Strukturen af ​​den aktive ingrediens bismuth i Pepto-Bismol afsløret

Forskere ved Stockholm Universitet har anvendt avancerede elektronmikroskopiteknikker for endelig at afsløre strukturen af ​​den meget brugte og århundrede gamle aktive farmaceutiske ingrediens bismuthsubsalicylat. Opdagelsen giver et stort skridt i retning af at forstå egenskaberne af en af ​​de mest kommercielt betydningsfulde bismuthforbindelser og fremhæver moderne metoder til at få indsigt i længe brugte farmaceutiske ingredienser. Resultaterne offentliggøres i dag i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications .

På trods af sin århundrede lange historie som et etableret antimikrobielt og antiinflammatorisk middel, særligt effektivt til behandling af kvalme, diarré og mavebesvær, er strukturen af ​​bismuthsubsalicylat hidtil forblevet ukendt.

"Jeg kan huske, mens jeg voksede op, gav min mor mig altid Pepto-Bismol, når jeg havde ondt i maven. Tilsyneladende er der blevet indtaget over 10 milliarder doser, hvilket gør bismuthsubsalicylat til den mest kommercielt betydningsfulde bismuthforbindelse, der sælges over hele verden som en almindelig over- håndkøbslægemidlet og meget omtalt i popkulturen. Vi blev overraskede over at indse, at der manglede forståelse for dets struktur på molekylært niveau," siger Ken Inge, forsker ved Institut for Materiale- og Miljøkemi (MMK) kl. Stockholm Universitet. "Forståelse af strukturerne af farmaceutiske forbindelser er afgørende for at forudsige deres egenskaber."

Mulige antibiotikumresistensbrydere

Anvendelsen af ​​bismuth i farmaceutiske formuleringer kommer med flere potentielle fordele. "Et interessant aspekt ved bismuthforbindelser er, at nyere undersøgelser har vist, at de kan vende antibiotikaresistens i bakterier, hvilket er et meget presserende emne i samfundet i dag. Kemien af ​​bismuth og dets forbindelser er stadig ikke så godt forstået, og så er vi interesseret i at undersøge den molekylære sammensætning af disse materialer," siger Ken Inge.

Avanceret mikroskopi afslørede en struktur i uorden

Vismutforbindelsen bruges som et lærebogseksempel på en uorganisk farmaceutisk forbindelse, på trods af at dens struktur ikke tidligere var kendt og derfor ofte er blevet beskrevet med en spekulativ struktur som et simpelt metalkompleks. Ved at bruge avanceret transmissionselektronmikroskopi var forskerne i stand til at undersøge strukturen på molekylært niveau og endda tage billeder af molekylerne.

"Ved at bruge de avancerede mikroskoper på Stockholms Universitet er det muligt at få billeder med atomopløsning, hvilket var en central del af forståelsen af ​​den molekylære pakning i bismuthsubsalicylatkrystallerne," siger Tom Willhammar, medforsker ved Institut for Materialer og Miljø. Kemi. "Karakterisering af bismuthsubsalicylat ved traditionelle metoder, såsom røntgendiffraktion, var ikke nok til at afsløre den molekylære pakning på grund af dens tendens til kun at dannes som meget små krystaller. Vi fandt også ud af, at pakningen indeholder iboende defekter."

Analyse af tredimensionelle elektrondiffraktionsdata fra krystaller af bismuthsubsalicylat afslørede en lagdelt struktur, der var delvist i uorden. "En detaljeret undersøgelse ved hjælp af højopløsnings scanningstransmissionselektronmikroskopi viste variationer i lagenes stabling. Det er sandsynligt, at dette har hindret strukturbestemmelse på andre måder," siger Tom Willhammar.

Nye materialer til at opfange forurening

Resultaterne fremhæver muligheden for at bruge moderne metoder til at opnå indsigt i velkendte og længe brugte farmaceutiske forbindelser.

"Disse moderne elektronkrystallografiske teknikker giver en værktøjskasse til strukturbestemmelse af aktive farmaceutiske ingredienser og lægemiddelopdagelse," siger Erik Svensson Grape, doktorand ved Stockholm Universitet.

Undersøgelserne har inspireret forskerne selv inden for andre forskningsområder.

"Det har gjort os alle meget begejstrede. Gennem disse undersøgelser er vi blevet inspireret til at studere og udvikle nye materialer til en lang række anvendelser selv ud over lægemidler, såsom binding af forurenende stoffer," siger Erik Svensson Grape ved Stockholms universitet. + Udforsk yderligere

Forskere undersøger uorganiske biomaterialer med antimikrobielle egenskaber