ČASOPIS ČESKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI A SLOVENSKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI

Čes. slov. farm. 2020, 69(1):24-32 | DOI: 10.36290/csf.2020.003

Dvojitě obalené pelety se semipermeabilním obalem z ethylcelulosy určené k detekci inhibitorů cholinesteras

Jiří Zeman1, Sylvie Pavloková1, David Vetchý1,*, Vladimír Pitschmann2
1 Department of Pharmaceutics, Faculty of Pharmacy, University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences, Brno, Czech Republic
2 Oritest Ltd., Prague, Czech Republic, Faculty of Biomedical Engineering, Czech Technical University, in Prague, Kladno, Czech Republic

Nervově paralytické látky jsou v současné době často zneužívané při teroristických útocích nebo atentátech. V takových případech je potřeba jejich rychlé, přesné a snadné detekce přímo v terénu. To umožňují detekční trubičky, které obsahují jako náplň pelety s imobilizovanou cholinesterasou a detekční činidla. Princip jejich detekce je založen na vysoce citlivé enzymatické Ellmanově reakci, při které v nepřítomnosti inhibitorů cholinesteras dochází na peletách ke vzniku žluté barvy, naopak v jejich přítomnosti si nosič ponechává původní barvu. Rychlost reakce, její citlivost a zřetelnost barevného přechodu při detekci jsou pak stěžejními body výzkumu. V rámci experimentu byly připraveny pelety s dvojitým obalem, kde první obal obsahoval enzym butyrylcholinesterasu imobilizovanou v hypromelose a druhý obal byl tvořený ethylcelulosou a triethyl citrátem. Na základě vlastností těchto vzorků byly dále připraveny i šarže obsahující laktosu dispergovanou v ethylcelulosovém obalu, od které se očekával vliv na zvýšení permeability obalu, a tím i rychlosti detekce a intenzity zbarvení. U nosičů byla kromě vybraných fyzikálně-chemických vlastností hodnocena aktivita enzymu, jeho citlivost a intenzita barevného přechodu. Šarže vykazující nejlepší vlastnosti byly podrobeny 24měsíčnímu testu stability při třech různých teplotách a vlhkostech.

Klíčová slova: ethylcelulosa; pelety; cholinesterasa; detekční trubička; nervově paralytická látka

Double-coated pellets with semipermeable ethylcellulose coating for detection of cholinesterase inhibitors

Currently, nerve agents are often used in terrorist attacks or assassinations. In such cases, it is necessary to detect them quickly, accurately and easily right in the field. Detection tubes, which are small devices containing pellets with immobilized cholinesterase and detection reagents, meet these conditions. Their detection mechanism is based on a highly sensitive enzymatic Ellman reaction, when in the absence of cholinesterase inhibitors the pellets develop a visible yellow color, whereas in their presence the carriers retain the original color. The rate of reaction, its sensitivity and the distinct color transition are the key points of the research. In this experiment, double-coated pellets were prepared. The first coating contained the butyrylcholinesterase immobilized in hypromellose, while the second coating consisted of ethylcellulose and triethyl citrate. Based on the properties of such carriers, samples containing lactose dispersed in the ethylcellulose coating were also prepared, which was expected to have an effect on increasing the permeability of the coating and hence the detection rate and color intensity. In addition to selected physicochemical properties, carriers were evaluated for enzyme activity, sensitivity and color transition intensity. Samples showing the best properties were subjected to a 24-months stability test at three different temperatures and humidity.

Keywords: ethylcellulose; pellets; cholinesterase; detection tube; nerve agent
Grants and funding:

This work was supported by ITA FaF/Vetchý/ITA2019 VFU Brno.

Vloženo: 27. září 2019; Přijato: 19. říjen 2019; Zveřejněno: 1. leden 2020  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Zeman J, Pavloková S, Vetchý D, Pitschmann V. Dvojitě obalené pelety se semipermeabilním obalem z ethylcelulosy určené k detekci inhibitorů cholinesteras. Čes. slov. farm. 2020;69(1):24-32. doi: 10.36290/csf.2020.003.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Kaduszkiewicz H., Zimmermann T., Beck-Bornholdt H.-P., van den Bussche H. Cholinesterase inhibitors for patients with Alzheimer's disease: systematic review of randomised clinical trials. BMJ 2005; 331, 321-327. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Berrih-Aknin S., Frenkian-Cuvelier M., Eymard B. Diagnostic and clinical classification of autoimmune myasthenia gravis. J. Autoimmun. 2014; 48, 143-148. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Pagano G., Rengo G., Pasqualetti G., Femminella G. D., Monzani F., Ferrara N., Tagliati M. Cholinesterase inhibitors for Parkinson's disease: a systematic review and meta-analysis. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 2015; 86, 767-773. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Almasieh M., MacIntyre J. N., Pouliot M., Casanova C., Vaucher E., Kelly M. E. M., di Polo A. Acetylcholinesterase inhibition promotes retinal vasoprotection and increases ocular blood flow in experimental glaucoma. Investig. Opthalmology Vis. Sci. 2013; 54, 3171-3183. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Colović M. B., Krstić D. Z., Lazarević-Pašti T. D., Bondžić A. M., Vasić V. M. Acetylcholinesterase inhibitors: pharmacology and toxicology. Curr. Neuropharmacol. 2013; 11, 315-335. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Teixeira H., Proença P., Alvarenga M., Oliveira M., Marques E. P., Vieira D. N. Pesticide intoxications in the centre of Portugal: three years analysis. Forensic Sci. Int. 2004; 143, 199-204. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Chauhan S., Chauhan S., D'Cruz R., Faruqi S., Singh K. K., Varma S., Singh M., Karthik V. Chemical warfare agents. Environ. Toxicol. Pharmacol. 2008; 26, 113-122. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Vale J. A., Marrs T. C., Maynard R. L. Novichok: a murderous nerve agent attack in the UK. Clin. Toxicol. 2018; 56, 1093-1097. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Petroianu G., Toomes L. M., Petroianu A., Bergler W., Rüfer R. Control of blood pressure, heart rate and haematocrit during high-dose intravenous paraoxon exposure in mini pigs. J. Appl. Toxicol. 1998; 18, 293-298. Přejít k původnímu zdroji...
    10. Petroianu G. Organophosphate poisoning: the lesser-known face of a toxidrome. Eur. J. Emerg. Med. 2005; 12, 102-103. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Balali-Mood M., Balali-Mood K. Neurotoxic disorders of organophosphorus compounds and their managements. Arch. Iran. Med. 2008; 11, 65-89.
    12. Lincová D., Farghali H. Základní a aplikovaná farmakologie. Praha: Galén 2007.
    13. Bajgar J. Organophosphates/nerve agent poisoning: mechanism of action, diagnosis, prophylaxis, and treatment. Adv. Clin. Chem. 2004; 38, 151-216. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Zeman J., Vetchý D., Franc A., Pitschmann V. Methods of enzymes immobilization and their use for optical (colorimetric) detection of cholinesterase inhibitors. Chem. Listy 2018; 112, 434-439.
    15. Ellman G. L., Courtney K. D., Andres V., Featherstone R. M. A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity. Biochem. Pharmacol. 1961; 7, 88-95. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Oritest. Oritest Ltd.: http://www.oritest.cz/wp-content/uploads/2017/12/Tubes-CWA-brochure-2012.pdf, cited 26 September, 2019.
    17. Zeman J., Vetchý D., Franc A., Pavloková S., Pitschmann V. Matějovský L. The development of a butyrylcholinesterase porous pellet for innovative detection of cholinesterase inhibitors. Eur. J. Pharm. Sci. 2017; 109, 548-555. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Zeman J., Vetchý D., Pavloková S., Franc A., Pitschmann V., Dominik M., Urbanová M., Šeděnková I. Tubes for detection of cholinesterase inhibitors - unique effects of Neusilin on the stability of butyrylcholinesterase-impregnated carriers. Enzyme Microb. Technol. 2019; 128, 26-33. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Vysloužil J., Vetchý D., Zeman J., Farsa O., Franc A., Gajdziok J., Vysloužil J., Ficeriová K., Kulich P., Kobliha Z., Pitschmann V. Pellet patented technology for fast and distinct visual detection of cholinesterase inhibitors in liquids. J. Pharm. Biomed. Anal. 2018; 161, 206-213. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Vetchý D., Leštinová H., Tušarová I. Methods of pharmaceutical technology in preparation of pellets for detection of acetylcholinesterase inhibitors. Čes. slov. Farm. 2012; 61, 234-239.
    21. Pohanka M., Vlček V., Žďárová-Karasová J., Kuča K., Cabal J. Colorimetric detectors based on acetylcholinesterase and its construction. Vojen. Zdrav. Listy 2010; 79, 9-14.
    22. Pitschmann V., Matějovský L., Vetchý D., Kobliha Z. Enzymatic determination of anticholinesterases using a composite carrier. Anal. Lett. 2016; 49, 2418-2426. Přejít k původnímu zdroji...
    23. Gelman C, Kramer D. N. US3049411 (A) 1962.
    24. Nisha S., Arun K. S., Gobi N. A review on methods, application and properties of immobilized enzyme. Chem. Sci. Rev. Lett. 2012; 1, 148-155.
    25. Vetchý D., Pitschmann V., Vetchá M., Kašparovský T., Matějovský L. Preparation and evaluation of carriers for detection of cholinesterase inhibitors. Neuroendocrinol. Lett. 2015; 36, 95-99.
    26. Vetchý D., Franc A., Gajdziok J., Vysloužil J., Pitschmann V., Matějovský L. CZ306803 (B6) 2017.
    27. Kato T., Unno K., Goto A. Ethylcellulose microcapsules for selective drug delivery. Methods Enzymol. 1985; 112, 139-150. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Siepmann F., Siepmann J., Walther M., MacRae R. J., Bodmeier R. Polymer blends for controlled release coatings. J. Control. Release 2008; 125, 1-15. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. WHO. Stability testing of active pharmaceutical ingredients and finished pharmaceutical products. WHO Tech. Rep. Ser. 2009; 87-130.
    30. Sienkiewicz G., Pereira R., Rudnic E. M., Lausier J. M., Rhodes C. T. Spheronization of Theophylline-Avicel combinations using a fluidized-bed rotogranulation technique. Drug Dev. Ind. Pharm. 1997; 23, 173-182. Přejít k původnímu zdroji...
    31. Lecomte F., Siepmann J., Walther M., MacRae R. J., Bod-meier R. Polymer blends used for the aqueous coating of solid dosage forms: importance of the type of plasticizer. J. Control. Release 2004; 99, 1-13. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. Rekhi G. S., Jambhekar S. S. Ethylcellulose - a polymer review. Drug Dev. Ind. Pharm. 1995; 21, 61-77. Přejít k původnímu zdroji...
    33. Mokrzycki W. S., Tatol M. Color difference Delta E - a survey. Mach. Graph. Vis. 2011; 20, 383-411.
    34. Perera D. Y. Physical ageing of organic coatings. Prog. Org. Coatings 2003; 47, 61-76. Přejít k původnímu zdroji...
    35. Heng P. W. S., Chan L. W., Ong K. T. Influence of storage conditions and type of plasticizers on ethylcellulose and acrylate films from aqueous dispersions. J. Pharm. Pharm. Sci. 2003; 7 (6), 334-344.
    36. Rabišková M. Technological parameters of drug microforms, their importance and methods of their determination. Čes. slov. Farm. 1996; 45, 177-179.
    37. Deasy P. B, Law M. F. L. Use of extrusion-spheronization to develop an improved oral dosage form of indomethacin. Int. J. Pharm. 1997; 148, 201-209. Přejít k původnímu zdroji...

    Zpět na obsah


    Česká a slovenská farmacie

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.