Hematin

别名: Ferriheme; Ferrihemate; Hematin porcine; 15489-90-4; Hematin 羟高铁血红素;高铁血红素;羟基血红素;原血紅素;蘇木紅;羥高鐵血紅素;鐵(Ⅲ)原血紅素;鐵(III)原血紅素; 血色素;高铁血红素,羟基血红素,血红素
目录号: V18674 纯度: ≥98%
Hematin 是一种含铁卟啉,可通过与止血蛋白结合并诱导其失活来抑制凝血因子的活性和纤维蛋白凝块的溶解。
Hematin CAS号: 15489-90-4
产品类别: New1
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产品描述
Hematin 是一种含铁卟啉,可通过与止血蛋白结合并诱导其失活来抑制凝血因子的活性和纤维蛋白凝块的溶解。血红素可用于急性卟啉症和癌症的研究。
生物活性&实验参考方法
靶点
Metalporphyrin,
体外研究 (In Vitro)
Hematin/血红素 (0.01 mg/ml) 可防止人凝血酶水解合成底物,并防止牛凝血酶 (0.12 U/ml) 凝固牛纤维蛋白原 (1.3 至 2.6 mg/ml) [2]。 VIII:C 活性被血红素 (0.035 mg/ml) 从 0.88 U/ml 降低至 0.40 U/ml[2]。血红素 (0.05 mg/ml) 刺激 VIII:C 并抑制凝血酶 (0.04 U/ml) [2]。纤溶酶生产的底物不会被血马素 (0.09 mg/ml) 水解 [2]。
据报道,接受血色素治疗的患者凝血时间延长,凝血因子水平降低。这种效应在输注Hematin/血红素后持续长达5小时,与0.01至0.04mg/ml的血浆水平相关。因此,我们进行了体外研究,以调查血红素对纤维蛋白原、凝血酶、因子VIII:C和纤溶酶的影响。 终浓度为0.01mg/ml的Hematin抑制了牛凝血酶(0.12U/ml)对牛纤维蛋白原(1.3至2.6mg/ml)的凝血,并抑制了人凝血酶对合成底物的水解。然而,如果首先将血红素与白蛋白(25mg/ml)混合,则需要四倍的浓度来延长凝血酶凝血时间。通过两阶段测定法测得,0.035 mg/ml的血凝素将VIII:C活性从0.88 U/ml降低到0.40 U/ml。血红素(0.05mg/ml)还抑制凝血酶(0.04U/ml)激活VIII:C:基线活性为0.84U/ml;凝血酶活化,2.94U/ml;添加了1.33U/ml的血红素后,血红素也抑制了凝块溶解。在稀释缓冲液中加入血红素(0.03 mg/ml)将全血凝块的溶解从86%+/-5降低到23%+/-5(p小于0.001,四次测定的平均+/-S.D.),并将纤溶酶(0.02 CTA U/ml)诱导的125I纤维蛋白凝块的溶解由100%降低到27%。在低至0.09微克/毫升的浓度下,血红素抑制了纤溶酶对合成底物的水解。将血凝素与纤维蛋白原、白蛋白或凝血酶混合,然后将混合物应用于Sephadex G-200柱。通过用白蛋白预冲洗柱或使用pH 9.2的硼酸盐缓冲液,可以防止血红素粘附到Sephadex上。血红素与施加到柱上的每种蛋白质共洗脱,在纤维蛋白原的情况下,改变了其电泳迁移率,并显著延长了洗脱的纤维蛋白原凝血酶凝血时间。我们得出结论,血凝素与多种止血蛋白结合,抑制其生物活性。[2]
用于癌症治疗的靶向纳米药物已经获得了广泛的普及,并且正在进行广泛的探索。卟啉具有内在的肿瘤定位能力,已被研究用于光动力疗法。然而,它们尚未被用作纳米药物的癌症靶向剂。在本研究中,配制了PLGA纳米颗粒,并将含铁血卟啉Hematin结合到纳米颗粒的表面,以研究对癌症细胞的选择性和细胞内化。Hematin先前显示可促进癌症细胞的生长和增殖。通过FE-SEM、AFM、DLS和Zeta电位分析仪对PLGA纳米粒子进行了表征。FTIR证实了Hematin/血红素的结合。HeLa细胞用于研究肿瘤选择性和摄取。血红素结合颗粒(ζ电位:-15.19mV)对癌症细胞的亲和力高于对照颗粒。结果表明,这些颗粒被血红素载体蛋白-1内化。这些数据表明,血红素是一种很有前途的癌症纳米治疗靶向材料[3]。
体内研究 (In Vivo)
血红素(静脉注射;单次注射)可抑制 SD 大鼠(体重 160-205 克)的卟啉合成 [4]。
酶活实验
血红素在纳米粒子表面的结合[3]
血红素在中性pH值下不溶于水,但在碱性pH值下可溶。将血红素溶解在1 M氢氧化钠中,得到深绿黑色溶液。通过缓慢加入盐酸溶液将溶液的pH值降至8.3。将EDC和磺基-NHS(摩尔比为1:1)加入到赤霉素溶液中,以激活赤霉素的羧基。反应在磁力搅拌下进行15分钟。将胺改性的PLGA纳米颗粒悬浮液加入过量羧基活化的血红素溶液中,反应进行3小时。通过离心去除未结合的血红素,略微改变溶剂pH值。用去离子水洗涤Hematin官能化纳米颗粒三次,并将其储存在-20°C下以备后续实验。
表面共轭的测定[3]
傅里叶变换红外光谱(FTIR)用于确认纳米粒子表面分子的共轭。分别分析了非共轭PLGA纳米颗粒、l-精氨酸共轭颗粒和血红素官能化纳米颗粒,并通过红外分光光度计(JASCO FT/IR-4000)在衰减全反射(ATR)模式下拍摄光谱。测量了4000-600 cm-1的红外范围。
细胞实验
纳米颗粒的细胞摄取[3]
HeLA细胞以1×106个细胞/mL的密度接种在12孔细胞培养板上。24小时后,小心地取出培养基,加入含有浓度为200μg/mL的纳米颗粒的无血清培养基。细胞用l-精氨酸-PLGA(对照)和Hematin-PLGA纳米颗粒处理,孵育3小时和5小时。处理后,小心取出培养基,用冰冷的PBS冲洗和洗涤细胞三次。用4%多聚甲醛固定细胞并风干。使用荧光显微镜对样品进行分析,以评估纳米颗粒的吸收情况。
药代性质 (ADME/PK)
引言:自20世纪70年代初以来,静脉注射血红素一直被用于治疗急性间歇性卟啉病(AIP),并于1983年以Panhematin(注射用血红素;美国Ovation Pharmaceuticals公司)的商品名上市。然而,迄今为止,尚无文献对血红素已知的药效学和毒理学作用及其对治疗的影响进行总结。本综述旨在识别、整合并总结有关静脉注射血红素的理化性质、药代动力学、毒理学和止血作用的现有科学文献。
方法:对现有文献进行了全面检索,并对检索结果进行了总结。此外,还纳入了从原始新药申请中提取的先前未发表的毒理学数据。结果:用无菌水复溶的血红素会迅速降解,推测其降解产物会导致血栓性静脉炎、血小板减少症和短暂性抗凝等并发症。用人血清白蛋白复溶可制备耐受性良好的血红素制剂,并显著提高其稳定性。静脉输注血红素的清除符合双室模型,该模型包含一个快速的初始清除阶段和一个较慢且持续时间更长的第二阶段。该模型得到了以下证据的支持:血红素首先与血红素结合蛋白结合,饱和后再与白蛋白结合。文献报道的最高静脉注射人血红素剂量为12.2 mg/kg(1000 mg),导致急性胃肠道疼痛、感觉异常和急性结核性坏死。患者肾功能在随后的15小时内恢复正常。结论:在经美国食品药品监督管理局批准的剂量下,血红素通常耐受性良好。与用无菌水复溶相比,用白蛋白复溶可制备出更稳定的制剂,并可能带来更好的耐受性,减少对止血功能的干扰。血红素给药后经肝脏清除,其药代动力学最符合双室模型,该模型由一个快速的初始相和一个较慢的第二相组成。[1]
参考文献
[1]. Siegert SW, et al. Physicochemical properties, pharmacokinetics, and pharmacodynamics of intravenous hematin: a literature review. Adv Ther. 2008 Sep;25(9):842-57.
[2]. Green D, et al. The inactivation of hemostatic factors by hematin. J Lab Clin Med. 1983;102: 361-369.
[3]. Amin ML, et al. Development of hematin conjugated PLGA nanoparticle for selective cancer targeting. Eur J Pharm Sci. 2016 Aug 25;91:138-43.
[4]. Goetsch C, et al. Instability of hematin used in the treatment of acute hepatic porphyria. N Engl J Med. 1986;315: 235-238.
[5]. Quadros HC, et al. The Role of the Iron Protoporphyrins Heme and Hematin in the Antimalarial Activity of Endoperoxide Drugs. Pharmaceuticals (Basel). 2022;15(1):60. Published 2022 Jan 4.
其他信息
氯(7,12-二乙烯基-3,8,13,17-四甲基-21H,23H-卟啉-2,18-二丙酸(4-)-N(21),N(22),N(23),N(24))铁(2-)二氢。
疟原虫进化出了调节铁原卟啉IX (Fe-PPIX) 水平和氧化状态的能力。抗疟内过氧化物,例如1,2,4-三氧杂环己烷青蒿素和1,2,4-三氧杂环戊烷阿特罗兰,会经历由血红素(FeII-PPIX)而非血红素(FeIII-PPIX)介导的生物还原活化步骤,从而产生自由基。该自由基可以烷基化对寄生虫生存至关重要的蛋白质,并将血红素烷基化为血红素-药物加合物。血红素烷基化作用普遍存在,并伴随着亚铁态向三价铁态的相互转化,这可能导致铁氧化还原稳态失衡。此外,血红素-青蒿素加合物能够拮抗血红素自发生物矿化形成血红素晶体的过程,这与青蒿素类药物截然不同,后者并不直接抑制血红素的生物矿化。这些血红素-药物加合物虽然缺乏自由基诱导烷基化所需的过氧化物键,但却是强效的抗疟原虫药物。本文综述了我们目前对Fe-PPIX作为生物还原激活剂和分子靶点的理解。一个引人注目的药理学模型是:内过氧化物类药物通过烷基化血红素,可以导致铁稳态失衡;而形成的血红素-药物加合物可能通过重现游离Fe-PPIX的部分毒性作用,从而产生强烈的细胞毒性。血红素-药物加合物的抗疟表型和作用模式为阐明内过氧化物药物的作用机制和疟疾干预开辟了新的可能性。[5]
疟原虫通过一个同步系统来抑制Fe-PPIXs跨背囊膜的自由流动。多项研究表明,抗疟内过氧化物,例如1,2,4-三氧杂环己烷青蒿素和1,2,4-三氧杂环戊烷阿特罗兰,其作用机制是通过血红素介导的自由基诱导烷基化。许多分子都可以被烷基化,因此一个合理的药理学模型是,内过氧化物的抗疟活性也可以通过烷基化血红素来实现。支持这一观点的证据是,血红素-药物加合物含量丰富,具有很强的抗疟活性,并且是血红素生物矿化的强效拮抗剂。这些烷基化血红素能够识别可溶性和不溶性血红素池,但作为修饰的Fe-PPIX类化合物,它们不会矿化形成血红素晶体,而是阻断血红素的生物矿化。此外,血红素烷基化会改变血红素/血红素的比例,从而导致铁物种氧化还原稳态失衡。与其他金属卟啉类似,血红素-青蒿素加合物与正在生长的β-血红素晶体不可逆地结合,从而抑制血红素的解毒作用。这些加合物作为一种修饰的Fe-PPIX结构,包含两个药效团:Fe-PPIX识别并抑制β-血红素的形成,而来自青蒿素的高亲脂性倍半萜内酯则有助于克服金属卟啉亲脂性差的缺陷,此外,它还可能与寄生虫靶标相互作用。基于此推理,血红素-青蒿素加合物可被视为具有异二价性,能够识别多个分子靶点。异二价性是分子杂交方法设计杂交药物的原则之一,这强化了Fe-PPIX作为抗疟药效团组分的概念,并为杂交药物设计提供了新的潜在理论依据。[5] 在本研究中,制备了罗丹明负载的PLGA纳米颗粒,并将血红素偶联到其表面。这些颗粒表面略带负电荷,并被HeLa细胞成功内化。结果还表明,这些颗粒是通过血红素载体蛋白-1内化的。综上所述,这些数据表明血红素是一种很有前景的纳米药物靶向分子。[3]
*注: 文献方法仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些方法的准确性
化学信息 & 存储运输条件
分子式
C34H33FEN4O5
分子量
633.5
精确质量
633.18
元素分析
C, 64.46; H, 5.25; Fe, 8.82; N, 8.84; O, 12.63
CAS号
15489-90-4
PubChem CID
44237360
外观&性状
Purple to black solid powder
沸点
1128.5ºC at 760 mmHg
熔点
180ºC
闪点
636.3ºC
蒸汽压
0mmHg at 25°C
LogP
3.432
tPSA
129.41
氢键供体(HBD)数目
1
氢键受体(HBA)数目
9
可旋转键数目(RBC)
6
重原子数目
44
分子复杂度/Complexity
1570
定义原子立体中心数目
0
SMILES
C=CC1=C(C)C2=CC3=NC(=CC4=NC(=CC5=C(C=C)C(=C(C=C1[N-]2)N5)C)C(=C4CCC(=O)[O-])C)C(=C3C)CCC(=O)[O-].[Fe+3].O
InChi Key
XLKTVQRBSKAXKW-UHFFFAOYSA-J
InChi Code
InChI=1S/C34H34N4O4.Fe.H2O/c1-7-21-17(3)25-13-26-19(5)23(9-11-33(39)40)31(37-26)16-32-24(10-12-34(41)42)20(6)28(38-32)15-30-22(8-2)18(4)27(36-30)14-29(21)35-25;;/h7-8,13-16H,1-2,9-12H2,3-6H3,(H4,35,36,37,38,39,40,41,42);;1H2/q;+5;/p-4
化学名
3-[18-(2-carboxylatoethyl)-7,12-bis(ethenyl)-3,8,13,17-tetramethylporphyrin-21,23-diid-2-yl]propanoate;iron(5+);hydrate
别名
Ferriheme; Ferrihemate; Hematin porcine; 15489-90-4; Hematin
HS Tariff Code
2934.99.9001
存储方式

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

运输条件
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
溶解度数据
溶解度 (体外实验)
DMSO : ~1.43 mg/mL (~2.26 mM ()
溶解度 (体内实验)
注意: 如下所列的是一些常用的体内动物实验溶解配方,主要用于溶解难溶或不溶于水的产品(水溶度<1 mg/mL)。 建议您先取少量样品进行尝试,如该配方可行,再根据实验需求增加样品量。

注射用配方
(IP/IV/IM/SC等)
注射用配方1: DMSO : Tween 80: Saline = 10 : 5 : 85 (如: 100 μL DMSO 50 μL Tween 80 850 μL Saline)
*生理盐水/Saline的制备:将0.9g氯化钠/NaCl溶解在100 mL ddH ₂ O中,得到澄清溶液。
注射用配方 2: DMSO : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL DMSO 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)
注射用配方 3: DMSO : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL DMSO 900 μL Corn oil)
示例: 注射用配方 3 (DMSO : Corn oil = 10 : 90) 为例说明, 如果要配制 1 mL 2.5 mg/mL的工作液, 您可以取 100 μL 25 mg/mL 澄清的 DMSO 储备液,加到 900 μL Corn oil/玉米油中, 混合均匀。
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注射用配方 4: DMSO : 20% SBE-β-CD in Saline = 10 : 90 [如:100 μL DMSO 900 μL (20% SBE-β-CD in Saline)]
*20% SBE-β-CD in Saline的制备(4°C,储存1周):将2g SBE-β-CD (磺丁基-β-环糊精) 溶解于10mL生理盐水中,得到澄清溶液。
注射用配方 5: 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin : Saline = 50 : 50 (如: 500 μL 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin (羟丙基环胡精) 500 μL Saline)
注射用配方 6: DMSO : PEG300 : Castor oil : Saline = 5 : 10 : 20 : 65 (如: 50 μL DMSO 100 μL PEG300 200 μL Castor oil 650 μL Saline)
注射用配方 7: Ethanol : Cremophor : Saline = 10: 10 : 80 (如: 100 μL Ethanol 100 μL Cremophor 800 μL Saline)
注射用配方 8: 溶解于Cremophor/Ethanol (50 : 50), 然后用生理盐水稀释。
注射用配方 9: EtOH : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL EtOH 900 μL Corn oil)
注射用配方 10: EtOH : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL EtOH 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)


口服配方
口服配方 1: 悬浮于0.5% CMC Na (羧甲基纤维素钠)
口服配方 2: 悬浮于0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
示例: 口服配方 1 (悬浮于 0.5% CMC Na)为例说明, 如果要配制 100 mL 2.5 mg/mL 的工作液, 您可以先取0.5g CMC Na并将其溶解于100mL ddH2O中,得到0.5%CMC-Na澄清溶液;然后将250 mg待测化合物加到100 mL前述 0.5%CMC Na溶液中,得到悬浮液。
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口服配方 3: 溶解于 PEG400 (聚乙二醇400)
口服配方 4: 悬浮于0.2% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 5: 溶解于0.25% Tween 80 and 0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 6: 做成粉末与食物混合


注意: 以上为较为常见方法,仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些配方的准确性。具体溶剂的选择首先应参照文献已报道溶解方法、配方或剂型,对于某些尚未有文献报道溶解方法的化合物,需通过前期实验来确定(建议先取少量样品进行尝试),包括产品的溶解情况、梯度设置、动物的耐受性等。

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案:
1、请先配制澄清的储备液(如:用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液,按从左到右的顺序依次添加助溶剂,澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明,并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中,混合均匀/澄清;向上述体系中加入50 μL Tween-80,混合均匀/澄清;然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL;

3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出,可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果,工作液请现配现用!
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液,请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。
制备储备液 1 mg 5 mg 10 mg
1 mM 1.5785 mL 7.8927 mL 15.7853 mL
5 mM 0.3157 mL 1.5785 mL 3.1571 mL
10 mM 0.1579 mL 0.7893 mL 1.5785 mL

1、根据实验需要选择合适的溶剂配制储备液 (母液):对于大多数产品,InvivoChem推荐用DMSO配置母液 (比如:5、10、20mM或者10、20、50 mg/mL浓度),个别水溶性高的产品可直接溶于水。产品在DMSO 、水或其他溶剂中的具体溶解度详见上”溶解度 (体外)”部分;

2、如果您找不到您想要的溶解度信息,或者很难将产品溶解在溶液中,请联系我们;

3、建议使用下列计算器进行相关计算(摩尔浓度计算器、稀释计算器、分子量计算器、重组计算器等);

4、母液配好之后,将其分装到常规用量,并储存在-20°C或-80°C,尽量减少反复冻融循环。

计算器

摩尔浓度计算器可计算特定溶液所需的质量、体积/浓度,具体如下:

  • 计算制备已知体积和浓度的溶液所需的化合物的质量
  • 计算将已知质量的化合物溶解到所需浓度所需的溶液体积
  • 计算特定体积中已知质量的化合物产生的溶液的浓度
使用摩尔浓度计算器计算摩尔浓度的示例如下所示:
假如化合物的分子量为350.26 g/mol,在5mL DMSO中制备10mM储备液所需的化合物的质量是多少?
  • 在分子量(MW)框中输入350.26
  • 在“浓度”框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在“体积”框中输入5,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案17.513 mg出现在“质量”框中。以类似的方式,您可以计算体积和浓度。

稀释计算器可计算如何稀释已知浓度的储备液。例如,可以输入C1、C2和V2来计算V1,具体如下:

制备25毫升25μM溶液需要多少体积的10 mM储备溶液?
使用方程式C1V1=C2V2,其中C1=10mM,C2=25μM,V2=25 ml,V1未知:
  • 在C1框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在C2框中输入25,然后选择正确的单位(μM)
  • 在V2框中输入25,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案62.5μL(0.1 ml)出现在V1框中
g/mol

分子量计算器可计算化合物的分子量 (摩尔质量)和元素组成,具体如下:

注:化学分子式大小写敏感:C12H18N3O4  c12h18n3o4
计算化合物摩尔质量(分子量)的说明:
  • 要计算化合物的分子量 (摩尔质量),请输入化学/分子式,然后单击“计算”按钮。
分子质量、分子量、摩尔质量和摩尔量的定义:
  • 分子质量(或分子量)是一种物质的一个分子的质量,用统一的原子质量单位(u)表示。(1u等于碳-12中一个原子质量的1/12)
  • 摩尔质量(摩尔重量)是一摩尔物质的质量,以g/mol表示。
/

配液计算器可计算将特定质量的产品配成特定浓度所需的溶剂体积 (配液体积)

  • 输入试剂的质量、所需的配液浓度以及正确的单位
  • 单击“计算”按钮
  • 答案显示在体积框中
动物体内实验配方计算器(澄清溶液)
第一步:请输入基本实验信息(考虑到实验过程中的损耗,建议多配一只动物的药量)
第二步:请输入动物体内配方组成(配方适用于不溶/难溶于水的化合物),不同的产品和批次配方组成不同,如对配方有疑问,可先联系我们提供正确的体内实验配方。此外,请注意这只是一个配方计算器,而不是特定产品的确切配方。
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计算结果:

工作液浓度 mg/mL;

DMSO母液配制方法 mg 药物溶于 μL DMSO溶液(母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度,请首先与我们联系。

体内配方配制方法μL DMSO母液,加入 μL PEG300,混匀澄清后加入μL Tween 80,混匀澄清后加入 μL ddH2O,混匀澄清。

(1) 请确保溶液澄清之后,再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶;
            (2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。

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