إذابة SLU-PP-332 بثنائي ميثيل السلفوكسيد: تجربة موثّقة بالصور

لا يذوب الـ SLU-PP-332 في الماء المثبِّط للبكتيريا، لأنه جزيء صغير محبّ للدهون لا ببتيد. والتجربة الموثّقة هنا تذيب الصلب أولاً في حجم صغير من ثنائي ميثيل السلفوكسيد (DMSO)، ثم تضيف محلول DMSO هذا ببطء إلى الماء المثبِّط للبكتيريا، ولا تعكس الترتيب أبداً. وكل خطوة مصوّرة بالصور ومقاطع فيديو قصيرة، ومعها كيمياء الذوبان التي تفسّرها.

ليس ببتيداً، وهنا المسألة كلها

الاسم يسير في ركب الببتيدات، غير أن الـ SLU-PP-332 جزيء صغير مُخلَّق تصفه الأدبيات ما قبل السريرية بأنه منبّه شامل للمستقبلات المرتبطة بالإستروجين (ERRα وERRβ وERRγ)، وتصنّفه مركّبَ أداة في الكيمياء الطبية؛ ولا بيانات بشرية منشورة عنه. ورمزه يتبع سلسلة مخبرية، لا تسلسل أحماض أمينية. ومن هنا تُخفق عادات إذابة الببتيدات: فالببتيد المجفَّد بالتجميد قرص غير متبلور من سلاسل جانبية قابلة للتأيّن يطلب الماء، أما الصلب المحبّ للدهون فأمامه شبكة بلورية يجب كسرها، وليس فيه ما ينتظم الماء حوله.

قاعدة «الشبيه يذيب الشبيه» تعمل هنا عملاً حقيقياً. فإذابة شيء في الماء تعني فتح شبكة روابطه الهيدروجينية ثم إعادة بنائها حول المذاب؛ والمذابات القطبية والأيونية تسدّد هذه الفاتورة الطاقية بتآثرات الشحنة مع ثنائي القطب وبالروابط الهيدروجينية، أما الجزيء غير القطبي فليس لديه ما يسدّد به. ولا يصلح الـ pH رافعةً أيضاً، لأن جزيئاً بلا مجموعات قابلة للتأيّن ليست له نقطة تساوي كهربائي يُبتعَد عنها.

والماء المثبِّط للبكتيريا لا يغيّر شيئاً من ذلك: فالكحول البنزيلي فيه مادة حافظة بتركيز يقارب 0.9%، وهو أدنى بكثير من تركيز المذيب المشارك، فهو من حيث الإذابة ماء معقّم. والصبر والموجات فوق الصوتية يؤثّران في الحركية وحدها: التكتّلات، والطبقات الحدّية، وذوبان كان سيكتمل على أي حال. ولا يزحزح أيٌّ منهما ذوبانية الاتزان، فالعكارة التي تظهر بعد مدة في الحمّام فوق الصوتي معلّق يعود فيترسّب.

لماذا يهمّ الترتيب

ثنائي ميثيل السلفوكسيد مذيب قطبي لا بروتوني: عزم ثنائي القطب فيه كبير، وأكسجين مجموعة السلفينيل فيه يستقبل الروابط الهيدروجينية بكفاءة لافتة، ولا هيدروجين حمضياً فيه يمنحه. ولذلك يُذيب المناطق القطبية وغير القطبية في الجزيء نفسه، وهذا ما يجعله الناقل الافتراضي للمركّبات الضعيفة الذوبان في الماء. ويؤدّي الإيثانول والبروبيلين غليكول والبولي إيثيلين غليكول 400 الغرض نفسه في المستحضرات الحقنية المسوَّقة، إذ تخفض ثابت العزل الكهربائي فيصير المذاب غير القطبي أقلّ غربة. وتبلغ السيكلودكسترينات نتيجة مشابهة من طريق آخر، إذ تحتضن الجزء غير القطبي من الجزيء في معقّد.

ومحلول المذيب المشارك يعيد المشكلة إلى صاحبها ما إن يصل الماء. فلوغاريتم الذوبانية يهبط تقريباً في خط مستقيم كلما انخفضت نسبة المذيب المشارك، وهذا هو نموذج الإذابة المشاركة الكلاسيكي؛ وحيث تتجاوز الكمية المذابة ما يحتمله الخليط الجديد، يغادر المركّب المحلول. ويسمّي مطوّرو المستحضرات ذلك الترسّب بانزياح المذيب.

والنموذج نفسه يفسّر لماذا يحسم اتجاه الخلط النتيجة. فحيثما يلتقي المحلول المركّز بالماء أول مرة، يكون التركيب الموضعي للحظة أفقر كثيراً في المذيب المشارك من الكتلة كلها، فيُتجاوز حدّ الذوبانية عند هذا الحدّ الفاصل قبل أن يُتجاوز في المتوسط بوقت طويل. وحين ينساب حجم صغير من محلول DMSO ببطء إلى حجم أكبر من الماء يُبقى متحرّكاً، يكون كل جيب عند هذا الحدّ صغيراً ويُخفَّف في لحظات. أما حين يُضاف الماء إلى محلول DMSO، فيُساق المحلول كله خطوة خطوة عبر كل تركيب وسيط، وقد يتبلور المركّب في الطريق. وما إن يتكوّن طور بلوري حتى تصير إعادة إذابته بطيئة وناقصة في الغالب. وعلى هذا المنطق يقوم الترتيب في الخطوات من 5 إلى 9 أدناه.

ما كان على طاولة العمل

تُظهر الصورة ما استعمله المؤلف في هذه التجربة:

• قارورة فيها 5 ملغ من الـ SLU-PP-332 على هيئة مسحوق أبيض،
• قارورة زجاجية فارغة معقّمة سعة 3 مل،
• 2.5 مل من الماء المثبِّط للبكتيريا في قارورته الخاصة،
• 0.5 مل من DMSO بدرجة Ph. Eur. سُحبت من زجاجة أكبر،
• محقنتا إنسولين سعة 1 مل بإبرة مثبّتة،
• مسحات كحول.

هذه الأحجام تصف هذه التجربة بعينها، وتنتج عن أحجام القوارير الموجودة على الطاولة. والتركيز الناتج هو ببساطة الكتلة في القارورة مقسومة على الحجم النهائي الكلي، بما فيه المذيب المشارك، كما يرد أدناه.

التجربة الموثّقة خطوة خطوة

الخطوة 1: نزع الأغطية

نُزع الغطاءان البلاستيكيان الملوّنان القابلان للقلب عن قارورة الـ SLU-PP-332 وقارورة الماء المثبِّط للبكتيريا؛ أما القارورة الفارغة فوصلت بلا غطاء. وبعد ذلك صارت السدادة المطاطية تحت الطوق المعدني مكشوفة في القوارير الثلاث.

الخطوة 2: مسح السدادات

مسح المؤلف السدادة المطاطية لكل قارورة من القوارير الثلاث بمسحة كحول. فمعايير التقنية المعقّمة، مثل الفصل العام 797 من دستور الأدوية الأمريكي (USP)، تعدّ السدادة السطح الحرج قبل كل اختراق، ولهذا أيضاً عاد المؤلف لاحقاً فمسح أي سدادة لُمست.

الخطوة 3: سحب 0.5 مل من DMSO

سحب المؤلف بمحقنة الإنسولين الأولى سعة 1 مل مقدار 0.5 مل من DMSO من الزجاجة. ولم يدخل السائل إلا الإبرة، لا قاعدتها البلاستيكية ولا الأسطوانة. فالـ DMSO مذيب شديد العدوانية تجاه كثير من أنواع البلاستيك والأسطح، وكلما قلّ ما يلمسه من البلاستيك قلّ ما يلتقطه منه.

وكانت النتيجة 0.5 مل من DMSO في المحقنة.

الخطوة 4: DMSO إلى قارورة الـ SLU-PP-332

تحمل المحاقن البلاستيكية طبقة مُزلِّقة رقيقة على الجدار الداخلي للأسطوانة، ويستطيع الـ DMSO أن يذيب جزءاً منها. ولذلك عمل المؤلف بخفّة دون عجلة: نُقل الـ DMSO ببطء إلى قارورة الـ SLU-PP-332، والقارورة تُدار قليلاً أثناء النقل.

وبعد ذلك واصل المؤلف تدوير القارورة لتسريع الذوبان. ففي DMSO النقي يذوب الصلب بسهولة، وهذه هي الخطوة التي يؤدّي فيها المذيب عمله الحقيقي.

الخطوة 5: الماء المثبِّط للبكتيريا إلى القارورة الفارغة

محلول DMSO يُضاف لاحقاً إلى الماء لا العكس، ولذلك احتاج الماء أولاً إلى قارورة خاصة به. فنقل المؤلف بالمحقنة الثانية الماء المثبِّط للبكتيريا من قارورته الأصلية إلى القارورة الفارغة المعقّمة.

وحيثما لُمست سدادة في الأثناء، مسحها المؤلف من جديد. وبمحاقن سعة 1 مل، تطلّب نقل 2.5 مل ثلاث مرات: محقنتين ممتلئتين بـ 1 مل، وواحدة بـ 0.5 مل.

الخطوة 6: الانتظار حتى يصفو المحلول

انتظر المؤلف حتى ذاب الـ SLU-PP-332 تماماً في DMSO وصار المحلول صافياً كالماء. وحيث لم يكن قد صفا بعد، دُوِّرت القارورة ولم تُرجّ. فالرجّ يُدخل الهواء والرغوة، ولا يضيف شيئاً لا يفعله التدوير أصلاً لجزيء صغير في مذيب جيد.

وكانت النتيجة قارورتين صافيتين: 2.5 مل من الماء المثبِّط للبكتيريا، و0.5 مل من DMSO ذاب فيه الـ SLU-PP-332.

الخطوة 7: سحب محلول DMSO

اخترق المؤلف سدادة قارورة الـ SLU-PP-332 بالمحقنة الثانية وسحب المحلول.

وصارت المحقنة تحمل 0.5 مل من محلول DMSO، وهو ما يوافق علامة 50 وحدة على محقنة إنسولين U-100.

الخطوة 8: محلول DMSO ينساب إلى الماء

اخترق المؤلف سدادة القارورة التي فيها الماء المثبِّط للبكتيريا.

هذه هي الخطوة التي يدور حولها نموذج الإذابة المشاركة. فقد ترك المؤلف محلول DMSO ينساب ببطء على الجدار الداخلي للزجاج إلى الماء المثبِّط للبكتيريا، بدل أن يدفعه في وسط السائل. والانسياب على الجدار ينشر المحلول الوارد في غشاء رقيق يمتزج تدريجياً.

وفي بقية النقل، كما تُظهر الصور، أمسك المؤلف القارورة على جانبها وأدارها، كي لا يتجمّع المحلول الوارد أبداً في جيب ساكن من الماء. فمن دون هذه الحركة قد يترسّب الـ SLU-PP-332 عند الحدّ الفاصل بين السائلين، والمادة المترسّبة لا يمكن إرجاعها إلى المحلول بصورة موثوقة.

وبعد ذلك مباشرة كان السائل صافياً لكن فيه خطوط. وهذه التموّجات الضوئية مناطق يختلف فيها معامل الانكسار، حيث لم يمتزج السائل الغني بالـ DMSO والسائل الغني بالماء بعد. وهي ليست مادة صلبة.

الخطوة 9: التدوير حتى تزول الخطوط

دوّر المؤلف القارورة وأدارها حتى لم يبقَ أي خط وبدا الخليط متجانساً. والسائل الصافي الخالي من الخطوط هو العلامة المرئية على أن الـ DMSO والماء امتزجا تماماً.

الخطوة 10: التخلّص

ذهبت المحقنتان والقوارير الفارغة إلى حاوية الأدوات الحادة. فالحاوية المقاومة للثقب هي طريق التخلّص المعتاد من الإبر، لأن الإبرة المستعملة في النفايات المنزلية خطر على من يحمل الكيس بعد ذلك.

الخطوط والعكارة والراسب

في حالة الببتيد، تعني العكارة عادةً أن شيئاً قد فشل. أما في خليط من مذيب مشارك وماء قريب من حدّ ذوبانيته، فقد تكون أيضاً ظاهرة طورية: تشتّتاً من جسيمات بالغة الصغر، أو حالة فوق تشبّع عابرة. ولذلك فالأشياء الثلاثة التي يمكن رؤيتها في القارورة مختلفة في طبيعتها:

• الخطوط ظاهرة امتزاج في سائل صافٍ عدا ذلك، وتختفي بالتدوير.
• العكارة ضوء تشتّته جسيمات بالغة الصغر، وتوحي بأن المركّب بلغ حدّ ذوبانيته في ذلك الخليط أو تجاوزه.
• الراسب أو الصلب الطافي مركّب خرج من المحلول؛ وإعادة إذابة طور متبلور بطيئة وناقصة في الغالب.

وانتهت التجربة أعلاه عند أولى هذه الحالات، بخطوط زالت بالتدوير. ولو ظهرت عكارة أو راسب، لكان معنى ذلك أن انزياح المذيب سبق الامتزاج.

ما يفعله البرد بالخليط

الحرارة تحرّك خط الذوبانية، إذ تنخفض ذوبانية معظم الصلبات العضوية كلما برد الخليط. والتجمّد أقسى: فالـ DMSO النقي يتصلّب قرب 18.5 °C، ولذلك يكون المحلول في DMSO الخالص صلباً في الثلاجة، وتكوّن الجليد في خليط مائي يركّز كل ما تبقّى في الطور السائل المتقلّص، ولهذا تُفسد دورات التجميد والإذابة مثل هذه الخلائط إفساداً لا رجعة فيه. والبرودة والظلام وعدم التجميد هي ما تصفه أدبيات المناولة لـالمادة المُذابة. والخليط الذي تعكّر في الثلاجة قد خرج من المحلول بالطريقة نفسها التي يخرج بها خليط مُزج بالترتيب الخاطئ.

درجة DMSO والعقامة وتقدير المؤلف

الـ DMSO ليس مخفّفاً خاملاً. فهو يعبر الجلد والأغشية بسهولة ويحمل معه ما ذاب فيه، وهو في صورته المركّزة مهيّج عند ملامسة الأنسجة، وهذا أحد أسباب إبقاء المستحضرات الحقنية نسب المذيب المشارك منخفضة. وقد أمكن العثور على دراستين دستوريتين (monographs) لثنائي ميثيل السلفوكسيد في كلٍّ من USP-NF ودستور الأدوية الأوروبي (Ph. Eur.)، وتضعان حدوداً للنقاء ومحتوى الماء؛ أما الدرجات التقنية فخارج نطاقهما.

لم يجد المؤلف DMSO معقّماً خارج البيئة الصيدلانية، فاستعمل درجة Ph. Eur. وكان مرشّح محقنة من PTFE سيجعل الترشيح المعقِّم ممكناً، كما تصف صفحة الترشيح؛ فالـ PTFE هو الغشاء المحدَّد للمذيبات، في حين أن بعض الأغشية المحبّة للماء المستعملة للمحاليل المائية، مثل البولي إيثر سلفون، ليست مصنَّفة للـ DMSO النقي. ولم يكن لدى المؤلف مرشّح كهذا.

وتقدير المؤلف الشخصي أن ذلك كان كافياً في هذه الحالة، لأن الـ DMSO نفسه له خصائص مطهّرة، ولأن المحلول يُمزج في ماء مثبِّط للبكتيريا يحتوي على مادة حافظة. هذا رأي المؤلف الخاص، ويُسجَّل هنا بوصفه كذلك.

والموقف المقابل يستند إلى المعايير نفسها. فدرجة Ph. Eur. تشهد بالنقاء لا بالعقامة. والأثر المطهّر يقلّل بعض التجمّعات الميكروبية، لكنه ليس خطوة تعقيم مُصادَقاً عليها، ولا يفعل شيئاً إزاء الأبواغ أو الذيفانات الداخلية. والكحول البنزيلي في الماء المثبِّط للبكتيريا يثبّط التكاثر ولا يعقّم هو الآخر. وفي المعيار الصيدلاني الموثّق، يصير المحلول معقّماً بمرشّح بدرجة تعقيم من 0.2 إلى 0.22 ميكرون أو بعملية تعقيم مُصادَق عليها، لا بخصائص مكوّناته. وتسجّل هذه الصفحة الموقفين كليهما ولا تختار بينهما.

حساب التركيز

الحساب بعد ذلك لا يتعلّق بالمادة. فالتركيز هو الكتلة في القارورة مقسومة على الحجم النهائي الكلي، بما فيه المذيب المشارك، ولذلك تتوزّع الـ 5 ملغ في هذه التجربة على 3 مل من الخليط، لا على 2.5 مل من الماء وحده. والحجم الذي يحتوي كمية معيّنة هو تلك الكمية مقسومة على التركيز. وحاسبة الإذابة تُجري هذا التحويل بوصفها محوّل وحدات، وصفحة ما الذي تعنيه mg وmL وIU فعلاً تشرح الوحدات.

الوضع التنظيمي

الـ SLU-PP-332 غير معتمد دواءً في الولايات المتحدة ولا الاتحاد الأوروبي ولا أستراليا ولا في أي مكان آخر، ولا بيانات سريرية بشرية منشورة عن سلامته أو فعاليته. إنه مركّب بحثي، وبطاقة «للاستعمال البحثي فقط» وصف تجاري لا فئة تنظيمية. ويختلف الوضع القانوني من بلد إلى آخر، ولهذا السؤال صفحته الخاصة.

أسئلة شائعة

هل الـ SLU-PP-332 ببتيد؟

لا. هو جزيء صغير مُخلَّق تصفه الأدبيات بأنه منبّه شامل للمستقبلات المرتبطة بالإستروجين، ورمزه مأخوذ من سلسلة مركّبات مخبرية لا من تسلسل أحماض أمينية. وسلوكه سلوك صلب عضوي ضعيف الذوبان في الماء.

هل يمكن إذابة الـ SLU-PP-332 في الماء المثبِّط للبكتيريا وحده؟

ليس بقدر يُعتدّ به. فالمركّب غير قطبي في معظمه، وليس عند الماء تفاعلات مواتية يقدّمها له، والكحول البنزيلي في الماء المثبِّط للبكتيريا مادة حافظة بتركيز يقارب 0.9%، وهو أخفّ بكثير من أن يعمل عمل المذيب المشارك. والصبر أو الحمّام فوق الصوتي لا يُنتجان إلا معلّقاً يعود فيترسّب.

لماذا يُضاف محلول الـ SLU-PP-332 في DMSO إلى الماء لا العكس؟

حين تدخل كمية صغيرة من محلول DMSO حجماً أكبر من الماء المتحرّك، لا تمرّ بالتراكيب الوسيطة إلا جيوب صغيرة، وتُخفَّف في لحظات. أما إضافة الماء إلى محلول DMSO فتسوق المحلول كله عبر نسبة مذيب مشارك تنخفض تدريجياً، وحيثما تجاوزت الكمية المذابة ما يحتمله الخليط، يترسّب المركّب.

هل الـ DMSO بدرجة Ph. Eur. المستعمل لإذابة الـ SLU-PP-332 معقّم؟

لا. الدرجة الدستورية مثل Ph. Eur. تضع حدوداً للنقاء والمواد ذات الصلة ومحتوى الماء، ولا تقول شيئاً عن العقامة ما لم يُصنَّع المنتج على حدة ويُوسَم بأنه معقّم. والمعيار الموثّق لجعل محلول قائم على مذيب معقّماً هو الترشيح عبر غشاء 0.22 ميكرون متوافق مع المذيب، مثل PTFE.

ماذا تعني الخطوط في قارورة الـ SLU-PP-332؟

الخطوط، وتُسمّى أيضاً التموّجات الضوئية، مناطق يختلف فيها معامل الانكسار لأن محلول DMSO والماء لم يمتزجا فيها بعد. إنها ظاهرة امتزاج لا علامة ترسّب، وتختفي حين يُدوَّر السائل حتى يتجانس. أما العكارة أو الجسيمات المرئية التي تبقى فأمر آخر، وتدلّ على صلب خرج من المحلول.

لماذا عُومل الـ DMSO بسرعة عند إذابة الـ SLU-PP-332؟

الـ DMSO مذيب قوي لكثير من البلاستيك، ويمكنه أن يذيب الطبقة المُزلِّقة على الجدار الداخلي لأسطوانة المحقنة البلاستيكية. وكلما قصر تلامس DMSO النقي مع المحقنة قلّ ما يُستخلَص منها إلى السائل، ولذلك أبقى المؤلف كل نقل سريعاً دون تعجّل.

هل يغيّر الحمّام فوق الصوتي شيئاً في إذابة الـ SLU-PP-332؟

المعالجة فوق الصوتية تغيّر سرعة حدوث الذوبان، لا إمكان حدوثه أصلاً. فهي تفتّت التكتّلات وتجدّد طبقة السائل المحيطة بكل جسيم، أما ذوبانية الاتزان فتبقى حيث كانت.

هل الـ SLU-PP-332 دواء معتمد؟

لا. ليس له ترخيص تسويق في أي ولاية قضائية كبرى، ولا بيانات سريرية بشرية منشورة عن سلامته أو فعاليته. وبطاقة «للاستعمال البحثي فقط» لا تحمل ضماناً تنظيمياً للهوية أو النقاء أو العقامة.

المصادر

1. Billon C, Sitaula S, Banerjee S, et al. Synthetic ERRα/β/γ agonist induces an ERRα-dependent acute aerobic exercise response and enhances exercise capacity. ACS Chemical Biology 2023;18(4):756–771. doi:10.1021/acschembio.2c00720. Preclinical mouse data; no human data. PubMed 36988910
2. Yalkowsky SH. Solubility and Solubilization in Aqueous Media. American Chemical Society / Oxford University Press, 1999. Log-linear cosolvency model.
3. Strickley RG. Solubilizing excipients in oral and injectable formulations. Pharmaceutical Research 2004;21(2):201–230. PubMed 15032302
4. USP-NF monograph "Dimethyl Sulfoxide"; European Pharmacopoeia monograph "Dimethyl sulfoxide" (Dimethylis sulfoxidum). Purity and water-content limits for pharmacopoeial grades.
5. USP General Chapter 797, Pharmaceutical Compounding — Sterile Preparations. Aseptic technique and closure disinfection. usp.org
6. U.S. Food and Drug Administration. Guidance for Industry: Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing — Current Good Manufacturing Practice. September 2004. Sterilising filters with a rated pore size of 0.2 µm or smaller; 0.22 and 0.2 µm treated as interchangeable nominal ratings. fda.gov

معلومات عامة ومحايدة عن كيمياء مركّب بحثي ووصف لتجربة واحدة موثّقة، وليست نصيحة طبية، ولا توصية بجرعة أو استعمال، ولا دعوة إلى الحصول على أي مادة. لا يحمل الـ SLU-PP-332 أي ترخيص تسويق، ومشروعية حيازته واستعماله يحدّدها قانون بلد الإقامة. ومكان الأسئلة الصحية عند طبيب أو صيدلي مؤهَّل.