Marine pharmacognosy
समुद्री फार्माकोग्नोसी समुद्री वातावरण में चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण पौधों और जानवरों की जांच और पहचान है। यह स्थलीय औषधविज्ञान की एक उप शाखा है। आम तौर पर दवाएं बैक्टीरिया, वायरस, शैवाल, कवक और स्पंज की समुद्री प्रजातियों से प्राप्त की जाती हैं। यह पश्चिमी चिकित्सा में अध्ययन का एक अपेक्षाकृत नया क्षेत्र है, हालांकि पारंपरिक चीनी चिकित्सा में कई समुद्री जीवों का उपयोग किया जाता था। यह 2004 तक नहीं था कि एक दवा की पहली एफ. डी. ए. मंजूरी सीधे समुद्र से आईः ज़िकोनोटाइड, जिसे एक समुद्री शंकु घोंघे से अलग किया गया था। पृथ्वी की सतह का 79 प्रतिशत पानी से ढका हुआ है, समुद्री जीवों के रसायन विज्ञान में अनुसंधान अपेक्षाकृत अज्ञात है और कैंसर, एड्स या मलेरिया जैसी प्रमुख बीमारियों से निपटने के लिए नई दवाओं के लिए एक विशाल संसाधन का प्रतिनिधित्व करता है। शोध आमतौर पर रासायनिक सुरक्षा की उनकी अंतर्निहित आवश्यकता के कारण अस्थिर जीवों या धीमी गति से चलने वाले जानवरों पर केंद्रित होता है। मानक अनुसंधान में एक उपयुक्त विलायक में जीव का निष्कर्षण शामिल है जिसके बाद या तो किसी विशेष रोग लक्ष्य के लिए इस कच्चे अर्क का परीक्षण किया जाता है या मानक क्रोमैटोग्राफी तकनीकों का उपयोग करके नए रासायनिक यौगिकों का तर्कसंगत रूप से निर्देशित अलगाव किया जाता है। प्राकृतिक उत्पादों के स्रोत के रूप में समुद्री जीव पृथ्वी की सतह का 70 प्रतिशत से अधिक हिस्सा महासागरों से ढका हुआ है जिसमें पृथ्वी के जीवमंडल का 95 प्रतिशत हिस्सा है। यह 3500 मिलियन वर्ष पहले था जब जीव पहली बार समुद्र में दिखाई दिए थे। समय के साथ, उन्होंने विभिन्न कठोर वातावरणों से बचने के लिए कई अलग-अलग तंत्र विकसित किए हैं जिनमें अत्यधिक तापमान, लवणता, दबाव, वातन और विकिरण के विभिन्न स्तर, उत्परिवर्तन के प्रभावों पर काबू पाना और संक्रमण का मुकाबला करना, अन्य जीवों द्वारा दूषित और अतिवृद्धि शामिल हैं। विभिन्न वातावरणों में जीवित रहने के लिए अनुकूलन भौतिक या रासायनिक अनुकूलन द्वारा किया जा सकता है। ऐसा माना जाता है कि जिन जीवों में कोई स्पष्ट शारीरिक सुरक्षा नहीं है, जैसे कि अविकसित जीवों ने अपनी रक्षा के लिए रासायनिक सुरक्षा विकसित की है। यह भी माना जाता है कि समुद्री जल के मंदन प्रभाव के कारण यौगिकों को बेहद शक्तिशाली होना होगा। इसे फेरोमोन के अनुरूप बताया गया है, लेकिन इसका उद्देश्य आकर्षित करने के बजाय पीछे हटना है। साथ ही, शिकारियों ने शिकार को पंगु बनाने या मारने के लिए रासायनिक हथियार विकसित किए हैं। कोनस मैगस एक शंकु घोंघे का एक उदाहरण है जिसमें एक विषाक्त हार्पून जैसा प्रक्षेप्य होता है जिसका उपयोग यह छोटी मछली की तरह शिकार को लकवाग्रस्त करने के लिए करता है। ऐसा माना जाता है कि वाइपरफिश जैसे कुछ जीव अपनी फोटोफोर का उपयोग करके छोटी मछलियों या शिकार को आकर्षित करते हैं। जैव सक्रिय यौगिकों के लिए कई अलग-अलग समुद्री जीवों की खोज की गई है। कुछ कशेरुकी जानवरों में मछली, शार्क और सांप शामिल हैं। अकशेरुकी जीवों के कुछ उदाहरण स्पंज, कोएलेंटेरेट्स, ट्यूनिकेट्स, इचिनोडर्म्स, कोरल, शैवाल, मोलस्क और ब्रायोज़ोआन हैं। कुछ सूक्ष्मजीवों में बैक्टीरिया, कवक और साइनोबैक्टीरिया शामिल हैं। सच्चे उत्पादक इस बात पर बहस चल रही है कि कुछ यौगिकों के वास्तविक उत्पादक कौन से जीव हैं। स्पंज के बायोमास का लगभग 40 प्रतिशत सूक्ष्मजीवों से हो सकता है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि कुछ यौगिक वास्तव में मेजबान के बजाय सहजीवी सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित किए जा सकते हैं। समुद्री वातावरण में जैविक विविधता को स्थलीय वातावरण की तुलना में समुद्री वातावरण को जैविक रूप से अधिक विविध माना जाता है। 33 मान्यता प्राप्त वर्ग के महासागरों में बत्तीस अलग-अलग पशु वर्ग का प्रतिनिधित्व किया जाता है। पंद्रह अलग-अलग वर्ग केवल समुद्री वातावरण में दर्शाए जाते हैं, जबकि केवल 1 विशेष रूप से स्थलीय होता है। समुद्री फ़ायला में कार्यात्मक रूप से अद्वितीय जीव भी होते हैं जैसे कि फ़िल्टर फीडर और सेसिल जीव जिनका कोई स्थलीय समकक्ष नहीं होता है। इसके अलावा, समुद्री ऑटोट्रोफ अपने स्थलीय समकक्षों की तुलना में अधिक विविध हैं। ऐसा माना जाता है कि समुद्री ऑटोट्रोफ कम से कम 8 प्राचीन क्लैड्स से उत्पन्न होते हैं जबकि स्थलीय जीव मुख्य रूप से एक क्लैड, एम्ब्रोफाइटा से उत्पन्न होते हैं। समुद्री वातावरण में दुनिया की 80 प्रतिशत से अधिक पादप और पशु प्रजातियाँ हो सकती हैं। प्रवाल भित्तियों की विविधता असाधारण हो सकती है जिसमें प्रजातियों की विविधता 1000 प्रजातियों प्रति वर्ग मीटर तक पहुंच जाती है। सबसे बड़ी समुद्री उष्णकटिबंधीय जैव विविधता हिंद-प्रशांत महासागर में होने की सूचना है। नमूना संग्रह तकनीकी आवश्यकताएँ समुद्री नमूनों का संग्रह बहुत सरल और सस्ते से लेकर बहुत जटिल महंगे तक हो सकते हैं। निकट या तटों के नमूने समुद्र तट कंबिंग, वाडिंग या स्नॉर्कलिंग के माध्यम से आसानी से सुलभ हैं। गहरे पानी से नमूना संग्रह ड्रेजिंग के माध्यम से पूरा किया जा सकता है, हालांकि, यह एक बहुत ही आक्रामक तकनीक है जो स्थानीय आवास को नष्ट कर देती है, एक ही स्थान से बार-बार नमूने लेने की अनुमति नहीं देती है और नमूने की अखंडता से समझौता करती है। कोरर्स का उपयोग गहरे स्थानों से तलछट के नमूने के संग्रह के लिए जल्दी, आसानी से और सस्ते में किया जा सकता है। स्कूबा डाइविंग 1940 के दशक में शुरू की गई थी, लेकिन 1970 के दशक में लोकप्रिय होने तक इसका व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया था। स्कूबा डाइविंग उस अवधि में सीमित है जब गोताखोर सतह से संचालित होने पर पानी के नीचे बिता सकते हैं। यदि लंबे समय तक गोताखोरी की आवश्यकता होती, तो पानी के नीचे की प्रयोगशाला का उपयोग किया जा सकता था। कुंभ राशि समुद्री विज्ञान को समर्पित एकमात्र पानी के नीचे की प्रयोगशाला है। गहराई से नमूना संग्रह के लिए जिसे स्कूबा डाइविंग द्वारा प्राप्त नहीं किया जा सकता है, पनडुब्बी का उपयोग किया जा सकता है। पनडुब्बी द्वारा नमूना संग्रह एक पनडुब्बी, सहायक जहाज, तकनीशियनों और सहायक कर्मचारियों के लिए प्रति दिन $10,000 से $45,000 के बीच लागत के साथ बेहद महंगा हो सकता है। रासायनिक यौगिक पृथक्करण जीवों से जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों के पृथक्करण के लिए, कई अलग-अलग चरणों को पूरा करने की आवश्यकता है। जैविक रूप से सक्रिय यौगिक प्राप्त करने के लिए आवश्यक विभिन्न चरण हैंः निष्कर्षण, क्रोमैटोग्राफिक शुद्धिकरण, प्रतिरूपण, संरचना स्पष्टीकरण और जैव विश्लेषण परीक्षण। चरणों को उस विशेष क्रम का पालन नहीं करना पड़ता है और कई चरणों को एक साथ पूरा किया जा सकता है। पहले चरण में, नमूने को ट्रिचुरेटेड किया जा सकता है और एक उपयुक्त विलायक या मैकरेटेड के साथ निकाला जा सकता है। उपयोग किए जाने वाले कुछ सॉल्वैंट्स मेथनॉल हैंः क्लोरोफॉर्म, इथेनॉल, एसीटोनिट्राइल या अन्य। इसका उद्देश्य उन कार्बनिक यौगिकों को हटाना है जिनमें मध्यम ध्रुवीयता होती है जिन्हें अधिक "दवा जैसा" माना जाता है। आदर्श रूप से, लवण, पेप्टाइड, शर्करा जैसे ध्रुवीय यौगिकों के साथ-साथ लिपिड जैसे बहुत गैर-ध्रुवीय यौगिकों को क्रोमैटोग्राफी को सरल बनाने के लिए पीछे छोड़ दिया जाता है क्योंकि उन्हें आम तौर पर "दवा जैसा" नहीं माना जाता है। किसी भी अतिरिक्त पानी को हटाने के लिए लाइओफिलाइजेशन द्वारा निष्कर्षण से पहले नमूने को सुखाया जा सकता है और इसलिए निकाले गए अत्यधिक ध्रुवीय यौगिकों की मात्रा को सीमित किया जा सकता है। अगला कदम अलग-अलग प्रयोगशालाओं की कार्यप्रणाली पर निर्भर करता है। जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों को खोजने के लिए जैव विश्लेषण-निर्देशित अंशन एक सामान्य विधि है। इसमें एक परख या कई परखों में क्रोमैटोग्राफी से कच्चे अर्क या प्रारंभिक अंशों का परीक्षण करना शामिल है, यह निर्धारित करना कि विशिष्ट परखों में कौन से अंश या कच्चे अर्क गतिविधि दिखाते हैं, और सक्रिय अंश या अर्क को और विभाजित करना शामिल है। यह चरण दोहराया जाता है जहां नए अंशों का परीक्षण किया जाता है और सक्रिय अंशों को आगे विभाजित किया जाता है। यह तब तक जारी रहता है जब तक कि अंश में केवल एक यौगिक न हो। किसी यौगिक को "फिर से खोजने" से रोकने के लिए सक्रिय यौगिक की सूचना पहले दी गई है या नहीं, यह निर्धारित करने के लिए यथासंभव जल्द से जल्द प्रतिरूपण किया जाता है। यह तरल क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एल. सी.-एम. एस.) डेटा या जैविक परख-निर्देशित प्रक्रिया में प्राप्त परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एन. एम. आर.) डेटा का उपयोग करके किया जा सकता है और जानकारी की तुलना पहले रिपोर्ट किए गए यौगिकों के डेटाबेस में पाई गई जानकारी से की जा सकती है। संरचना की व्याख्या यौगिक से प्राप्त एन. एम. आर. डेटा और उच्च रिज़ॉल्यूशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एच. आर.-एम. एस.) डेटा का उपयोग करके की जाती है। टेंडम मास स्पेक्ट्रोमेट्री भी उपयोगी हो सकती है, विशेष रूप से ग्लाइकोलिपिड्स, प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड्स या पेप्टाइड्स जैसे बड़े अणुओं के लिए। प्रकाशन उद्देश्यों के लिए पूर्ण लक्षण वर्णन के लिए अवरक्त (आई. आर.), पराबैंगनी-दृश्यमान (यू. वी.-विज़), विशिष्ट घूर्णन और पिघलने बिंदु डेटा की आवश्यकता हो सकती है। एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी के माध्यम से एक क्रिस्टल संरचना प्राप्त करना संरचना की व्याख्या को बहुत तेज और सरल बना सकता है, हालांकि, क्रिस्टल प्राप्त करना काफी कठिन हो सकता है। परीक्षण के लिए कई अलग-अलग जैव आकलन उपलब्ध हैं। एंटीकैंसर, एंटीमाइक्रोबियल, एंटीवायरल, एंटी-इंफ्लेमेटरी, एंटीपारासिटिक, एंटीकोलेस्टेरोलेमिक और कई अन्य अलग-अलग परख हैं। एम. टी. टी. परख और साइटोसोलिक लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज (एल. डी. एच.) रिलीज के लिए सामान्य साइटोटॉक्सिसिटी या कोशिका व्यवहार्यता परख हैं। आपूर्ति मुद्दा एक आम समस्या जो दवा के विकास को बाधित करती है, वह है यौगिक की स्थायी आपूर्ति प्राप्त करना। अकशेरुकी जीवों से अलग किए गए यौगिकों को नैदानिक परीक्षणों के लिए पर्याप्त मात्रा में प्राप्त करना मुश्किल हो सकता है। संश्लेषण ब्याज के यौगिक का एक वैकल्पिक स्रोत है यदि यौगिक सरल है अन्यथा, यह आम तौर पर एक व्यवहार्य विकल्प नहीं है। एक्वा कल्चर एक अन्य विकल्प है यदि जीव को आसानी से उगाया जाता है अन्यथा, यह एक यौगिक का अच्छा स्थायी स्रोत नहीं हो सकता है। इसके अलावा, यौगिक की कम मात्रा आमतौर पर जीवों से पाई जाती है जो इस विकल्प को और भी महंगा बनाती है। उदाहरण के लिए, ई. टी.-743 (आई. एन. एन. नाम ट्रैबेक्टेडिन, ब्रांड नाम योंडेलिस) को 2 ग्राम प्रति टन की उपज के साथ ट्यूनिकेट एक्टेनासिडिया टर्बिनटा से अलग किया जा सकता है। हजारों लोगों के इलाज के लिए आवश्यक ई. टी.-743 के किलोग्राम का उत्पादन करने के लिए हजारों टन ट्यूनिकेट उगाने और निकालने की आवश्यकता होगी। सूक्ष्मजीवों से रुचि के यौगिकों के उत्पादन में कुछ सफलता मिली है। सूक्ष्मजीवों का उपयोग रुचि के यौगिकों के उत्पादन के लिए एक स्थायी स्रोत के रूप में किया जा सकता है। इनका उपयोग मध्यवर्ती के उत्पादन के लिए भी किया जा सकता है ताकि अंतिम यौगिक का उत्पादन करने के लिए अर्धसंश्लेषण का उपयोग किया जा सके। ई. टी.-743 के लिए यह स्यूडोमोनास फ्लोरोसेंस से मध्यवर्ती सैफ्रासिन बी के उत्पादन और बाद में ई. टी.-743 में अर्धसंश्लेषण के साथ हासिल किया गया है। यह वर्तमान में योंडेलिस के उत्पादन के लिए औद्योगिक उत्पादन विधि है। नैदानिक स्तर में समुद्री स्रोतों से यौगिक α प्राकृतिक उत्पादों या प्राकृतिक उत्पाद व्युत्पन्न या अनुरूपों को शामिल करता है; जुलाई 2011 तक सक्रिय परीक्षणों की संख्या/कुल परीक्षणों की संख्या http://www.clinicaltrials.gov से भी देखें स्पंज संदर्भों को अलग करता है बाहरी लिंक मेडिसिन फ्रॉम द सी एट क्लस्टर ऑफ एक्सीलेंस "फ्यूचर ओशन" मेयर द्वारा, मिडवेस्टर्न यूनिवर्सिटी में ए. एम. एस., कॉलेज ऑफ ग्रेजुएट स्टडीज, फार्माकोलॉजी विभाग समुद्री जीव विज्ञान फार्माकोग्नोसी