Smartphone-basierte kolorimetrische Methode zur Bestimmung von Memantin über eine Schiff-Basen-Reaktion mit Ascorbinsäure

Ein Telefon als Laborwerkzeug

Viele Menschen tragen eine leistungsfähige Kamera in der Tasche, ohne zu wissen, dass sie zugleich als kleines Wissenschaftslabor dienen kann. Diese Studie zeigt, wie ein alltägliches Smartphone helfen kann, die Qualität eines in der Alzheimer‑Behandlung eingesetzten Medikaments zu prüfen und damit eine günstigere sowie umweltfreundlichere Alternative zu konventionellen Laborgeräten bietet.

Warum dieses Alzheimer‑Medikament einen neuen Test braucht

Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht Memantin, ein Wirkstoff, der zur Behandlung von Symptomen der Alzheimer‑Krankheit verordnet wird. Im Gegensatz zu manchen Verbindungen absorbiert Memantin im sichtbaren Bereich nicht auf eine leicht messbare Weise, weshalb klassische Labormethoden das Molekül zunächst chemisch umwandeln müssen. Bestehende Techniken beruhen oft auf teuren Instrumenten, zusätzlichen Chemikalien und höherem Energieaufwand. Die Autoren suchten nach einer einfacheren, grüneren Methode, um den Gehalt an Memantin in Tablettenformulierungen zu bestimmen, ohne dabei die Zuverlässigkeit klassischer Laborverfahren zu verlieren.

Aus einem farblosen Wirkstoff ein Farbsignal machen

Um Memantin sichtbar zu machen, nutzten die Forschenden ein gebräuchliches Vitamin: Ascorbinsäure, besser bekannt als Vitamin C. Reagiert Memantin mit Ascorbinsäure unter erwärmten Bedingungen, entsteht ein rosa Produkt. Diese gefärbte Form weist zwei starke Absorptionsmaxima im Licht auf, die mit einem konventionellen Laborspektrophotometer messbar sind. Das Team optimierte sorgfältig die Reaktionsbedingungen, passte die Menge an Ascorbinsäure, die Erhitzungstemperatur und die Reaktionszeit an, bis sie Einstellungen gefunden hatten, die starke, stabile Farbe und zuverlässige Messungen über einen weiten Konzentrationsbereich lieferten.

Das Smartphone die Farbe lesen lassen

Anstatt bei der Spektrophotometrie zu stoppen, gingen die Forscher einen Schritt weiter und prüften, ob eine Smartphone‑Kamera die Rolle des Detektors übernehmen kann. Sie stellten eine Reihe von Reagenzgläsern mit unterschiedlichen Mengen der rosa gefärbten Memantinlösung vor einen weißen Hintergrund unter standardisierter Beleuchtung und fotografierten diese mit verschiedenen Smartphone‑Kameras. Eine höher auflösende Kamera ergab konsistentere Ergebnisse, weshalb sie sich auf ein 50‑Megapixel‑Gerät und einen festen Aufnahmeabstand festlegten. Die Bilder wurden anschließend mit ImageJ analysiert, einem freien Bildverarbeitungsprogramm, das die Rot‑, Grün‑ und Blau‑Farbbwerte der Pixel innerhalb jedes Reagenzglases ausliest. Diese Werte wurden in eine verwandte Farbskala umgerechnet, um die wahrgenommene Intensität des Rosa besser abzubilden.

Laborleistung erreichen und dabei grün bleiben

Die Smartphone‑Methode erwies sich als bemerkenswert genau und präzise. Bei Memantin‑Konzentrationen, wie sie typischerweise in Tabletten vorkommen, stiegen die Farbwerte linear mit zunehmender Wirkstoffmenge an — ähnlich wie die Messwerte des Spektrophotometers. Beide Methoden lieferten vergleichbare Wiederfindungsraten bekannter Wirkstoffmengen mit geringen Schwankungen zwischen den Messreihen. Obwohl das traditionelle Spektrophotometer etwas niedrigere Nachweisgrenzen erreichte, erzielte die telefonbasierte Methode dennoch Nachweisgrenzen, die für die routinemäßige Qualitätskontrolle geeignet sind. Das Team überprüfte zudem, dass übliche Tabletten‑Hilfsstoffe die Messung nicht störten, und bestätigte damit, dass beide Ansätze reale Arzneiprodukte ohne Interferenzen analysieren können.

Den ökologischen Fußabdruck prüfen

Neben der Genauigkeit untersuchte die Studie, wie umweltfreundlich und praktikabel die einzelnen Methoden sind, mithilfe eines neu vorgeschlagenen Bewertungssystems, das Energieverbrauch, chemische Gefährdung und Abfall neben der Leistungsfähigkeit gewichtet. Beide Ansätze erhielten die Einstufung als grüne Methoden, doch die Smartphone‑Technik lag vorn. Ihr Hauptvorteil resultierte aus der Instrumentenseite: eine tragbare, energiesparende Handykamera ersetzt ein größeres Tischgerät. Eine zusätzliche „Ecoscale“-Analyse, die Strafpunkte für gefährliche Lösungsmittel, Abfall und Stromverbrauch vergibt, unterstützte ebenfalls die Smartphone‑Methode als ausgezeichnete grüne Option.

Was das für alltägliche Prüfungen bedeutet

Einfach gesagt zeigten die Autoren, dass es möglich ist, die Wirkstärke eines Alzheimer‑Medikaments mit wenig mehr als einer vitaminbasierten Reaktion, einigen Reagenzgläsern, einem Smartphone und freier Software zu prüfen. Während ein traditionelles Spektrophotometer bei extrem niedrigen Konzentrationen etwas empfindlicher bleibt, ist die telefonbasierte Methode genau, reproduzierbar und umweltbewusst und eignet sich daher gut für die routinemäßige Prüfung von Memantin‑Tabletten in vielen Umgebungen, in denen fortgeschrittene Instrumente nicht verfügbar sind.

Zitation: Elagamy, S.H., Barseem, A. Smartphone based colorimetric method for determination of memantine via schiff’s base reaction with ascorbic acid. Sci Rep 16, 14739 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51216-4

Schlüsselwörter: Smartphone-Kolorimetrie, Memantin‑Tabletten, Vitamin‑C‑Reaktion, grüne analytische Chemie, pharmazeutische Prüfung