具有生命周期评估的创新绿色UPLC方法用于法匹拉韦和莫努匹韦药物及环境水样的测定

我们服用的药为何会出现在水中

像法匹拉韦和莫努匹韦这样的抗病毒药物帮助医生应对新冠，但在体内发挥作用后，这些药物并不会就此消失。它们可能通过人类排泄物和工厂排放进入河流、自来水和污水中。本研究说明了科学家如何开发出一种快速、灵敏且更环保的方法，用于在药物和真实水样中追踪这两种药物，同时仔细评估该方法自身的环境足迹。

超出治疗期仍残留的药物

法匹拉韦和莫努匹韦通过干扰病毒复制其遗传物质的方式起作用，常被用于联合治疗新冠及其他病毒性疾病。由于它们不能在体内完全降解，这些药物的痕量可能从厕所和工厂排水进入更广泛的水系统。即使在低浓度下，这类残留物也可能损害水生生物、重新进入饮用水或促使病毒产生抗药性。然而，能在复杂水样中同时测量两种药物的分析技术很少，而且更少有技术在设计时考虑到环境因素。

更快的检测、更轻的环境负担

研究人员开发了一个实验室流程，将固相萃取（一种从污染水中提取目标分子的方法）与超高效液相色谱（UPLC，一种高速分离技术）结合。他们优化了流程，使两种药物在不到五分钟内给出清晰、分离的信号，同时使用较少的溶剂和能量。以磷酸盐缓冲液为主、并含有适量甲醇的富水混合物取代了乙腈等更危险的溶剂。结果是一个紧凑的检测方法，能够在极低浓度下检测法匹拉韦和莫努匹韦，在医药产品以及加标的自来水、河水和制药废水样品中表现出优异的准确性和重复性。

让实验方法本身更可持续

研究团队没有简单地假定低溶剂用量的方法就是“绿色”的，而是把整个工作流程放在环境显微镜下审视。他们优化了萃取步骤以减少溶剂用量，探索了如乙醇和水等更绿色的溶剂，评估了萃取柱和小瓶的重复使用，并通过缩短运行时间来降低电力消耗。随后，他们使用若干绿色化学评估工具为该方法打分，这些工具评估化学危害、废物产生、实用性和创新性等因素。评估结果显示较高的“绿色”得分、很好的总体“白化”评分（即性能与可持续性的平衡），并确认主要薄弱环节仍在残留溶剂使用和废物产生上。

从摇篮到坟墓地追踪方法的影响

为了超越清单式的评价，科学家们进行了完整的生命周期评估，跟踪从溶剂和消耗品生产、仪器用电到使用过的萃取柱和化学废物处置的环境影响。使用既定的环境指标，他们发现与传统的基于乙腈的HPLC方法相比，新方法显著降低了能耗、有害废物量和上游溶剂相关的影响。影响的最大贡献仍来自与萃取步骤中甲醇和乙酸乙酯相关的人体毒性和形成烟雾的排放，这指出了通过更绿色的萃取和溶剂回收来改进的方向。

对水体与公共健康的意义

当团队检测取自自来水、尼罗河以及一家制药废水源的真实水样时，法匹拉韦和莫努匹韦的含量均低于检出限，这表明在这些采样点暂无迫在眉睫的风险。然而，当在相同水样中加标已知量的药物时，该方法表现出高度可靠性，显示其已准备好用于临近工厂或排放点等污染概率较高区域的常规监测。简而言之，该研究提供了一种用于抗病毒药物残留的灵敏“预警”检测方法，同时示范了如何使该检测过程本身对环境更加友好。它为希望监控新兴药物污染物而不对地球增加不必要化学和能源负担的实验室与监管机构提供了实用范式。

引用: 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

关键词: 抗病毒残留, 水体监测, 绿色分析化学, UPLC 固相萃取, 生命周期评估