Umweltfreundliche Methode der synchronen Fluoreszenz zweiter Ableitung zur Bestimmung von Empagliflozin und Sitagliptin in Tabletten und Plasmaproben

Warum das für Menschen mit Diabetes wichtig ist

Viele Menschen mit Typ‑2‑Diabetes nehmen zwei moderne Medikamente gemeinsam ein, um den Blutzucker sicherer zu kontrollieren. Ärztinnen, Ärzte und Apotheker brauchen verlässliche Methoden, um zu prüfen, dass diese Wirkstoffe in Tabletten und im Blut in den richtigen Mengen vorliegen. In dieser Studie wird ein Labortest vorgestellt, der beide Medikamente gleichzeitig mit sehr kleinen Probenmengen messen kann und dabei Energieverbrauch, Abfall und schädliche Chemikalien minimiert.

Zwei Partnerwirkstoffe, die als Team wirken

Die Arbeit konzentriert sich auf Empagliflozin und Sitagliptin, zwei Wirkstoffe, die oft zusammen verschrieben werden. Empagliflozin hilft den Nieren, überschüssigen Zucker mit dem Urin auszuscheiden, während Sitagliptin die Insulinausschüttung der Bauchspeicheldrüse fördert und die Zuckerfreisetzung aus der Leber reduziert. Weil sie unterschiedlich wirken, kann ihre Kombination die Blutzuckerkontrolle verbessern und zugleich das Risiko gefährlicher Unterzuckerungen gering halten. Damit die Behandlung sicher überwacht werden kann, müssen Labore beide Wirkstoffe zuverlässig in Tabletten und Blutproben messen können.

Die Herausforderung, zwei Wirkstoffe gleichzeitig zu erkennen

Beide Medikamente zeigen bei Bestrahlung mit bestimmten Lichtfarben eine schwache Eigenfluoreszenz. Grundsätzlich lässt sich dieses Leuchten nutzen, um die Menge des Wirkstoffs zu bestimmen. Praktisch überlappen die Fluoreszenzmuster jedoch so stark, dass herkömmliche Fluoreszenzmethoden sie in Gemischen kaum auseinanderhalten können. Hochleistungsverfahren wie moderne Flüssigchromatographie können trennen und messen, sind aber langsamer, teurer und erfordern größere Mengen organischer Lösungsmittel, die chemischen Abfall erzeugen.

Eine schärfere, sauberere Art, ihr Leuchten zu lesen

Die Forschenden lösten das Problem durch die Kombination zweier Verfeinerungen der Fluoreszenzmessung. Erstens verwendeten sie einen synchronen Scan, bei dem Anregungs‑ und Emissionswellenlänge koordiniert verschoben werden. Zweitens wandten sie die zweite Ableitung des Signals an, die mathematisch die Spitzen schärft und Überlappungen verringert. Durch Feinabstimmung zentraler Bedingungen wie des Abstands zwischen den gescannten Wellenlängen, des Lösungssäuregrades und der Wahl des Lösungsmittels fanden sie Einstellungen, bei denen Empagliflozin und Sitagliptin bei unterschiedlichen Lichtfarben klar getrennte Signale liefern, ohne sich gegenseitig zu überlagern.

Nachweis der Genauigkeit in Tabletten und Blut

Sobald die Testbedingungen festgelegt waren, prüfte das Team sorgfältig die Leistungsfähigkeit der Methode. Sie zeigten, dass das Signal linear mit der Wirkstoffkonzentration innerhalb der in realen Proben erwarteten Bereiche anstieg und dass die geringsten zuverlässig nachweisbaren Mengen deutlich unter den typischen Patientenspiegeln lagen. Die Methode ergab nahezu vollständige Wiederfindungsraten bei Laboransätzen, zerkleinerten Handels­tabletten und mit definierten Wirkstoffmengen versetzten Humanplasma­proben. Kleine Änderungen von Parametern wie Lösungssäuregrad oder Scanabstand beeinflussten die Ergebnisse kaum, was bestätigt, dass das Verfahren stabil und für die routinemäßige Qualitätskontrolle geeignet ist.

Prüfung des ökologischen Fußabdrucks

Neben der Leistung untersuchten die Autorinnen und Autoren systematisch, wie schonend die Methode für die Umwelt ist. Sie wandten mehrere etablierte Bewertungs­systeme der „grünen Chemie“ an, die Lösungsmittelverbrauch, Gefahrenpotenzial, Energiebedarf und praktische Handhabbarkeit betrachten. Über diese Werkzeuge hinweg erzielte der neue Test bessere Bewertungen als typische chromatographische Methoden und eine zuvor berichtete UV‑Methode. Er verwendet moderate Mengen Methanol, vermeidet komplexe Extraktionsschritte, arbeitet schnell und benötigt nur standardmäßige Laborausstattung – Faktoren, die zusammen chemischen Abfall, CO2‑Emissionen und Betriebsaufwand reduzieren.

Was das für die Alltagspflege bedeutet

Vereinfacht gesagt stellt die Studie eine schnelle und empfindliche Methode vor, um zwei gängige Diabetesmedikamente sowohl in Tabletten als auch im Blut mit einem vergleichsweise umweltfreundlichen Laboraufbau zu prüfen. Indem sie das Lesen ihrer schwachen Fluoreszenz schärft, kann die Methode die Wirkstoffe trennen und getrennt messen, ohne zusätzliche Trennschritte, und dabei Kosten und Abfall gering halten. Solche Ansätze können Herstellern und klinischen Laboren helfen, Therapien effizienter und mit geringerem Umweltaufwand zu überwachen – zum Nutzen der Patientensicherheit und einer nachhaltigeren pharmazeutischen Analytik.

Zitation: Mohamad, A.A.A., Almrasy, A.A., Abdelazim, A.H. et al. Eco-friendly second-derivative synchronous fluorescence method for the determination of empagliflozin and sitagliptin in tablets and plasma samples. Sci Rep 16, 15708 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-53178-z

Schlüsselwörter: empagliflozin, sitagliptin, Fluoreszenzanalyse, grüne analytische Chemie, Diabetika