటి సంవత్సరం గమనించాడు. అదే cycling కారణంగా, methylene blue solutionలోని oxygen వినియోగించబడినప్పుడు దాని రంగు మాయమై, గాలి మళ్లీ చేరినప్పుడు తిరిగి వస్తుంది. ఆ cycling ఫలితాలను మొదట కొలిచిన ప్రయోగాలు తరువాతి దశాబ్దానికి చెందినవి; mechanism స్వయంగా ఈ చరిత్రకు వేరైన అంశం.

పరాన్నజీవి మరియు ఊదా nucleus

Alphonse Laveran 1880లో తాజా, stain చేయని రక్తాన్ని పరిశీలిస్తూ malaria parasiteను కనుగొన్నాడు. దాన్ని ఎండబెట్టిన smearలో క్రమంగా చూడాలంటే stain అవసరమైంది; ఆ కాలపు stains ఎరుపు మరియు నీలం రంగులనే ఉత్పత్తి చేసేవి.

1888లో Polish pathologist Czesław Cheçinski acid fuchsin స్థానంలో eosinను ఉపయోగించి, methylene blue మరియు eosin మిశ్రమాన్ని రూపొందించాడు. అతని పద్ధతి వెనుక ఉన్న కేసు 30 September 1887న malariaతో మరణించిన ఒక సైనికుడిది. రక్త filmsలో Cheçinski నీలం daisy ఆకారపు రూపాలను చూశాడు; అవి ఇప్పుడు Plasmodium malariaeగా గుర్తించబడుతున్నాయి. అలాగే sickle ఆకారపు రూపాలను చూశాడు; అవి ఇప్పుడు Plasmodium falciparum యొక్క gametocytesగా గుర్తించబడుతున్నాయి. ఈ ఫలితం వ్యాధి గురించి పోటీగా ఉన్న రెండు వివరణలకు ఒకేసారి ముగింపు పలికింది: miasma theory, అలాగే malaria ఒక bacterium వల్ల కలుగుతుందని Edwin Klebs మరియు Corrado Tommasi-Crudeli చేసిన వాదన.

పరాన్నజీవి కనిపించింది. దాని nucleus మాత్రం కనిపించలేదు; అందువల్ల దాని స్వభావం స్పష్టంగా లేదు. Breslauలో physician అయిన Ernst Malachowski మొదట యాదృచ్ఛికంగా, తరువాత ఉద్దేశపూర్వకంగా ఆ సమస్యను పరిష్కరించాడు. 1889లో ఒక preparationలో plasmodial nucleus వేరుగా stain అవుతున్నట్టు అతను గమనించాడు, కానీ దాన్ని మళ్లీ సృష్టించలేకపోయాడు. methylene blueను acidify చేయడం ఉపయోగపడలేదు. boraxతో alkalinise చేయగా ప్రతిసారీ ఆ ప్రభావం వచ్చింది. 15 June 1890న అతను ఈ techniqueను బహిరంగంగా ప్రదర్శించి, అదే సంవత్సరం ప్రచురించాడు; మరింత సమగ్ర పద్ధతిని August 1891లో ప్రచురించాడు.

Dmitri Romanowsky September 1891లో తన స్వంత రూపాన్ని ప్రచురించాడు. అతనికి అత్యుత్తమ ఫలితాలు రెండు నెలలకు పైగా పాతదైన, నిర్లక్ష్యం చేయబడిన, mould పట్టిన methylene blue solution సీసా నుంచి వచ్చాయి. Malachowski వివరణ ఉద్దేశపూర్వకమైనది, అతని మాటల్లో సులభంగా పునరుత్పత్తి చేయగలిగినది; Romanowskyది ఒక్కసారి పనిచేసిన dead end. అయినప్పటికీ eponym Romanowskyకే దక్కింది; nucleusను కనిపించేలా చేసిన ఊదా రంగును ఎవరు రూపొందించారన్న వివాదం తనకంటూ పత్రాలతో ఉన్న వేరే కథ.

Figure: Guttmann మరియు Ehrlich యొక్క 1891 నివేదికలోని రెండో ఉష్ణోగ్రత చార్ట్. పై panel 13 నుంచి 24 July వరకు, దిగువ panel 25 July నుంచి 5 August వరకు చూపిస్తుంది; అంచు నమోదుల్లో ఇచ్చిన doses పేర్కొనబడ్డాయి, మరియు రికార్డు చివరి మూడు వారాల్లో ఉష్ణోగ్రత సాధారణ స్థాయికి సమీపంలో ఉంటుంది. Krafts, Hempelmann మరియు Skórska-Stania కోసం scan చేసిన నివేదిక నుంచి పునరుత్పత్తి చేయబడింది, Parasitology Research 111:1–6 (2012), PMID 22411634.

Ripening అనేది demethylation అని తేలింది

1890లలో ఇందులో పాల్గొన్న ఎవరికీ "ripening" methylene blueపై ఏమి చేస్తుందో తెలియదు. సమాధానం industrial chemistry నుంచి వచ్చింది. Heinrich August Bernthsen 1883లో parent compound phenothiazineను సంశ్లేషించాడు; 1885లో methylene blue ఆ కుటుంబానికి చెందుతుందని స్థాపించాడు; అదే కాలంలో alkaline పరిస్థితులు రంగు నుంచి methyl groupsను తొలగించి, ఇప్పుడు azures అని పిలిచే సమ్మేళనాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయని చూపించాడు.

Bernard Nocht 1898 మరియు 1899లో active fractionను వేరు చేసి, దాన్ని Rot aus Methylenblau, అంటే methylene blue నుంచి వచ్చిన ఎరుపు, అని మాత్రమే పిలవగలిగాడు. Michaelis 1901లో దాన్ని azure Iగా గుర్తించాడు. Jenner 1899లో dye precipitate కోసం absolute methanolను solventగా ప్రవేశపెట్టాడు; దీంతో blood filmsను heat-fix చేయాల్సిన అవసరం తొలగింది. Leishman మరియు Reuter ఈ రెండు పురోగతులను కలిపారు; Wright 1902లో సరళీకృత పద్ధతిని ప్రచురించాడు. Giemsa యొక్క contribution, అది కూడా 1902లోనే, యాదృచ్ఛికంగా ripen అయిన solutionపై ఆధారపడటం ఆపి, బదులుగా తెలిసిన dyesను కొలిచిన పరిమాణాల్లో ఉపయోగించడం. తరువాత అతను pure methylene azureను ఎలా తయారు చేశాడో ప్రచురించడానికి నిరాకరించి, ఆ పద్ధతిని Dr. Grübler's laboratoryకి విక్రయించాడు. ఆ ప్రయోగశాల ఉత్పత్తిని azure Iగా మార్కెట్ చేసి, తన version మాత్రమే అసలైన Giemsa stain అని పేర్కొంది.

రెండు world wars అనుకోకుండా ఆ ప్రక్రియను పూర్తి చేశాయి. German dyes లభించకుండా పోయినప్పుడు, Lillie, Roe మరియు Wilcox American substitutesపై పనిచేసి, అత్యుత్తమ staining మూడు వేరు చేసిన components నుంచి వస్తుందని కనుగొన్నారు: pure methylene blue, దాని breakdown product azure B, మరియు eosin. ఇవే మూడు నేటికీ malaria diagnosisలో ఉపయోగించే stain యొక్క ప్రధాన componentsగా ఉన్నాయి; ఇప్పుడు దాని పేరు Malachowski, Wright మరియు Giemsa పేర్లను కలిపి ఉపయోగిస్తుంది.

Figure: Romanowsky-type పద్ధతితో stain చేసిన మానవ ఎర్ర రక్తకణాల్లో Plasmodium falciparum ring forms. ring లోపలి ఊదా నిర్మాణం chromatin; Malachowski యొక్క borax-treated methylene blue దాన్ని తొలిసారిగా కనిపించేలా చేసింది. Ernst Hempelmann చిత్రం, public domainలో విడుదల చేయబడింది.

ఒక పేరు, అనేక పదార్థాలు

ఆ componentsను వేరు చేసిన సంవత్సరాలు chemistryకన్నా ఎక్కువకాలం నిలిచిన ఒక సమస్యను మిగిల్చాయి. Ralph Lillie 1969లో biological stains — "వాటి సున్నితమైన మరియు ఖచ్చితత్వం కోరే వినియోగాలకు తగిన కఠిన specifications ప్రకారం తయారు చేయబడినవి" — మరియు textile colouring కోసం non-biological stains — ఇవి "తక్కువ కఠినమైన మరియు తక్కువ డిమాండ్ చేసే manufacturing standardsను అవసరం పడతాయి" — మధ్య స్పష్టమైన రేఖ గీశాడు. రెండు రకాల products ఒకే పేరును మోశాయి; వాటి మధ్య తేడా ఎప్పుడూ కేవలం స్థాయి తేడా కాదు. పత్తి కోసం రాసిన specification మరియు diagnostic reagent కోసం రాసిన specification పరస్పరం మార్చుకోదగినవి కావు; textile specification ప్రకారం తయారైన పదార్థం మింగడానికి ఉద్దేశించబడలేదు.

azure B దీనికి అత్యంత స్పష్టమైన ఉదాహరణ. ఇది methylene blue యొక్క monodemethylated రూపం; దీనికే కొలవగల pharmacological activity ఉంది; రెండు పదార్థాలను ఎవరైనా వేరు చేయడానికి ముందే, ఒక శతాబ్దానికి పైగా clinical methylene blue preparationsలో ఇది నియంత్రించని constituentగా ఉండేది. ఒక పరిశోధక బృందం, methylene blue administration తర్వాత autopsyలో సేకరించిన మానవ tissueలో 5 నుంచి 14 per cent వరకు మార్పులేని methylene blue, 86 నుంచి 95 per cent వరకు azure B ఉన్నట్లు కనుగొంది. ఒక preparationలో azure B ఉండాలా, ఉంటే ఏ limitలో ఉండాలి అనేది specificationకు సంబంధించిన ప్రశ్న; azure Bను impurity మరియు metaboliteగా పరిశీలించిన పరిశోధన అక్కడినుంచి కొనసాగుతుంది.

ప్రయోగాత్మక ఫలితం కూడా specificationలోనే ఉంటుంది. USP conformance మార్కెట్ అందించే అత్యధిక purityకి చేరే మార్గం, ఎందుకంటే అది ఒక్క measurement కాదు; పూర్తిగా ప్రచురించబడిన test standard. అది identity, assay, azure dyes సహా organic impurities, residual solvents, elemental impurities, residue on ignition, microbial limits, మరియు bacterial endotoxinsను కవర్ చేస్తుంది. heavy-metal resultను నివేదించి దాన్ని USP complianceగా పేర్కొనే certificate ఆ జాబితాలోని ఒక్క అంశాన్నే నివేదించింది.

Blupreme తన methylene blueను pharmaceutical manufacturer నుంచి పొందుతుంది మరియు పూర్తి certificate of analysisను ప్రచురిస్తుంది; heavy metals మాత్రమే కాకుండా మొత్తం USP specificationను పరీక్షిస్తుంది. certificate of analysisను ఎలా చదవాలో తెలిపే guide మరియు USP designation ఏమి నిర్ధారిస్తుంది, ఏమి నిర్ధారించదు అనే వ్యాసం, documentలోని సమాచారం claimతో సరిపోతుందో ఎలా తనిఖీ చేయాలో వివరిస్తాయి.

చరిత్ర ఏం చెప్పడానికి ఆధారం ఇస్తుంది, ఏం ఇవ్వదు

ఈ lineage నిజమైనది; చాలా product pages సూచించేదానికంటే ఇది చాలా పొడవైనది. Methylene blue 1891లో malaria చికిత్సలో ఉపయోగించబడింది, 1899లో agitated psychosisలో sedativeగా నివేదించబడింది, మరియు దాని side chain quinacrine, chloroquine, promethazine మరియు chlorpromazine వరకు కొనసాగుతుంది. Arthur Leppmannతో కలిసి Ehrlich రాసిన 1890 paper neuralgic మరియు rheumatic painలో ఉపశమనాన్ని వివరించింది; తరువాత mental illnessలో ఈ dyeను పరీక్షించే విషయాన్ని పరిశీలించి, పరీక్షించకూడదని నిర్ణయించింది.

అందులో ఏదీ ఆధునిక వినియోగాన్ని స్థాపించదు. 1891 malaria ఫలితం ఇద్దరు రోగులు మరియు ఒక ఉష్ణోగ్రత చార్ట్‌పై ఆధారపడి ఉంది. ఒక moleculeతో దీర్ఘకాల పరిచయం దాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి కారణం మాత్రమే; అది స్వయంగా ఫలితం కాదు. ఔషధంగా ఈ సమ్మేళనం చరిత్ర మరియు malariaలో ఆధునిక trials Ehrlich అడిగిన ప్రశ్నలకు భిన్నమైన ప్రశ్నలకు సమాధానం ఇస్తాయి; endpointsను వాటి స్వంత సందర్భంలోనే చదవాలి.

రికార్డులో గతానికి కాకుండా వర్తమానానికి సంబంధించిన ఒక వివరముంది. 2000లలో Burkina Fasoలో పరిశోధకులు methylene blue malaria trials నిర్వహించినప్పుడు, pharmaceutical-grade material కోసం పోటీ పడాల్సి వచ్చింది; raw materialకు GMP validation వచ్చిన తర్వాత దాని ధర సుమారు వంద రెట్లు పెరిగిందని వారు నివేదించారు. ఒక dyeకు ప్రత్యామ్నాయం పెట్టవచ్చు. ఒక drugకు అలా చేయలేరు. Lillie 1969లో గీసిన తేడానే నేడు ఒక సీసాలో ఏముందో నిర్ణయించే తేడా.