Nuovo metodo UPLC green con valutazione del ciclo di vita per la determinazione dei farmaci favipiravir e molnupiravir e campioni d'acqua ambientale

Perché le pillole che assumiamo finiscono nelle nostre acque

I farmaci antivirali come favipiravir e molnupiravir hanno aiutato i medici a combattere il COVID-19, ma dopo aver svolto il loro ruolo nell'organismo queste medicine non scompaiono semplicemente. Possono passare dalle persone e dagli impianti nei fiumi, nell'acqua potabile e nelle acque reflue. Questo studio spiega come gli scienziati hanno messo a punto un metodo rapido, sensibile e più rispettoso dell'ambiente per tracciare questi due farmaci nei medicinali e in campioni d'acqua reali, valutando al contempo con attenzione l'impronta ambientale del metodo stesso.

Farmaci che persistono oltre il trattamento

Favipiravir e molnupiravir agiscono interferendo con la replicazione del materiale genetico virale e vengono spesso somministrati per trattare il COVID-19 e altre infezioni virali. Poiché non vengono completamente degradati nell'organismo, tracce di questi farmaci possono transitare da servizi igienici e scarichi industriali nel sistema idrico più ampio. Anche a livelli bassi, tali residui possono danneggiare organismi acquatici, ritornare nell'acqua potabile o favorire l'evoluzione di resistenze virali. Tuttavia, poche tecniche analitiche sono in grado di misurare entrambi i farmaci contemporaneamente in matrici acquose complesse, e ancor meno sono progettate tenendo presente l'ambiente.

Un test più veloce con un'impronta più leggera

I ricercatori hanno sviluppato una procedura di laboratorio che abbina l'estrazione in fase solida — un metodo per isolare le molecole target dall'acqua inquinata — all'ultra-performance liquid chromatography, una tecnica di separazione ad alta velocità. Hanno ottimizzato il processo in modo che entrambi i farmaci formino segnali netti e separati in meno di cinque minuti, utilizzando piccole quantità di solvente ed energia. Miscele ricche d'acqua basate principalmente su tampone fosfato e porzioni moderate di metanolo hanno sostituito solventi più pericolosi come l'acetonitrile. Il risultato è un test compatto capace di rilevare favipiravir e molnupiravir a concentrazioni molto basse, con eccellente accuratezza e ripetibilità sia in prodotti farmaceutici sia in campioni d'acqua potabile, d'acquedotto, fluviale e reflui farmaceutici addizionati.

Rendere il metodo di laboratorio più sostenibile

Piuttosto che presumere che un metodo a basso consumo di solventi sia automaticamente “green”, il team ha sottoposto l'intero flusso operativo a un'analisi ambientale dettagliata. Hanno ottimizzato la fase di estrazione per usare volumi di solvente ridotti, esplorato solventi più verdi come etanolo e acqua, valutato il riutilizzo di cartucce e vial e ridotto i tempi di analisi per tagliare il consumo elettrico. Successivamente hanno valutato il metodo con diversi strumenti di green chemistry che classificano fattori quali pericolosità chimica, generazione di rifiuti, praticità e innovazione. Queste valutazioni hanno assegnato punteggi elevati: forte “verdezza”, ottima “bianchezza” complessiva (un equilibrio tra prestazioni e sostenibilità) e la conferma che i principali punti deboli residui sono l'uso di solventi e la produzione di rifiuti.

Seguire il metodo dalla culla alla tomba

Per andare oltre le liste di controllo, gli scienziati hanno condotto una completa valutazione del ciclo di vita, monitorando gli impatti ambientali dalla produzione di solventi e consumabili, al consumo elettrico degli strumenti, fino allo smaltimento di cartucce usate e rifiuti chimici. Utilizzando indicatori ambientali consolidati, hanno riscontrato che il nuovo metodo riduce sostanzialmente la domanda energetica, il volume di rifiuti pericolosi e gli impatti indiretti dei solventi rispetto a una configurazione HPLC tradizionale a base di acetonitrile. I maggiori contributori residui all'impatto sono risultati la tossicità per l'uomo e le emissioni precursoresmog legate al metanolo e all'acetato di etile impiegati nella fase di estrazione, indicando possibili miglioramenti futuri tramite estrazioni più verdi e riciclo dei solventi.

Cosa significa per le acque e la salute pubblica

Quando il team ha testato campioni d'acqua reali provenienti da rubinetti, dal Nilo e da una fonte di reflui farmaceutici, i livelli di favipiravir e molnupiravir erano al di sotto dei limiti di rivelazione, suggerendo nessuna preoccupazione immediata in quei siti. Tuttavia, il metodo si è dimostrato altamente affidabile quando le stesse acque sono state adulterate con quantità note di farmaci, mostrando che è pronto per il monitoraggio di routine vicino a impianti o punti di scarico dove la contaminazione è più probabile. In termini pratici, lo studio fornisce un test sensibile di “allerta precoce” per i residui antivirali e mostra come rendere quel test molto più gentile per l'ambiente. Offre un modello pratico per laboratori e autorità di controllo che vogliano sorvegliare gli inquinanti farmaceutici emergenti senza aggiungere inutilmente al carico chimico ed energetico del pianeta.

Citazione: 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

Parole chiave: residui antivirali, monitoraggio delle acque, chimica analitica verde, estrazione in fase solida UPLC, valutazione del ciclo di vita