Summary

رد فعل Griess الأمثل للاشعه فوق البنفسجية-فيس وتحديد العين العارية لپريماكين المضادة للملاريا

Published: October 11, 2019
doi:

Summary

يصف هذا البروتوكول طريقه جديده لقياس ألوان للكشف عن پريماكين المضادة للملاريا (PMQ) في القنفذ الاصطناعية والأمصال البشرية.

Abstract

وقد أوصت منظمه الصحة العالمية پريماكين (pmq) ، وهو دواء هام لمكافحه الملاريا ، لعلاج التهابات التي تهدد الحياة الناجمة عن p. متصور واوفال. ومع ذلك, PMQ له اثار ضاره غير مرغوب فيها التي تؤدي إلى انحلال النصفي الحاد في المرضي الذين يعانون من نقص الجلوكوز-6-فوسفات (G6PD) عوز. هناك حاجه لتطوير أساليب بسيطه وموثوق بها لتحديد PMQ مع الغرض من رصد الجرعة. في وقت مبكر 2019 ، وقد أبلغنا عن الاشعه فوق البنفسجية والنهج القائم علي العين المجردة للقياس الكمي اللوني PMQ. واستند الكشف علي رد فعل مثل Griess بين PMQ وانانينس ، والتي يمكن ان تولد المنتجات azo الملونة. الحد الأقصى للكشف عن القياس المباشر لل PMQ في البول الاصطناعي هو في نطاق نانومولار. وعلاوة علي ذلك ، أظهرت هذه الطريقة إمكانات كبيره للقياس الكمي PMQ من عينات المصل البشري في تركيزات ذات الصلة سريريا. في هذا البروتوكول ، سوف نقوم بوصف التفاصيل الفنية المتعلقة بالتوليفات وتوصيف منتجات azo الملونة ، واعداد الكاشف ، وإجراءات تحديد PMQ.

Introduction

Pmq هي واحده من أهم الادويه المضادة للملاريا ، وانها لا تعمل فقط كانسجه شيزونتوسيدي لمنع الانتكاس ولكن أيضا كجاميتوسيتوسيدي لمقاطعه انتقال المرض1،2،3،4. انحلال الاوعيه هو واحد من الآثار الجانبية المتعلقة PMQ ، والتي تصبح خطيره للغاية في تلك التي تعاني من نقص في G6PD. ومن المعروف ان الاضطراب الوراثي G6PD موزع في جميع انحاء العالم مع وجود تردد الجينات بين 3-30 ٪ في المناطق الموبوءة بالملاريا. شده ضعف pmq يعتمد علي درجه نقص G6PD فضلا عن الجرعة ومده التعرض pmq5,6. ولخفض المخاطر ، أوصت منظمه الصحة المحدودة بجرعة منخفضه واحده (0.25 ملغم أساس/كغ) من PMQ لعلاج الملاريا. ومع ذلك ، لا يزال هذا التحدي من الاختلافات في حساسية المخدرات المريض5،7. رصد الجرعة ضروري لتقييم الدوائية بعد أداره PMQ, التي يمكن ان تؤثر علي تعديل الجرعة لعلاج ناجح مع سميه محدوده.

اللوني السائل عاليه الأداء (HPLC) هو الأسلوب الأكثر استخداما لتحديد السريرية PMQ. وذكرت endoh وآخرون نظام HPLC مع كاشف للاشعه فوق البنفسجية للقياس الكمي PMQ المصل باستخدام C-18 البوليمر هلام العمود8. في نظامهم, وقد عجلت البروتينات المصل لأول مره مع اسيتلونيتريل, ومن ثم تم فصل pmq في ماده طافي ل hplc. وكان منحني المعايرة الخطية علي مدي تركيز من 0.01-1.0 ميكروغرام/مل8. وقد ابلغ عن طريقه أخرى علي أساس المرحلة العكسية HPLC مع الكشف عن الاشعه فوق البنفسجية في 254 نانومتر للقياس الكمي من PMQ والأيض الرئيسية9. وكان منحني المعايرة ل PMQ خطيه في المدى بين 0.025-100 ميكروغرام/مل. تم استخدام استخراج سائل سائل إضافي مع الهكسين المختلطة والخلات ايثيل كمرحله عضويه للفصل PMQ مع النسبة المئوية للاسترداد إلى 89%9. وفي الاونه الاخيره ، وضعت ميراندا وآخرون طريقه UPLC مع الكشف عن الاشعه فوق البنفسجية في 260 nm لتحليل PMQ في تركيبات الكمبيوتر اللوحي مع حد الكشف في 3 ميكروغرام/مل10.

علي الرغم من ان أساليب HPLC تظهر حساسية واعده في تحديد المخدرات والحساسية يمكن زيادة تحسين إذا تم تجهيز HPLC مع مطياف الشامل ، لا تزال هناك بعض العيوب. وعاده ما يتعذر الوصول إلى قياسات المخدرات المباشرة في السوائل البيولوجية بواسطة HPLC ، لان العديد من الجزيئات الحيوية يمكن ان تؤثر بشكل كبير علي التحليل. استخراج اضافيه مطلوبه لأزاله جزيئات الذاتية قبلhplcالتحليل 11,12. وعلاوة علي ذلك ، يتم اجراء كشف PMQ بواسطة كاشف HPLC-الاشعه فوق البنفسجية عاده في الطول الموجي للامتصاص الأقصى (260 نانومتر).; ومع ذلك ، هناك العديد من الجزيئات الذاتية في السوائل البيولوجية مع امتصاص قوي في 260 نانومتر (علي سبيل المثال ، الأحماض الامينيه والفيتامينات والأحماض النووية واصباغ اوروكروم) ، التالي تتداخل مع الكشف عن الاشعه فوق البنفسجية PMQ. وهناك حاجه إلى وضع أساليب بسيطه وفعاله من حيث التكلفة لتحديد الكفاءة الاقتصادية بحساسية وانتقائية معقولتين.

وقدم رد فعل griess لأول مره في 1879 كاختبار قياس ألوان للكشف عن النتريت13,14,15,16. في الاونه الاخيره ، تم استكشاف هذا التفاعل علي نطاق واسع للكشف ليس فقط النتريت ولكن أيضا الجزيئات الأخرى ذات الصلة بيولوجيا17،18،19،20. وقد سبق لنا الإبلاغ عن الدراسة المنهجية الاولي لرد فعل Griess غير متوقع مع PMQ (الشكل 1). في هذا النظام ، PMQ قادره علي تشكيل azos الملونة عندما يقترن مع الانينات المستبدلة في وجود أيونات النتريت في ظل الظروف الحمضية. وقد وجدنا كذلك ان لون azos متنوعة من الأصفر إلى الأزرق عند زيادة الكترون التبرع تاثير مستبدل علي الانينينات21. وقد تم تطوير طريقه القياس اللوني للاشعه فوق البنفسجية مقابل امتصاص القياس الكمي PMQ من خلال رد فعل الأمثل بين 4-ميثوكسيانيلين و PMQ. وقد أظهرت هذه الطريقة إمكانات كبيره للكشف الحساسة والانتقائية من PMQ في السوائل ذات الصلة الحيوية. هنا ، ونحن نهدف إلى وصف الإجراءات التفصيلية لتحديد PMQ استنادا إلى هذه الاستراتيجية اللونية.

Protocol

1. توليف من Azos الملونة في قارورة القاع جولة 25 مل (RBF) ، تذوب الانيلين (0.1 ملليمول) و پريماكين بيفسفات (45.5 ملغ ، 0.1 ملليمول) إلى 10 مل من ح3بو4 الحل (5 ٪ v/v). وضع RBF علي حمام الجليد ، أضافه شريط ضجة مع الحجم المناسب في الحل ، ووضع RBF علي لوحه يحركها.ملاحظه: لتوليف azo الجيل ?…

Representative Results

لتحسين ظروف التفاعل (الشكل 2) ، وقد استخدمت الانينات المختلفة للزوجين مع pmq من خلال رد فعل griess. لقد حققنا سلسله من azos مع ألوان مختلفه. وقد وجد ان الانانينات مع الكترون التبرع مستبدل يمكن ان يسبب التحول الأحمر في طيف امتصاص الاشعه فوق البنفسجية-فيس. وأجريت الحسابات النظرية من ?…

Discussion

وصفنا طريقه القياس اللوني لقياس الكمية المناسبة ل PMQ. ومن المحتمل ان تكون الطريقة الحالية الأكثر بساطه وفعالية من حيث التكلفة. الأهم من ذلك ، يوفر هذا الأسلوب يتيح قياس PMQ علي أساس العين المجردة دون استخدام اي معدات.

رد فعل Griess الأمثل للكشف عن PMQ يمكن ان تولد اللون الأحمر azo مع …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

ويعترف المؤلفون بمنحه البدء من جامعه قوانغتشو للطب الصيني ومشروع التدريب علي البحث العلمي للشباب في غزوم (2019QNPY06). ونحن نعترف أيضا مركز لينغنان للبحوث الطبية في جامعه قوانغتشو للطب الصيني لدعم المرافق.

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

  1. Fernando, D., Rodrigo, C., Rajapakse, S. Primaquine in vivax malaria: an update and review on management issues. Malar Journal. 10, 351 (2011).
  2. 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).
  3. Pavic, K., et al. Primaquine hybrids as promising antimycobacterial and antimalarial agents. European Journal of Medical Chemistry. 143, 769-779 (2018).
  4. 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).
  5. Ashley, E. A., Recht, J., White, N. J. Primaquine: the risks and the benefits. Malaria Journal. 13 (1), 418 (2014).
  6. Watson, J., Taylor, W. R., Menard, D., Kheng, S., White, N. J. Modelling primaquine-induced haemolysis in G6PD deficiency. Elife. 6, (2017).
  7. Beutler, E. Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency: a historical perspective. Blood. 111 (1), 16-24 (2008).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Erni, F. Use of high-performance liquid chromatography in the pharmaceutical industry. Journal of Chromatography A. 507, 141-149 (1990).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. Deng, T., et al. A novel strategy for colorimetric detection of hydroxyl radicals based on a modified Griess test. Talanta. 195, 152-157 (2019).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
check_url/kr/60136?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Wu, Y., Wu, S., Huang, X., Zeng, Q., Deng, T., Liu, F. Optimized Griess Reaction for UV-Vis and Naked-eye Determination of Anti-malarial Primaquine. J. Vis. Exp. (152), e60136, doi:10.3791/60136 (2019).

View Video