התגובה האופטימיזציה של Griess עבור UV-Vis ו-עירום עין ההגדרה של אנטי מלאביאל Primaquine
Summary
פרוטוקול זה מתאר שיטה מטרית מקורית לאיתור מלריה (PMQ) בprimaquine הסינתטי ובסרומים האנושיים.
Abstract
Primaquine (PMQ), סם חשוב נגד מלריה, הומלץ על ידי ארגון הבריאות העולמי (מי) לטיפול בזיהומים סכנת חיים שנגרמו על ידי P. vivax ו ovale. עם זאת, PMQ יש תופעות לוואי לא רצויות להוביל המוליזיס חריפה בחולים עם גלוקוז-6-פוספט דהידרוגנאז (G6PD) מחסור. יש צורך לפתח שיטות פשוטות ואמינות לקביעת PMQ במטרה של ניטור המינון. בתחילת 2019, אנו דיווחו על גישה UV-Vis ו-עירום עין מבוסס על הקוונפיקציה מטרי צביעה PMQ. הזיהוי היה מבוסס על תגובה כמו Griess בין PMQ ו אנירינס, אשר יכול ליצור מוצרים בצבע אזו. מגבלת הזיהוי למדידה ישירה של PMQ בשתן סינתטי היא בטווח nanomolar. יתר על כן, שיטה זו הראתה פוטנציאל גדול עבור PMQ פיקציה מדגימות של סרום אנושי בריכוזים רלוונטיים קלינית. בפרוטוקול זה נתאר את הפרטים הטכניים לגבי הסינתזות והאפיון של מוצרי אזו צבעוניים, ההכנה הכימית וההליכים לקביעת PMQ.
Introduction
PMQ הוא אחד התרופות החשובות ביותר למניעת מלריה, זה עובד לא רק כschizontocide רקמות כדי למנוע נסיגה אלא גם כמו משחטוציטוסייד כדי להפריע שידור המחלה1,2,3,4. Intravascular המוליזה הוא אחד הקשורים לתופעות לוואי של PMQ, אשר הופך להיות רציני מאוד לקויה בG6PD. ידוע כי ההפרעה הגנטית G6PD מופץ ברחבי העולם עם תדר גנטי בין 3-30% באזורים אנדמיים מלריה. חומרת החולשה PMQ תלוי במידה של מחסור G6PD, כמו גם את המינון ואת משך החשיפה PMQ5,6. כדי להקטין את הסיכון, מי המליץ מינון נמוך אחד (0.25 mg בסיס/ק”ג) של PMQ לטיפול במלריה. עם זאת, זה עדיין מאתגר על ידי וריאציות של רגישות התרופה החולה5,7. ניטור המינון הכרחי כדי להעריך את הפרמקוקינטיקה לאחר PMQ הממשל, אשר יכול להשפיע על המינון התאמה לטיפול מוצלח עם רעילות מוגבלת.
כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים היא הטכניקה הנפוצה ביותר לקביעת PMQ קלינית. אנדוh ואח ‘ דיווח על מערכת מערכות המדידה עם גלאי UV לPMQ הסרום באמצעות מערך C-18 של ג’ל פולימרישמונה. במערכת שלהם, חלבונים הנסיוב היו זירז הראשון עם acetonitrile, ולאחר מכן PMQ בתוך הסופרנטאנט הופרד לצורך הערכות. עקומת הכיול היה ליניארי מעל טווח הריכוז מ 0.01-1.0 μg/mL8. שיטה נוספת המבוססת על בדיקות בשלב הפוך עם זיהוי UV ב 254 nm דווחה עבור הכמת של PMQ ואת מטבוליטים העיקריים שלה9. עקומת הכיול עבור PMQ היה ליניארי בטווח בין 0.025-100 μg/mL. מיצוי נוסף נוזלי נוזלי עם הקסאן מעורב ו אתיל אצטט כמו שלב אורגני שימש הפרדת PMQ עם שחזור אחוז הגיע 89%9. לאחרונה, מירנדה ואח ‘ פיתחה שיטת ה-, עם זיהוי UV ב 260 nm עבור ניתוח PMQ ב ניסוחים לוח עם מגבלת זיהוי ב 3 μg/mL10.
למרות ששיטות הזיהוי הללו מבטיחות רגישות מבטיחה בקביעת התרופה, והרגישות יכולה להשתפר עוד יותר אם השימוש בספקטרומטר ביטוולי מצויד בספיטוגרפיות מסה, עדיין יש כמה חסרונות. מדידות הסמים הישירות בנוזלים הביולוגיים אינן נגישות בדרך כלל באמצעות האבחון, מכיוון שbiomolecules רבים יכולים להשפיע רבות על האנליזה. שעקירות נוספים נדרשים להסרת מולקולות אנדוגנילפני ניתוחהאנליזה 11,12. יתר על כן, זיהוי PMQ על ידי גלאי האבחון-UV מבוצע בדרך כלל על אורך הגל המרבי שלה (260 nm).; עם זאת, ישנם מולקולות אנדוגניים רבים בנוזלים ביולוגיים עם ספיגה חזקה ב 260 ננומטר (למשל, חומצות אמינו, ויטמינים, חומצות גרעין פיגמנטים אורוכרום), ובכך מפריעה PMQ UV זיהוי. יש צורך לפתח שיטות פשוטות וחסכוניות לקביעת PMQ עם רגישות סבירה וסלקטיביות.
תגובת griess הוצגה לראשונה ב 1879 כמבחן צביעה לזיהוי חנקיתי13,14,15,16. לאחרונה, תגובה זו נחקרו בהרחבה כדי לזהות לא רק חנקיתי אלא גם אחרים מולקולות רלוונטיות ביולוגית17,18,19,20. בעבר דיווחו על המחקר הסיסטמטי הראשון של תגובת Griess בלתי צפויה עם PMQ (איור 1). במערכת זו, PMQ מסוגל ליצור azos צבעוניים כאשר ביחד עם אנינים הוחלף בנוכחות של יונים ניטקסים בתנאים חומצי. גילינו כי הצבע של azos מגוון מצהוב לכחול כאשר מגביר את השפעת האלקטרון לתרומת האפקט של מתמיר על אנירינס21. שיטת הספיגה המבוססת על הקליטה UV-vis עבור PMQ פיקציה פותחה באמצעות התגובה אופטימיזציה בין 4-methoxyaniline ו PMQ. שיטה זו הראתה פוטנציאל רב לזיהוי רגיש וסלקטיבי של PMQ בנוזלים הרלוונטיים לביו. כאן, אנו מכוונים לתאר את ההליכים המפורטים לקביעת PMQ בהתבסס על אסטרטגיית הצביעה הזאת.
Protocol
Representative Results
Discussion
תיארנו שיטת צביעה עבור כימות PMQ נוח. זה פוטנציאל השיטה הפשוטה והחסכונית ביותר. חשוב מכך, שיטה זו מציעה מאפשר מדידה PMQ בעין עירומה מבלי להשתמש בציוד כלשהו.
תגובת Griess אופטימיזציה עבור זיהוי PMQ יכול ליצור בצבע אדום אזו עם ספיגה מקסימלית ב 504 ננומטר. ההשפעה הפוטנציאלית מפני קליטת U…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מכירים את מענק סטארט-Up מאוניברסיטת גואנגג’ואו של הרפואה הסינית והנוער מחקר מדעי הפרויקט של GZUCM (2019QNPY06). אנו מכירים גם את מרכז המחקר הרפואי יגנאן של אוניברסיטת גואנגג’ואו של הרפואה הסינית לתמיכה במתקנים.
Materials
| 4-Methoxyaniline | Aladdin | K1709027 | |
| 2,4-Dimethoxyaniline | Heowns | 10154207 | |
| 3,4-Dimethoxyaniline | Bidepharm | BD21914 | |
| 4-Methylaniline | Adamas-beta | P1414526 | |
| 4-Nitroaniline | Macklin | C10191447 | |
| 96-wells,Flat Botton | Labserv | 310109008 | |
| Gaussian@16 software | Gaussian, Inc | Version:x86-64 SSE4_2-enabled/Linux | |
| Hydrochloric acid | GCRF | 20180902 | |
| Marvin sketch (software) | CHEMAXON | free edition: 15.6.29 | |
| Phosphoric acid | Macklin | C10112815 | |
| Primaquine bisiphosphate | 3A Chemicals | CEBK200054 | |
| Sodium nitrite | Alfa Aesar | 5006K18R | |
| Sulfonamides | TCI(shanghai) | GCPLO-BP | |
| Varioskan LUX Plate reader | Thermo Fisher | Supplied with SkanIt Software 4.1 |
References
- Fernando, D., Rodrigo, C., Rajapakse, S. Primaquine in vivax malaria: an update and review on management issues. Malar Journal. 10, 351 (2011).
- Deng, C., et al. Large-scale Artemisinin-Piperaquine Mass Drug Administration With or Without Primaquine Dramatically Reduces Malaria in a Highly Endemic Region of Africa. Clinical Infectious Diseases. 67 (11), 1670-1676 (2018).
- Pavic, K., et al. Primaquine hybrids as promising antimycobacterial and antimalarial agents. European Journal of Medical Chemistry. 143, 769-779 (2018).
- McQueen, A., et al. Synthesis, characterization, and cellular localization of a fluorescent probe of the antimalarial 8-aminoquinoline primaquine. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 27 (20), 4597-4600 (2017).
- Ashley, E. A., Recht, J., White, N. J. Primaquine: the risks and the benefits. Malaria Journal. 13 (1), 418 (2014).
- Watson, J., Taylor, W. R., Menard, D., Kheng, S., White, N. J. Modelling primaquine-induced haemolysis in G6PD deficiency. Elife. 6, (2017).
- Beutler, E. Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency: a historical perspective. Blood. 111 (1), 16-24 (2008).
- Endoh, Y. S., et al. High-performance liquid chromatographic determination of pamaquine, primaquine and carboxy primaquine in calf plasma using electrochemical detection. Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 579 (1), 123-129 (1992).
- Dua, V. K., Kar, P. K., Sarin, R., Sharma, V. P. High-performance liquid chromatographic determination of primaquine and carboxyprimaquine concentrations in plasma and blood cells in Plasmodium vivax malaria cases following chronic dosage with primaquine. Journal of Chromatography B: Biomedical Applications. 675 (1), 93-98 (1996).
- Miranda, T. A., Silva, P. H. R., Pianetti, G. A., César, I. C. Simultaneous quantitation of chloroquine and primaquine by UPLC-DAD and comparison with a HPLC-DAD method. Malaria Journal. 14, 29 (2015).
- Tatsuno, M., Nishikawa, M., Katagi, M., Tsuchihashi, H. Simultaneous determination of illicit drugs in human urine by liquid chromatography-mass spectrometry. Journal of Analytical Toxicology. 20 (5), 281-286 (1996).
- Erni, F. Use of high-performance liquid chromatography in the pharmaceutical industry. Journal of Chromatography A. 507, 141-149 (1990).
- Tsikas, D. Analysis of nitrite and nitrate in biological fluids by assays based on the Griess reaction: Appraisal of the Griess reaction in the l-arginine/nitric oxide area of research. Journal of Chromatography B. 851 (1), 51-70 (2007).
- Zurcher, D. M., Adhia, Y. J., Romero, J. D., McNeil, A. J. Modifying a known gelator scaffold for nitrite detection. Chemical Communications. 50 (58), 7813-7816 (2014).
- Kunduru, K. R., Basu, A., Tsah, T., Domb, A. J. Polymer with pendant diazo-coupling functionality for colorimetric detection of nitrates. Sensors and Actuators B: Chemical. 251, 21-26 (2017).
- Li, D., Ma, Y., Duan, H., Deng, W., Li, D. Griess reaction-based paper strip for colorimetric/fluorescent/SERS triple sensing of nitrite. Biosensors and Bioelectronics. 99, 389-398 (2018).
- Deng, T., et al. A novel strategy for colorimetric detection of hydroxyl radicals based on a modified Griess test. Talanta. 195, 152-157 (2019).
- Pang, H., et al. A photo-responsive macroscopic switch constructed using a chiral azo-calix[4]arene functionalized silicon surface. Chemical Communications (Camb). 54 (24), 2978-2981 (2018).
- Kaur, N., Dhaka, G., Singh, J. Simple naked-eye ratiometric and colorimetric receptor for anions based on azo dye featuring with benzimidazole unit. Tetrahedron Letters. 56 (9), 1162-1165 (2015).
- Liu, F., Lou, J., Hristov, D. X-Ray responsive nanoparticles with triggered release of nitrite, a precursor of reactive nitrogen species, for enhanced cancer radiosensitization. Nanoscale. 9 (38), 14627-14634 (2017).
- Deng, T., et al. An unexpected Griess reaction on the important anti-malarial drug primaquine and its application for drug determination. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 171, 8-14 (2019).
- Shrivastava, A., Gupta, V. Methods for the determination of limit of detection and limit of quantitation of the analytical methods. Chronicles of Young Scientists. 2 (1), 21-25 (2011).
