УДК 615.2:543.42
DOI: https://doi.org/10.52540/2074-9457.2022.2.46
О. И. Лазовская1, В. Н. Леонтьев1, Н. Н. Крук1, В. В. Сенчук2
КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИЛИРУБИНА В ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТАХ АЛЬБУМИНА ЧЕЛОВЕКА МЕТОДОМ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ
1Белорусский государственный технологический университет, г. Минск, Республика Беларусь,
2СП ООО «Фармлэнд», г. Минск, Республика Беларусь
Целью настоящего исследования является разработка методического подхода к спектрофлуориметрическому определению билирубина в лекарственных препаратах (ЛП) альбумина человека. Наличие полосы испускания с максимумом при длине волны 520 нм в спектре флуоресценции свидетельствует о присутствии билирубина в ЛП «Альбуфарм, раствор для инфузий 200 мг/мл» (СП ООО «Фармлэнд», Республика Беларусь). Для расчета концентрации билирубина использован модифицированный нами метод стандартных добавок. Показано, что последовательное внесение добавок билирубина в разбавленный в 10 и 20 раз ЛП «Альбуфарм» приводит к увеличению интенсивности флуоресценции, обусловленному исключительно возрастанием концентрации свободного билирубина, а не связанного с альбумином, так как установлено, что процесс связывания является медленным. С учетом квантовых выходов флуоресценции свободного и связанного билирубина предложена формула для расчета интенсивности флуоресценции связанного билирубина. Получены графики линейной зависимости интенсивности флуоресценции связанного билирубина от концентрации добавленного билирубина в разбавленном в 10 и 20 раз ЛП «Альбуфарм». Концентрация билирубина в ЛП «Альбуфарм» составила 5,26 ± 0,04 мкМ, или 0,0154 ± 0,0001 мг/г альбумина. Исходя из литературных данных по содержанию связанного с альбумином билирубина в плазме крови здорового человека (в среднем 0,11 мг/г альбумина), можно сделать вывод, что применяемая технология очистки альбумина обеспечивает значительное снижение содержания билирубина.
Ключевые слова: лекарственный препарат альбумина человека, билирубин, количественное определение, флуоресцентная спектроскопия, модифицированный метод стандартных добавок.
SUMMARY
O. I. Lazovskaya, V. N. Leontiev,
M. M. Kruk, V. V. Senchuk
ASSAY OF BILIRUBIN IN HUMAN ALBUMIN MEDICINAL PREPARATIONS WITH FLUORESCENCE SPECTROSCOPY METHOD
The purpose of this research is to develop a methodological approach to spectrofluorimetric determination of bilirubin in human albumin medicinal preparations. The emission band maximum at 520 nm wavelength in the fluorescence spectrum indicates the presence of bilirubin in the medicinal preparation “Albupharm, solution for infusions of 200 mg/ml” (JV Pharmland LLC, Republic of Belarus). We used a modified method of standard additions to calculate bilirubin concentration. It has been shown that sequential addition of bilirubin to a medicinal preparation “Albupharm”, diluted 10 and 20 times, leads to an increase in fluorescence intensity due to an increase in the concentration of free bilirubin only, but not bound to albumin, since the binding process was found to be slow. Taking into account the fluorescence quantum yields of free and bound bilirubin a formula for calculating fluorescence intensity of the bound bilirubin has been proposed. Graphs of linear dependence of fluorescence intensity of bound bilirubin on the concentration of added bilirubin in a 10 and 20 times diluted medicinal preparation “Albupharm” were obtained. The concentration of bilirubin in a medicinal preparation “Albupharm” was 5,26 ± 0,04 µM, or 0,0154 ± 0,0001 mg/g of albumin. Based on the literature data on the content of albumin-bound bilirubin in blood plasma of a healthy person (average 0,11 mg/g albumin), we can conclude that albumin purification technology used provides a significant decrease in bilirubin content.
Keywords: human albumin medicinal preparation, bilirubin, quantitative determination, fluorescence spectroscopy, modified standard additions method.
ЛИТЕРАТУРА
1. Human serum albumin: from bench to bedside / G. Fanali [et al.] // Molecular Aspects of Medicine. – 2012. – Vol. 33, N 3. – P. 209–290.
2. Андреева, О. Л. Изменения свойств связывающих центров сывороточного альбумина в оценке состояния организма при патологии : дис. … д-ра биол. наук : 03.00.04 / О. Л. Андреева. – Екатеринбург, 2003. – 226 л.
3. Способ получения высокоэффективного человеческого альбумина для применения в детоксикационной терапии : пат. RU 2424822 / М. Коста Рьерола, П. Ристоль Дебарт, Х. И. Хоркера Ньето. – Опубл. 27.07.2011.
4. Государственная фармакопея Российской Федерации: в 4 т.: введ. в действие с 1 дек. 2018 г. приказом М-ва здравоохранения РФ от 31.10.2018 г. № 749 / М-во здравоохранения Российской Федерации. – Москва, 2018. – Т. 4. – 1833 с.
5. European Pharmacopoeia: in 3 vol. – Strasbourg: Council of Europe, 2019. – Vol. 2. – 1320 p.
6. Ligand binding strategies of human serum albumin: how can the cargo be utilized? / A. Varshney [et al.] // Chirality. – 2010. – Vol. 22, N 1. – P. 77–87.
7. Valaskova, P. Metabolism of bilirubin and its biological properties / P. Valaskova, L. Muchova // Klinicka Biochemie a Metabolismus. – 2016. – Vol. 24, N 4. – P. 198–202.
8. Crystallographic analysis of human serum albumin complexed with 4Z,15E-bilirubin-IXα / P. A. Zunszain [et al.] // J. of Molecular Biology. – 2008. – Vol. 381, N 2. – Р. 394–406.
9. Сайты связывания билирубина сывороточным альбумином человека: возможность влияния на них мутаций, вызванных радиацией / В. В. Побойнев [и др.] // Изв. Нац. акад. наук Беларуси. Серия медицинских наук. – 2021. – Т. 18, № 1. – С. 46–57.
10. Vitek, L. Bilirubin chemistry and metabolism; harmful and protective aspects / L. Vitek, J. D. Ostrow // Current Pharmaceutical Des. – 2009. – Vol. 15, N 25. – Р. 2869–2883.
11. Towards the functional high-resolution coordination chemistry of blood plasma human serum albumin / S. Al-Harthi [et al.] // J. of Inorganic Biochemistry. – 2019. – Vol. 198. – Р. 1–15.
12. Defreese, J. D. Properties and determination of serum bilirubin / J. D. Defreese, T. S. Wang // Crit. Reviews in Clinical Lab. Sciences. – 1984. – Vol. 19, N 4. – Р. 267–296.
13. Lakowicz, J. R. Principles of fluorescence spectroscopy / J. R. Lakowicz. – New York: Springer, 2006. – 954 p.
14. Bilirubin: in 2 vol. / ed.: K. P. M. Heirwegh, S. B. Brown. – Boca Raton: CRC Press, 1982. – Vol. 1 : Chemistry. – 166 p.
15. Amin, S. B. Newborn jaundice technologies: unbound bilirubin and bilirubin binding capacity in neonates / S. B. Amin, A. A. Lamola // Seminars in Perinatology. – 2011. – Vol. 35, N 3. – P. 134–140.
16. Fluorometric study of the partition of bilirubin among blood components: basis for rapid microassays of bilirubin and bilirubin binding capacity in whole blood / A. A. Lamola [et al.] // Analytical Biochemistry. – 1979. – Vol. 100, N 1. – P. 25–42.
17. Chen, R. F. Fluorescence stopped-flow study of relaxation processes in the binding of bilirubin to serum albumins / R. F. Chen // Arch. of Biochemistry and Biophysics. – 1974. – Vol. 160, N 1. – P. 106–112.
18. Greene, B. I. Picosecond primary photoprocesses of bilirubin bound to human serum albumin / B. I. Greene, A. A. Lamola, C. V. Shank // Proc. of the Nat. Acad. of Sciences of the USA. – 1981. – Vol. 78, N 4. – P. 2008–2012.
19. Государственная фармакопея Республики Беларусь: в 2 т.: введ. в действие с 1 янв. 2013 г. приказом М-ва здравоохранения Респ. Беларусь от 25.04.2012 г. № 453. – Т. 1 : Общие методы контроля качества лекарственных средств / М-во здравоохранения Республики Беларусь, Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении ; [под общ. ред. А. А. Шерякова]. – Молодечно: Победа, 2012. – 1220 с.
20. Жебентяев, А. И. Аналитическая химия. Химические методы анализа: учеб. пособие для студентов вузов по фармацевт. и хим. специальностям / А. И. Жебентяев, А. К. Жерносек, И. Е. Талуть. – Минск: Новое знание; Москва: ИНФРА-М, 2020. – 542 с.
21. Бёккер, Ю. Спектроскопия / Ю. Бёккер. – Москва: Техносфера, 2009. – 528 с.
22. Albumin–drug interaction and its clinical implication / K. Yamasaki [et al.] // Biochimica et Biophysica Acta–General Subjects. – 2013. – Vol. 1830, N 12. – P. 5435–5443.
23. Ngashangva, L. Development of new methods for determination of bilirubin / L. Ngashangva, V. Bachu, P. Goswami // J. of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. – 2019. – Vol. 162. – P. 272–285.
REFERENCES
1. Fanali G, di Masi A, Trezza V, Marino M, Fasano M, Ascenzi P. Human serum albumin: from bench to bedside. Mol Aspects Med. 2012;33(3):209–90. doi: 10.1016/j.mam.2011.12.002
2. Andreeva OL. Changes in the properties of binding centers of serum albumin in assessing the state of the organism in pathology [dissertatsiia]. Ekaterinburg, RF; 2003. 226 l. (In Russ.)
3. Kosta R’erola M, Ristol’ Debart P, Khorkera N’eto KhI, izobretateli; GRIFOLZ, patentoobladatel’. Method for obtaining highly effective human albumin for use in detoxification therapy. RU 2424822. 2011 Iiul’ 27. (In Russ.)
4. Ministerstvo zdravookhraneniia Rossiiskoi Federatsii. State Pharmacopoeia of the Russian Federation: v 4 t. T. 4. Moskva, RF; 2018. 1833 s. (In Russ.)
5. European Pharmacopoeia: in 3 vol. Strasbourg, Frantsiia: Council of Europe; 2019. Vol 2. 1320 p
6. Varshney A, Sen P, Ahmad E, Rehan M, Subbarao N, Khan RH. Ligand binding strategies of human serum albumin: how can the cargo be utilized? Chirality. 2010;22(1):77–87. doi: 10.1002/chir.20709
7. Valaskova P, Muchova L. Metabolism of bilirubin and its biological properties. Klinicka Biochemie a Metabolismus. 2016;24(4):198–202
8. Zunszain PA, Chuman J, McDonagh AF, Curry S. Crystallographic analysis of human serum albumin complexed with 4Z,15E-bilirubin-IXα. J Mol Biol. 2008;381(2):394–406. doi: 10.1016/j.jmb.2008.06.016
9. Poboinev VV, Khrustalev VV, Stozharov AN, Khrustaleva TA. Binding sites of bilirubin by human serum albumin: the possibility of affecting them by radiation-induced mutations. Izv Nats akad nauk Belarusi. Seriia meditsinskikh nauk. 2021;18(1):46–57. doi: 10.29235/1814-6023-2021-18-1-46-57. (In Russ.)
10. Vitek L, Ostrow JD. Bilirubin chemistry and metabolism; harmful and protective aspects. Curr Pharm Des. 2009;15(25):2869–83. doi: 10.2174/138161209789058237
11. Al-Harthi S, Lachowicz JI, Nowakowski ME, Jaremko M, Jaremko Ł. Towards the functional high-resolution coordination chemistry of blood plasma human serum albumin. J Inorg Biochem. 2019;198:1–15. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2019.110716
12. Defreese JD, Wang TS. Properties and determination of serum bilirubin. Crit Rev Clin Lab Sci. 1984;19(4):267–96. doi: 10.3109/10408368409165765
13. Lakowicz JR. Principles of fluorescence spectroscopy. New York, USA: Springer; 2006. 954 p
14. Heirwegh KPM, Brown SB, editors. Bilirubin: in 2 vol. Boca Raton, USA: CRC Press; 1982. Vol. 1, Chemistry. 166 p
15. Amin SB, Lamola AA. Newborn jaundice technologies: unbound bilirubin and bilirubin binding capacity in neonates. Semin Perinatol. 2011;35(3):134–40. doi: 10.1053/j.semperi.2011.02.007
16. Lamola AA, Eisinger J, Blumberg WE, Patel SC, Flores J. Fluorometric study of the partition of bilirubin among blood components: basis for rapid microassays of bilirubin and bilirubin binding capacity in whole blood. Anal Biochem. 1979;100(1):25–42. doi: 10.1016/0003-2697(79)90105-2
17. Chen RF. Fluorescence stopped-flow study of relaxation processes in the binding of bilirubin to serum albumins. Arch Biochem Biophys. 1974;160(1):106–12. doi: 10.1016/s0003-9861(74)80014-7
18. Greene BI, Lamola AA, Shank CV. Picosecond primary photoprocesses of bilirubin bound to human serum albumin. Proc Natl Acad Sci USA. 1981;78(4):2008–12. doi: 10.1073/pnas.78.4.2008
19. Ministerstvo zdravookhraneniia Respubliki Belarus’, Tsentr ekspertiz i ispytanii v zdravookhranenii. State Pharmacopoeia of the Republic of Belarus: v 2 t. Т. 1, General methods of quality control of medicines. Sheriakov AA, redactor. Molodechno, RB: Pobeda; 2012. 1220 s. (In Russ.)
20. Zhebentiaev AI, Zhernosek AK, Talut’ IE. Analytical chemistry. Chemical methods of analysis: ucheb posobie dlia studentov vuzov po farmatsevt i khim spetsial’nostiam. Minsk, RB: Novoe znanie; Moskva, RF: INFRA-M; 2020. 542 s. (In Russ.)
21. Bekker Iu. Spectroscopy. Moskva, RF: Tekhnosfera; 2009. 528 s. (In Russ.)
22. Yamasaki K, Chuang VT, Maruyama T, Otagiri M. Albumin–drug interaction and its clinical implication. Biochim Biophys Acta. 2013;1830(12):5435–43. doi: 10.1016/j.bbagen.2013.05.005
23. Ngashangva L, Bachu V, Goswami P. Development of new methods for determination of bilirubin. J. Pharm Biomed Anal. 2019;162:272–85. doi: 10.1016/j.jpba.2018.09.034
Адрес для корреспонденции:
220006, Республика Беларусь,
г. Минск, ул. Свердлова, 13 а,
УО «Белорусский государственный
технологический университет»,
тел.: +375 17 327 28 03,
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.,
Леонтьев В. Н.
Поступила 20.04.2022 г.