Nieuwe groene UPLC-methode met levenscyclusanalyse voor de bepaling van favipiravir- en molnupiravir-geneesmiddelen en milieuwatermonsters

Waarom de pillen die we innemen in ons water terechtkomen

Antivirale middelen zoals favipiravir en molnupiravir hielpen artsen bij de behandeling van COVID-19, maar nadat ze in het lichaam hun werk hebben gedaan, verdwijnen deze geneesmiddelen niet zomaar. Ze kunnen via mensen en fabrieken in rivieren, drinkwater en afvalwater terechtkomen. Deze studie beschrijft hoe onderzoekers een snelle, gevoelige en milieuvriendelijkere manier ontwikkelden om deze twee geneesmiddelen in medicatie en in echte watermonsters te volgen, terwijl ze ook zorgvuldig de ecologische voetafdruk van de methode zelf in kaart brachten.

Geneesmiddelen die langer blijven dan de behandeling

Favipiravir en molnupiravir werken door te verstoren hoe virussen hun genetisch materiaal kopiëren, en ze worden vaak samen toegediend om COVID-19 en andere virusinfecties te behandelen. Omdat ze niet volledig in het lichaam worden afgebroken, kunnen sporen van deze middelen via toiletten en fabrieksafvoeren in het bredere watersysteem terechtkomen. Zelfs in lage concentraties kunnen dergelijke residuen het aquatische leven schaden, terug in drinkwater belanden of de evolutie van resistentie bij virussen bevorderen. Toch kunnen weinig analysemethoden beide geneesmiddelen tegelijk meten in complexe watermonsters, en nog minder zijn ontworpen met het milieu in gedachten.

Een snellere test met een lichtere voetafdruk

De onderzoekers ontwikkelden een laboratoriumwerkwijze die vaste-fase-extractie—een manier om doelmoleculen uit vervuild water te halen—koppelt aan ultra-performance vloeistofchromatografie, een snelle scheidingstechniek. Ze stelden het proces zo af dat beide geneesmiddelen scherpe, afzonderlijke signalen geven in minder dan vijf minuten, terwijl ze geringe hoeveelheden oplosmiddel en energie gebruikten. Waterrijke mengsels, hoofdzakelijk gebaseerd op fosfaatbuffer en bescheiden delen methanol, vervingen gevaarlijkere oplosmiddelen zoals acetonitril. Het resultaat is een compacte test die favipiravir en molnupiravir in zeer lage concentraties kan detecteren, met uitstekende nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid in zowel farmaceutische producten als in opgespoorde monsters van kraanwater, rivierwater en farmaceutisch afvalwater.

De labmethode zelf duurzamer maken

In plaats van aan te nemen dat een methode met weinig oplosmiddel automatisch “groen” is, plaatste het team de volledige werkwijze onder een milieulens. Ze optimaliseerden de extractiestap om kleinere oplosmiddelvolumes te gebruiken, onderzochten groenere oplosmiddelen zoals ethanol en water, evalueerden hergebruik van cartridges en flesjes, en verkortten looptijden om het energieverbruik te verminderen. Vervolgens beoordeelden ze de methode met verschillende groene-chemietools die factoren beoordelen zoals chemische gevaren, afvalproductie, bruikbaarheid en innovatie. Deze beoordelingen gaven hoge scores: sterke “groenheid”-waarderingen, zeer goede algehele “witheid” (een balans tussen prestaties en duurzaamheid), en bevestiging dat de belangrijkste zwaktes liggen in het resterende gebruik van oplosmiddelen en afval.

De methode volgen van wieg tot graf

Om verder te gaan dan checklists voerden de wetenschappers een volledige levenscyclusanalyse uit, waarbij ze milieueffecten volgden van de productie van oplosmiddelen en verbruiksmaterialen, tot het elektriciteitsverbruik van instrumenten en de verwijdering van gebruikte cartridges en chemisch afval. Met gevestigde milieu-indicatoren vonden ze dat de nieuwe methode het energieverbruik, het volume gevaarlijk afval en de upstream-impacts van oplosmiddelen aanzienlijk vermindert vergeleken met een meer traditionele acetonitrilgebaseerde HPLC-opstelling. De grootste resterende bijdragers aan impact waren menselijke toxiciteit en smogvormende emissies gerelateerd aan methanol en ethylacetaat in de extractiestap, wat de weg wijst naar toekomstige verbeteringen door groenere extractie en het recyclen van oplosmiddelen.

Wat dit betekent voor water en de volksgezondheid

Toen het team echte watermonsters testte uit kranen, de Nijl en een bron van farmaceutisch afvalwater, lagen de niveaus van favipiravir en molnupiravir onder de detectielimieten, wat op die locaties geen directe zorg suggereert. De methode bleek echter zeer betrouwbaar toen dezelfde wateren werden opgeladen met bekende hoeveelheden van de geneesmiddelen, wat aantoont dat ze klaar is voor routinematige monitoring nabij fabrieken of lozingspunten waar verontreiniging waarschijnlijker is. Simpel gezegd levert de studie een gevoelige “vroegwaarschuwings”-test voor antivirale residuen en laat ze zien hoe die test zelf veel vriendelijker voor het milieu kan zijn. Het biedt een praktisch sjabloon voor laboratoria en toezichthouders die op opkomende geneesmiddelverontreiniging willen letten zonder onnodig bij te dragen aan de chemische en energiebelasting van de planeet.

Bronvermelding: 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

Trefwoorden: antivirale residuen, watermonitoring, groene analytische chemie, UPLC vaste-fase-extractie, levenscyclusanalyse