Ny grön UPLC-metod med livscykelanalys för bestämning av favipiravir och molnupiravir i läkemedel och miljövattensprover

Varför de tabletter vi tar hamnar i vårt vatten

Antivirala läkemedel som favipiravir och molnupiravir hjälpte läkare att bekämpa COVID-19, men efter att ha gjort sitt jobb i kroppen försvinner dessa mediciner inte helt. De kan passera genom människor och fabriker och hamna i floder, dricksvatten och avloppsvatten. Denna studie förklarar hur forskare skapade ett snabbt, känsligt och mer miljövänligt sätt att spåra dessa två läkemedel i mediciner och i verkliga vattenprover, samtidigt som de noggrant räknade metodens egen miljöpåverkan.

Läkemedel som dröjer sig kvar efter behandling

Favipiravir och molnupiravir verkar genom att störa hur virus kopierar sitt genetiska material, och de ges ofta tillsammans för att behandla COVID-19 och andra virussjukdomar. Eftersom de inte bryts ner helt i kroppen kan spår av dessa läkemedel föras från toaletter och fabriksavlopp ut i det större vattensystemet. Även vid låga nivåer kan sådana rester skada vattenlevande organismer, återkomma i dricksvatten eller främja att virus utvecklar resistens. Ändå kan få analytiska tekniker mäta båda läkemedlen samtidigt i komplexa vattenprover, och ännu färre är utformade med miljön i åtanke.

Ett snabbare test med mindre avtryck

Forskarna utvecklade ett laboratoriearbetsflöde som kopplar fastfasextraktion — ett sätt att ta bort målmolekyler från förorenat vatten — med ultra-prestanda vätskekromatografi, en högfartsskiljningsteknik. De finjusterade processen så att båda läkemedlen ger skarpa, separata signaler på under fem minuter samtidigt som små mängder lösningsmedel och energi används. Vattenrika blandningar baserade främst på fosfatbuffert och måttliga andelar metanol ersatte mer farliga lösningsmedel såsom acetonitril. Resultatet är ett kompakt test som kan detektera favipiravir och molnupiravir vid mycket låga koncentrationer, med utmärkt noggrannhet och repeterbarhet i både läkemedelsprodukter och tillsatta prover av kranvatten, flodvatten och läkemedelsavloppsvatten.

Göra labbmetoden mer hållbar

I stället för att anta att en metod med lite lösningsmedel automatiskt är "grön", utsatte teamet hela arbetsflödet för ett miljömikroskop. De optimerade extraktionssteget för att använda mindre lösningsmedelsvolymer, utforskade grönare lösningsmedel som etanol och vatten, utvärderade återanvändning av patroner och vialer och förkortade körningstider för att minska elförbrukningen. De poängsatte sedan metoden med flera grön-kemi-verktyg som bedömer faktorer såsom kemisk farlighet, avfallsgenerering, praktisk tillämpbarhet och innovationsgrad. Dessa bedömningar gav höga omdömen: starka "grönhets"poäng, mycket bra total "vithet" (en balans mellan prestanda och hållbarhet) och bekräftelse på att huvudsvagheterna ligger i kvarvarande lösningsmedelsanvändning och avfall.

Följa metoden från vagga till grav

För att gå bortom checklistor genomförde forskarna en fullständig livscykelanalys och följde miljöpåverkan från produktionen av lösningsmedel och förbrukningsvaror, till instrumentens elförbrukning och till bortskaffande av använda patroner och kemiskt avfall. Med hjälp av etablerade miljöindikatorer fann de att den nya metoden avsevärt minskar energibehovet, volymen farligt avfall och de upstream-påverkande effekterna från lösningsmedel jämfört med en mer traditionell HPLC-uppställning baserad på acetonitril. De största kvarvarande bidragsgivarna till påverkan var människotoxicitets- och smogbildande utsläpp kopplade till metanol och etylacetat i extraktionssteget, vilket pekar på möjliga framtida förbättringar genom grönare extraktion och återvinning av lösningsmedel.

Vad detta betyder för vatten och folkhälsa

När teamet testade verkliga vattenprover från kranar, Nilen och en källa till läkemedelsavloppsvatten var nivåerna av favipiravir och molnupiravir under detektionsgränserna, vilket tyder på ingen omedelbar oro på dessa platser. Metoden visade sig dock vara mycket pålitlig när samma vatten spikades med kända mängder av läkemedlen, vilket visar att den är redo för rutinövervakning i närheten av fabriker eller utsläppspunkter där kontaminering är mer sannolik. I enkla termer levererar studien ett känsligt "tidigt varnings"-test för antivirala rester samtidigt som den visar hur man gör själva testet mycket snällare mot miljön. Den erbjuder en praktisk mall för laboratorier och tillsynsmyndigheter som vill hålla koll på framväxande läkemedelsföroreningar utan att onödigt öka planetens kemiska och energi-börda.

Citering: 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

Nyckelord: antivirala rester, vattenövervakning, grön analytisk kemi, UPLC fastfasextraktion, livscykelanalys