Новый «зелёный» метод UPLC с оценкой жизненного цикла для определения фавипиравира и молнупиравира в препаратах и пробах природных вод

Почему таблетки, которые мы принимаем, попадают в нашу воду

Противовирусные препараты, такие как фавипиравир и молнупиравир, помогали врачам бороться с COVID-19, но после выполнения своей функции в организме эти лекарства не исчезают бесследно. Они могут проходить через организм людей и сбросы предприятий в реки, водопроводную воду и сточные воды. В этом исследовании объясняется, как учёные создали быстрый, чувствительный и более экологичный способ отслеживания этих двух препаратов в лекарственных формах и реальных образцах воды, одновременно тщательно оценивая собственный экологический след метода.

Лекарства, которые остаются после лечения

Фавипиравир и молнупиравир действуют, нарушая копирование генетического материала вирусов, и часто применяются вместе для лечения COVID-19 и других вирусных заболеваний. Поскольку они не полностью разлагаются в организме, следы этих препаратов могут попадать из туалетов и стоков предприятий в более широкую водную систему. Даже в низких концентрациях такие остатки могут вредить водным организмам, снова попадать в питьевую воду или способствовать развитию устойчивости у вирусов. Тем не менее немногие аналитические методы могут одновременно измерять оба препарата в сложных водных матрицах, и ещё меньше методов разработаны с учётом экологичности.

Более быстрый тест с меньшим экологическим следом

Исследователи разработали лабораторную схему, сочетающую твердофазную экстракцию — способ извлечения целевых молекул из загрязнённой воды — с ультра производительной жидкостной хроматографией, скоростным методом разделения. Они оптимизировали процесс так, чтобы оба препарата давали чёткие, раздельные сигналы менее чем за пять минут, используя небольшие объёмы растворителей и потребляя мало энергии. Смеси, богатые водой и в основном основанные на фосфатном буфере с умеренными долями метанола, заменили более опасные растворители, такие как ацетонитрил. В результате получился компактный тест, способный обнаруживать фавипиравир и молнупиравир при очень низких концентрациях с отличной точностью и воспроизводимостью как в фармацевтических препаратах, так и в наспаянных образцах водопроводной воды, речной воды и фармацевтических сточных вод.

Сделать сам лабораторный метод более устойчивым

Вместо того, чтобы предполагать, что метод с малым потреблением растворителя автоматически «зелёный», команда подвергла всю схему экологическому анализу. Они оптимизировали этап экстракции для уменьшения объёмов растворителей, исследовали более экологичные растворители, такие как этанол и вода, оценивали возможность повторного использования картриджей и флаконов, а также сократили время хроматографического анализа для уменьшения потребления электроэнергии. Затем они оценили метод с помощью нескольких инструментов зелёной химии, учитывающих такие факторы, как опасность химикатов, образование отходов, практичность и инновационность. Эти оценки показали высокие результаты: сильные баллы по «зелёности», очень хорошая общая «белизна» (баланс между производительностью и устойчивостью) и подтверждение того, что основные слабые места связаны с остающимся использованием растворителей и образованием отходов.

Прослеживание метода от «колыбели» до «могилы»

Чтобы выйти за рамки чек-листов, учёные провели полную оценку жизненного цикла, отслеживая экологические воздействия от производства растворителей и расходных материалов, до потребления электроэнергии прибором и утилизации использованных картриджей и химических отходов. Используя устоявшиеся экологические индикаторы, они обнаружили, что новый метод существенно снижает потребление энергии, объём опасных отходов и предшествующее воздействие растворителей по сравнению с более традиционной HPLC-схемой на основе ацетонитрила. Наибольший остаточный вклад в воздействие связывали с токсичностью для человека и эмиссиями, способствующими образованию смога, связанными с метанолом и этилацетатом на этапе экстракции, что указывает путь для будущих улучшений через более экологичные методы экстракции и переработку растворителей.

Что это значит для воды и общественного здоровья

Когда команда протестировала реальные пробы воды из кранов, реки Нил и источника фармацевтических сточных вод, уровни фавипиравира и молнупиравира были ниже пределов обнаружения, что предполагает отсутствие немедленной угрозы в этих точках отбора проб. Тем не менее метод показал высокую надёжность при анализе тех же вод, искусственно обогащённых известными количествами препаратов, что демонстрирует его готовность для рутинного мониторинга вблизи заводов или точек сброса, где загрязнение более вероятно. Проще говоря, исследование представляет чуткий «тревожный» тест для остаточных противовирусных веществ и показывает, как сделать сам тест более дружественным к окружающей среде. Оно предлагает практичный шаблон для лабораторий и регуляторов, которые хотят следить за новыми загрязнителями фармацевтического происхождения, не увеличивая неоправданно химическую и энергетическую нагрузку на планету.

Цитирование: 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

Ключевые слова: остатки противовирусных, мониторинг воды, зелёная аналитическая химия, UPLC твердофазная экстракция, оценка жизненного цикла