Högst effektiv och hållbar avlägsning av cyklofosfamid med aktivt kol framställt från jordnötsskal: kemisk adsorptionsmekanism

Varför läkemedel från sjukhus i vatten spelar roll

Cancerläkemedel räddar liv, men en del av dem slutar inte verka när de lämnar kroppen. Cyklofosfamid, ett vanligt cytostatikum, passerar genom patienterna och kan hamna i sjukhusavlopp och i floder i mycket låga koncentrationer. Även vid låga nivåer kan det skada fiskar, alger och annat vattenliv. Denna studie undersöker en enkel idé med stor effekt: att förvandla kasserade jordnötsskal till ett kraftfullt filter som kan fånga upp detta läkemedel ur vatten innan det når miljön.

Från jordbruksavfall till smart vattenfilter

Jordnötsskal är vanligtvis ett lågvärdigt jordbruksavfall, men de innehåller mycket kol. Forskarna rengjorde, torkade och malde lokala jordnötsskal, värmde dem sedan utan närvaro av syre och behandlade dem med kaliumhydroxid. Denna process omvandlade skalen till en form av aktivt kol, ett material fullt av små hål och tunnlar. Mätningar visade att det framställda kolet hade en extremt stor intern yta och ett nätverk av porer i olika storlekar, vilket skapar rikligt med platser där föroreningsmolekyler kan fästa.

Hur det nya materialet rengör toxiska läkemedel

Teamet testade hur väl detta kol från jordnötsskal avlägsnar cyklofosfamid från vatten under olika förhållanden. De varierade mängden kol, vattnets surhetsgrad, den initiala läkemedelskoncentrationen och kontakttiden. Med en måttlig dos adsorbent och en timmes kontakt avlägsnade materialet mer än 98,5 procent av läkemedlet när utgångskoncentrationen var vid eller under 40 milligram per liter. Anmärkningsvärt var att reningskapaciteten förblev mycket hög över ett brett pH-intervall, inklusive nära-neutrala värden som liknar verkligt sjukhusavloppsvatten. Det innebär att processen kan fungera utan att tillsätta extra kemikalier för att justera vattnet, vilket minskar både kostnad och sekundärt avfall.

Vad som händer på mikroskopisk nivå

För att förstå varför materialet fungerar så väl undersökte forskarna dess struktur och ytkemi i detalj. Elektronmikroskopbilder visade en grov, kratrad yta med många sammankopplade porer som låter vatten och läkemedelsmolekyler transporteras djupt in i materialet. Spektroskopi visade att kolytan bär på syrehaltiga grupper och aromatiska ringar, som kan interagera starkt med cyklofosfamid. Genom att analysera hur snabbt och hur starkt läkemedlet ackumuleras på kolet drog de slutsatsen att molekylerna bildar ett enda, tätt packat skikt på ytan och binder via specifika kemiska attraktioner snarare än bara svaga fysikaliska krafter.

Effektivitet, värme och återanvändning

Ytterligare tester undersökte hur temperatur och upprepad användning påverkar prestandan. Avlägsningsprocessen fungerade bättre vid högre temperaturer och skedde spontant, vilket tyder på en värmeupptagande, kemiskt styrd reaktion mellan läkemedlet och kolytan. När forskarna försökte regenerera kolet med alkohol och återanvända det flera gånger fångade det fortfarande en stor del av läkemedlet efter flera cykler, även om effektiviteten gradvis sjönk från omkring 98 procent till omkring 75 procent. Även med denna nedgång gör den låga kostnaden och den enkla framställningen av jordnötsskalets kol det attraktivt för storskalig användning.

En enkel väg till renare sjukhusvatten

Enkelt uttryckt visar detta arbete att något så vardagligt som jordnötsskal kan omvandlas till ett effektivt och prisvärt filter för ett kraftfullt cancerläkemedel som undkommer dagens reningsverk. Materialet kan fånga cyklofosfamid snabbt, i nära-neutralt vatten och vid nivåer som är relevanta för verkliga sjukhusutsläpp. Eftersom jordnötsskal är rikligt förekommande och billiga erbjuder detta tillvägagångssätt ett praktiskt och hållbart sätt att minska de ekologiska riskerna med medicinsk vård och reducera mängden farliga läkemedel som når floder och sjöar.

Citering: Aşçıoğlu, Ç., Bulduk, İ. & Türk Baydır, A. Highly efficient and sustainable removal of cyclophosphamide with activated carbon produced from peanut shells: chemical adsorption mechanism. Sci Rep 16, 15388 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43552-2

Nyckelord: cyklofosfamid, aktivt kol, jordnötsskal, farmaceutiskt avloppsvatten, vattenrening