Экологичный спектрофотометрический подход для определения антидиабетических препаратов в комбинированных таблетках вместе с токсичным примесью метформина: всесторонняя оценка метода

Почему это важно для людей с диабетом и для окружающей среды

Миллионы людей с сахарным диабетом 2 типа принимают таблетки, содержащие комбинацию двух препаратов — метформина и саксаглиптина — для контроля уровня глюкозы в крови. Вместе с преимуществами есть и опасение: метформин может содержать примеси меламина, токсичного промышленного соединения, связанного с повреждением почек. В этом исследовании предложены простые и недорогие лабораторные методы, позволяющие одновременно проверять оба препарата и эту вредную примесь, сокращая при этом количество химических отходов и энергопотребление — важный шаг к более безопасным лекарствам и чище́й среде.

Проверка того, что действительно внутри таблетки от диабета

Изучаемые таблетки содержат фиксированную комбинацию метформина — хорошо известного базового противодиабетического средства — и саксаглиптина, более нового препарата из класса ингибиторов DPP‑4. На бумаге количество саксаглиптина в каждой таблетке очень мало по сравнению с метформином — примерно в соотношении 1 к 200. Кроме того, метформин может быть загрязнён меламином на уровне частей на миллион; даже такие следы могут быть вредны при длительном воздействии. Регуляторы поэтому требуют от производителей доказательств: что оба действующих вещества присутствуют в правильных количествах, а уровень меламина не превышает строгих пределов безопасности. Выполнить всё это точно, быстро и недорого — настоящая аналитическая задача.

Проблема традиционных высокотехнологичных методов

В настоящее время «золотым стандартом» часто являются хроматографические методы, такие как ВЭЖХ (HPLC) или УВЭЖХ (UPLC). Эти приборы могут очень точно разделять и измерять каждый компонент, включая меламин, но они дороги в приобретении и эксплуатации, требуют квалифицированных операторов и потребляют значительные объёмы органических растворителей, которые затем нужно утилизировать как опасные отходы. Более простые методы на основе света (УФ–видимая спектрофотометрия) дешевле и доступнее, но в обычном применении им трудно различать перекрывающиеся спектры поглощения саксаглиптина, метформина и меламина. В результате многие существующие процедуры либо игнорируют меламин, либо измеряют его отдельно, вместо того чтобы одновременно проверять все три вещества в реалистичной таблетированной форме.

Преобразование перекрывающихся сигналов в ясные ответы

Исследователи решили эту проблему, разработав две математические приёмки, работающие с исходными кривыми поглощения. В обоих случаях используется стандартный УФ–видимый спектрофотометр — рутинный прибор, имеющийся во многих лабораториях — и вода выступает основным растворителем, что позволяет избежать больших объёмов органических растворителей. В первом подходе, называемом методом разницы по отношению (ratio‑difference), спектр одного соединения делят на спектр другого, а затем измеряют разницу высот сигнала между двумя специально выбранными длинами волн. Эта операция устраняет большую часть наложения и оставляет отклик, зависящий в основном от целевого соединения. Второй подход развивает идею с отношениями, вычисляя первую производную этих отношений, что подчёркивает тонкие особенности и позволяет ещё чётче разделять саксаглиптин и метформин.

Доказательства работоспособности новых тестов и их «зелёной» природы

Чтобы показать, что методы работают не только теоретически, команда проверила их в соответствии с международными руководствами по качеству. Были подготовлены растворы в широких диапазонах концентраций, и для всех трёх веществ обнаружены очень линейные зависимости между сигналом и количеством. В моделях смесей и в измельчённых коммерческих таблетках восстановление составило около 100%, а повторные измерения показали очень малую изменчивость. Пределы обнаружения были достаточно низкими, чтобы фиксировать меламин на уровнях намного ниже его максимально допустимой доли в метформине. При статистическом сравнении результатов с принятым методом ВЭЖХ существенных различий не было — несмотря на то, что новые тесты требуют гораздо меньше оборудования и растворителей. Авторы затем оценили экологическое влияние, используя несколько современных инструментов для оценки «зелёной» и «белой» химии, которые учитывают не только аналитическое качество, но и количество отходов, безопасность, энергопотребление, стоимость и практичность. Спектрофотометрические методы получили высокие оценки по этим индексам, что отражает минимальное образование опасных отходов, использование воды в качестве основного растворителя, низкое энергопотребление и пригодность для рутинного применения в условиях ограниченных ресурсов.

Что это значит для более безопасной и экологичной проверки лекарств

Проще говоря, это исследование показывает, что относительно простая световая установка может надёжно контролировать содержание двух ключевых препаратов для лечения диабета и одновременно обеспечивать, что опасная примесь находится на безопасных следовых уровнях — при этом используется в основном вода и образуется очень мало отходов. Лаборатории, не имеющие возможности приобрести сложные хроматографические системы, всё ещё смогут проводить высококачественные контрольные тесты, особенно в странах с высокой распространённостью диабета и ограниченными ресурсами. Совмещая безопасность, точность и экологическую ответственность, эти методы предлагают практичный путь к проверке лекарств, защищающей как пациентов, так и планету.

Цитирование: Mohamed, D.G., Abdelrahman, M.M., Ahmed, A.B. et al. Eco-friendly spectrophotometric approach for the determination of anti-diabetic drugs in fixed-dose formulation together with metformin’s toxic impurity: comprehensive method assessment. Sci Rep 16, 9687 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38952-3

Ключевые слова: лекарства от диабета, метформин, саксаглиптин, примесь меламина, зелёная аналитическая химия