Anti-sıtma Primaquine UV-Vis ve Çıplak Göz Tayini için Optimize Griess Reaksiyon
Summary
Bu protokol sentetik idrar ve insan serumlarında sıtma önleyici primaquine (PMQ) tespiti için yeni bir kolorimetrik yöntemi açıklar.
Abstract
Primaquine (PMQ), önemli bir anti-sıtma ilaç, Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından P. vivax ve ovaleneden olduğu hayatı tehdit eden enfeksiyonların tedavisi için tavsiye edilmiştir. Ancak, PMQ glukoz-6-fosfat dehidrogenaz (G6PD) eksikliği olan hastalarda akut hemoloz yol istenmeyen yan etkileri vardır. Dozaj takibi amacıyla PMQ tayini için basit ve güvenilir yöntemler geliştirilmesi gerekmektedir. 2019’un başlarında, PMQ kolorimetrik nicelleştirme için UV-Vis ve çıplak gözle dayalı bir yaklaşım bildirdik. Algılama, RENKLI azo ürünleri üretebilen PMQ ve aneninler arasındaki Griess benzeri reaksiyona dayanıyordu. Sentetik idrarda PMQ doğrudan ölçümü için algılama sınırı nanomolar aralığındadır. Ayrıca, bu yöntem klinik olarak ilgili konsantrasyonlarda insan serum örneklerinden PMQ nicelliği için büyük bir potansiyel göstermiştir. Bu protokolde, renkli azo ürünlerinin sentezi ve karakterizasyonu, reaktif hazırlığı ve PMQ tayini prosedürleri ile ilgili teknik detayları açıklayacağız.
Introduction
PMQ en önemli sıtma ilaçları biridir, bu nüks önlemek için bir doku şizontosit olarak değil, aynı zamanda hastalıkiletimikesmek için bir gametositocide olarak sadece çalışır 1,2,3,4. İntravasküler hemoliz PMQ ilgili yan etkilerinden biridir, G6PD bu eksik son derece ciddi hale gelir. Sıtma endemik bölgelerinde G6PD genetik bozukluğunun %3-30 arasında bir gen frekansı ile dünya çapında dağıtıldığı bilinmektedir. PMQ zayıflığının şiddeti G6PD eksikliğinin derecesine ve pmq maruziyetinin dozuna ve süresine bağlıdır5,6. Riski azaltmak için, WHO sıtma tedavisi için PMQ tek bir düşük doz (0.25 mg baz/ kg) tavsiye etti. Ancak, bu hala hasta ilaç duyarlılığı varyasyonları tarafından meydan5,7. Doz izleme PMQ uygulamadan sonra farmakokinetiği değerlendirmek için gereklidir, sınırlı toksisite ile başarılı bir tedavi için doz ayarlaması etkisi olabilir.
Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) PMQ klinik tayini için en yaygın olarak kullanılan tekniktir. Endoh ve ark. bir C-18 polimer jel sütun8kullanarak serum PMQ quantification için bir UV dedektörü ile bir HPLC sistemi bildirdi. Onların sisteminde, serum proteinleri ilk asetonitril ile çöktürüldü, ve daha sonra supernatant PMQ HPLC için ayrıldı. Kalibrasyon eğrisi 0.01-1.0 μg/mLarasındakonsantrasyon aralığında doğrusal dı. 254 nm UV tespiti ile ters faz HPLC dayalı başka bir yöntem PMQ ve büyükmetabolitleri9 nicelliği için bildirilmiştir. PMQ için kalibrasyon eğrisi 0.025-100 μg/mL aralığında doğrusal dı. Organik faz olarak karışık heksane ve etil asetat ile ek bir sıvı-sıvı ekstraksiyon yüzde kurtarma% 899ulaştı PMQ ayırma için kullanılmıştır. Daha yakın zamanda, Miranda ve ark 3 μg/mL10bir algılama sınırı ile tablet formülasyonlarında PMQ analizi için 260 nm UV algılama ile bir UPLC yöntemi geliştirdi.
HPLC yöntemleri ilaç tayini nde umut verici bir duyarlılık sergilese de ve HPLC kütle spektrometresi ile donatılmışsa hassasiyet ilerlenebilse de, hala bazı dezavantajları vardır. Biyolojik sıvılarda doğrudan ilaç ölçümlerine genellikle HPLC tarafından erişilemez, çünkü birçok biyomolekül analizi büyük ölçüde etkileyebilir. Ek ekstraksiyonh plc analizi11,12önce endojen molekülleri kaldırmak için gereklidir. Ayrıca, Bir HPLC-UV dedektörü ile PMQ algılama genellikle maksimum emme dalga boyunda yapılır (260 nm).; ancak, 260 nm (örneğin, amino asitler, vitaminler, nükleik asitler ve ürokrom pigmentler) güçlü bir emicilik ile biyolojik sıvılarda birçok endojen moleküller vardır, böylece PMQ UV tespiti ile müdahale. Makul hassasiyet ve seçicilik ile PMQ belirlenmesi için basit ve uygun maliyetli yöntemler geliştirmek için bir ihtiyaç vardır.
Griess reaksiyonu ilk kez 1879 yılında nitrit tespiti için kolorimetrik test olarak sunuldu13,14,15,16. Son zamanlarda, bu reaksiyon kapsamlı sadece nitrit değil, aynı zamanda diğer biyolojik olarak ilgilimoleküller17,18,19,20tespit etmek için araştırılmıştır. Daha önce PMQ ile beklenmeyen griess reaksiyonunun ilk sistematik çalışmasını bildirmişiz (Şekil 1). Bu sistemde, PMQ asidik koşullar altında nitrit iyonlarının varlığında yerine aniline ile birleştiğinde renkli azos oluşturmak mümkün. Ayrıca azos renginin aniline21’dekiikame elektron bağışı etkisini artırırken sarıdan maviye değiştiğini gördük. 4-methoxyaniline ve PMQ arasında optimize reaksiyon yoluyla PMQ nicelleştirme için UV-vis emilim bazlı kolorimetrik yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntem, biyo-ilgili sıvılarda PMQ hassas ve seçici algılama için büyük bir potansiyel göstermiştir. Burada, bu kolorimetrik stratejiye dayalı PMQ belirleme için ayrıntılı prosedürleri açıklamayı hedefliyoruz.
Protocol
Representative Results
Discussion
Uygun PMQ ölçümü için kolorimetrik bir yöntem tanımladık. Potansiyel olarak en basit ve uygun maliyetli akım yöntemidir. Daha da önemlisi, bu yöntem herhangi bir ekipman kullanmadan çıplak gözle respq ölçümü sağlar.
PMQ algılama için optimize edilmiş Griess reaksiyonu 504 nm maksimum emilimi ile kırmızı renk azo üretebilir. Endojen biyomoleküllerin UV-vis emiliminin potansiyel etkisi sınırlıdır, böylece biyolojik sıvılarda PMQ’nun doğrudan ölçümü için s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Çin Tıbbı Guangzhou Üniversitesi’nden Start-Up Hibe ve GZUCM gençlik bilimsel araştırma eğitim projesi (2019QNPY06) kabul. Ayrıca tesisleri desteklemek için Guangzhou Çin Tıbbı Üniversitesi Lingnan Tıbbi Araştırma Merkezi kabul ediyoruz.
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).
