שיטת UPLC חדשה וירוקה עם הערכת מחזור חיים לזיהוי התרופות פאביפירביר ומולנופירוויר ודגימות מים סביבתיות

מדוע הכדורים שאנו נוטלים מסתיימים במים שלנו

תרופות אנטי-ויראליות כמו פאביפירביר ומולנופירוויר סייעו לרופאים להילחם בקורונה, אך אחרי שהן עושות את עבודתן בגוף, הן אינן פשוט נעלמות. הן עלולות לעבור מבני אדם ומהמפעלים לנהרות, למים הנדל\'יים ולשפכים. מחקר זה מסביר כיצד מדענים פיתחו שיטה מהירה, רגישה ויותר ידידותית לסביבה למעקב אחר שתי התרופות הן במוצרים תרופתיים והן בדגימות מים אמיתיות, ובמקביל מדדו בקפידה גם את טביעת הרגל הסביבתית של השיטה עצמה.

תרופות שנשארות מעבר לטיפול

פאביפירביר ומולנופירוויר פועלות על ידי שיבוש אופן שכפול החומר הגנטי של הוירוסים, ולעתים ניתנות יחד לטיפול בקורונה ומחלות ויראליות אחרות. מכיוון שהן אינן מתפרקות לגמרי בגוף, שאריות של תרופות אלה עלולות לעבור מהאסלות ומהנחירים התעשייתיים אל מערכות המים הרחבות. גם בריכוזים נמוכים עשויות שאריות אלה להזיק לחיי המים, לחזור למי שתייה או לעודד התפתחות עמידות אצל וירוסים. יחד עם זאת, יש מעט שיטות אנליטיות המסוגלות למדוד את שתי התרופות בו־זמנית בדגימות מים מורכבות, ונדירות השיטות שמתוכננות תוך התחשבות בסביבה.

בדיקה מהירה יותר עם טביעת רגל סביבתית קטנה יותר

החוקרים פיתחו תהליך מעבדתי שמשלב חילוץ בשלב מוצק—שיטה להוצאת מולקולות מטרה ממי מלוכלכים—עם כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצוע גבוה (UPLC), טכניקת הפרדה מהירה. כיוונו את התהליך כך ששתי התרופות ייצרו אותות חדים ונפרדים בפחות מחמש דקות תוך שימוש בכמויות קטנות של ממס ואנרגיה. תערובות עתירות מים המבוססות בעיקר על בופר פוספט וחלקים צנועים של מתנול החליפו ממסים מסוכנים יותר כגון אצטוניטריל. התוצאה היא בדיקה קומפקטית שיכולה לזהות פאביפירביר ומולנופירוויר בריכוזים נמוכים מאוד, עם דיוק וחזריות מצוינים הן במוצרים פרמצבטיים והן בדגימות מי ברז, מי נהר ושפכים פרמצבטיים שטופלו בסימון.

לעשות את שיטת המבחנה עצמה ברת-קיימא יותר

במקום להניח ששיטה הצורכת מעט ממס היא בהכרח "ירוקה", הצוות הניח את כל תהליך העבודה תחת מיקרוסקופ סביבתי. אופטימיזציה של שלב החילוץ הקטינה את נפחי הממס, בדקו ממסים ירוקים יותר כמו אתנול ומים, העריכו שימוש חוזר בקרטריגים ובמכלים, וקיצרו זמני ריצה כדי לחתוך בצריכת חשמל. לאחר מכן דירגו את השיטה באמצעות מספר כלי הערכה ל"כימיה ירוקה" שמדרגים גורמים כגון סיכון כימי, ייצור פסולת, מעשיות וחדשנות. הערכות אלה קיבלו ציונים גבוהים: ציוני "ירוקיות" חזקים, "לסבירות" (whiteness) כללית טובה מאוד (איזון בין ביצועים וקיימות), ואיששו שהחוליים העיקריים נותרו בשימוש הממיסים והפסולת שנוצרים.

מעקב אחרי השיטה מקן לקבר

כדי לעבור מעבר לרשימות בדיקה, המדענים ערכו הערכת מחזור חיים מלאה, שעוקבת אחרי השפעות סביבתיות מהפקת הממיסים והצרכים הנצרכים, דרך צריכת חשמל של המכשור, ועד לפינוי הקרטריגים המשומשים והפסולת הכימית. באמצעות מדדי סביבה מבוססים, הם מצאו שהשיטה החדשה מקטינה משמעותית את צורכי האנרגיה, נפח הפסולת המסוכנת והשפעות הממיסים במעגל עליון בהשוואה להגדרה HPLC מסורתית מבוססת אצטוניטריל. התורמים הגדולים ביותר שנותרו להשפעה היו רעילות לבני אדם ועליית פליטות יוצרות ערפיח הקשורות למתנול ואצטט אתיל בשלב החילוץ, מה שמצביע על כיוונים לשיפורים עתידיים דרך חילוץ ירוק יותר ומחזור ממסים.

מה המשמעות עבור המים והבריאות הציבורית

כאשר הצוות בדק דגימות מים אמיתיות מתוך ברזים, נהר הנילוס ומקור שפכים פרמצבטיים, רמות פאביפירביר ומולנופירוויר היו מתחת לספי הזיהוי, מה שמרמז שאין חשש מיידי באותם מקומות. עם זאת, השיטה הראתה אמינות גבוהה כאשר אותם המים הוזרקו בכמויות ידועות של התרופות, מה שמצביע על כך שהיא מוכנה לניטור שגרתי בקרבת מפעלים או נקודות שפיכה שבהן זיהום סביר יותר. בפשטות, המחקר מספק מבחן רגיש של "אזהרה מוקדמת" לשאריות אנטי-ויראליות, ובו־זמנית מראה כיצד להפוך את המבחן עצמו לנדיב הרבה יותר כלפי הסביבה. הוא מציע תבנית מעשית למעבדות ולרגולטורים שרוצים לעקוב אחרי זיהומי תרופות מתעוררות מבלי להוסיף מיותר על העומס הכימי והאנרגטי של הפלנטה.

ציטוט: Kelani, K.M., Elsherbiny, M.S., Eid, S.M. et al. Novel green UPLC method with life cycle assessment for determination of favipiravir and molnupiravir drugs and environmental water samples. Sci Rep 16, 11110 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41131-z

מילות מפתח: שאריות אנטי-ויראליות, ניטור מים, כימיה אנליטית ירוקה, UPLC וחילוץ בשלב מוצק, הערכת מחזור חיים