Metoda kolorymetryczna oparta na smartfonie do oznaczania memantyny przez reakcję zasady Schiffa z kwasem askorbinowym

Przekształcenie telefonu w narzędzie laboratoryjne

Wielu z nas nosi w kieszeni potężny aparat fotograficzny, nie zdając sobie sprawy, że może on pełnić funkcję maleńkiego laboratorium. To badanie pokazuje, jak zwykły smartfon może pomóc sprawdzić jakość leku stosowanego w leczeniu choroby Alzheimera, oferując tańszą i bardziej przyjazną dla środowiska alternatywę dla tradycyjnych maszyn laboratoryjnych.

Dlaczego ten lek na Alzheimera potrzebuje nowego testu

Lek będący przedmiotem tego badania to memantyna, preparat przepisywany w celu łagodzenia objawów choroby Alzheimera. W przeciwieństwie do niektórych związków, memantyna nie absorbuje światła widzialnego w sposób łatwy do zmierzenia, więc standardowe metody laboratoryjne muszą najpierw chemicznie ją zmodyfikować przed oznaczeniem. Istniejące techniki często polegają na kosztownych przyrządach, dodatkowych odczynnikach i wyższym zużyciu energii. Autorzy poszukiwali prostszego, „zieleniejszego” sposobu określenia zawartości memantyny w tabletkach, zachowując wiarygodność klasycznych metod laboratoryjnych.

Uzyskanie sygnału barwnego z bezbarwnego leku

Aby uwidocznić memantynę, badacze wykorzystali powszechną witaminę: kwas askorbinowy, szerzej znany jako witamina C. Gdy memantyna reaguje z kwasem askorbinowym w podwyższonej temperaturze, powstaje różowy produkt. Ta zabarwiona forma ma dwa silne piki absorpcji światła, które można odczytać za pomocą konwencjonalnego spektrofotometru laboratoryjnego. Zespół starannie zoptymalizował warunki reakcji, dostosowując ilość kwasu askorbinowego, temperaturę ogrzewania i czas reakcji, aż do uzyskania silnego, stabilnego koloru i wiarygodnych pomiarów w szerokim zakresie stężeń leku.

Pozwolono smartfonowi odczytać kolor

Zamiast poprzestać na spektrofotometrze, badacze poszli dalej i sprawdzili, czy rolę detektora może pełnić aparat smartfona. Ustawili szereg probówek zawierających różne ilości różowego roztworu memantyny przed białym tłem, przy standaryzowanym oświetleniu, i wykonali zdjęcia różnymi aparatami w smartfonach. Aparaty o wyższej rozdzielczości dawały bardziej spójne wyniki, więc zdecydowali się na urządzenie 50-megapikselowe i stałą odległość fotografowania. Obrazy analizowano następnie przy pomocy ImageJ, darmowego programu do przetwarzania obrazów, który odczytuje wartości czerwonego, zielonego i niebieskiego piksela wewnątrz każdej probówki. Te wartości przekształcono do powiązanej skali kolorystycznej, aby lepiej odzwierciedlić intensywność różowego zabarwienia.

Porównywalna wydajność laboratoryjna przy zachowaniu „zieloności”

Metoda smartfonowa okazała się zaskakująco dokładna i precyzyjna. Dla stężeń memantyny typowych dla tabletek, wartości barwy rosły liniowo wraz ze wzrostem ilości leku, podobnie jak odczyty spektrofotometru. Obie metody dawały zbliżone odzyski znanych ilości substancji z niewielkimi wariacjami między kolejnymi oznaczeniami. Chociaż tradycyjny spektrofotometr był w stanie wykryć nieco niższe stężenia, metoda oparta na telefonie osiągnęła wystarczająco niskie granice detekcji do rutynowej kontroli jakości. Zespół sprawdził także, że powszechne dodatki do tabletek nie zakłócały pomiaru, potwierdzając, że obie metody mogą analizować rzeczywiste produkty farmaceutyczne bez interferencji.

Ocena śladu środowiskowego

Ponad dokładnością, badanie oceniło, jak przyjazne dla środowiska i praktyczne są obie metody, używając nowo zaproponowanego systemu punktacji, który uwzględnia zużycie energii, zagrożenia chemiczne i odpady obok wydajności. Obie metody zakwalifikowały się jako zielone, ale technika smartfonowa wysunęła się na prowadzenie. Główne zalety pochodziły od strony instrumentów: przenośny, niskoenergetyczny aparat telefonu zastępuje większe urządzenie stołowe. Dodatkowa analiza „ecoscale”, która przyznaje punkty karne za szkodliwe rozpuszczalniki, odpady i zużycie energii, również wskazała metodę smartfonową jako doskonałą zieloną opcję.

Co to oznacza dla codziennych badań

Mówiąc prosto, autorzy wykazali, że można sprawdzić zawartość leku przeciw chorobie Alzheimera, używając niewiele więcej niż reakcji opartej na witaminie, kilku probówek, smartfona i darmowego oprogramowania. Chociaż tradycyjny spektrofotometr pozostaje nieco bardziej czuły przy ekstremalnie niskich stężeniach, metoda oparta na telefonie jest dokładna, powtarzalna i przyjazna środowisku, co czyni ją odpowiednią do rutynowych badań tabletek z memantyną w wielu miejscach, gdzie zaawansowane przyrządy nie są dostępne.

Cytowanie: 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

Słowa kluczowe: kolorymetria smartfonowa, tabletki z memantyną, reakcja z witaminą C, zielona chemia analityczna, testy farmaceutyczne