Rød eller gul? En simpel papirtest afslører falske eller substandard antibiotika

Antibiotika – medicin, der behandler bakterielle infektioner – har reddet millioner af liv verden over siden deres opdagelse i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Når vi udfylder en recept på lægekontoret eller apoteket i dag, de fleste af os tager for givet, at disse almindeligt ordinerede lægemidler er ægte, og af god kvalitet.

Men i udviklingslandene, fremstilling og distribution af substandard, ikke-legitime lægemidler er udbredt. Verdenssundhedsorganisationen vurderer, at op til 10 procent af alle lægemidler på verdensplan kan forfalskes, med op til 50 procent af dem en eller anden form for antibiotika. Et forfalsket eller fortyndet antibiotikum kan ikke kun bringe en uvidende patient i fare, men kan også bidrage til det bredere problem med antimikrobiel resistens.

Et Colorado State University-laboratorium sætter kemien i gang med en enkel, billig måde at identificere sådanne forfalskede og substandard antibiotika, at tilbyde en praktisk løsning på et meget reelt problem. Forskerne har lavet en papirbaseret test, der hurtigt kan afgøre, om en antibiotikaprøve er passende styrke, eller fortyndet med fyldstoffer som bagepulver. Svarende til mekanismen ved en hjemmegraviditetstest, en papirstrimmel får en karakteristisk farve, hvis et forfalsket antibiotikum er til stede.

Det er den seneste papirbaserede kemiske analyse udviklet i Chuck Henrys laboratorium, professor ved Kemisk Institut. Forskere, herunder førsteforfatter Kat Boehle, en nyuddannet ph.d. studerende, beskriv opfindelsen i ACS sensorer .

"I dette land, vi tager for givet, at vores antibiotika er gode - vi tænker ikke engang to gange, " sagde Boehle. "Men forfalskede og substandard antibiotika er en yderst almindelig ting i andre dele af verden. Målet med dette projekt har været at lave en billig detekteringsenhed, der er nem at bruge; vores enhed koster bogstaveligt talt en fjerdedel at lave."

Sådan virker det:Bakterier producerer naturligt et enzym, der kan give dem resistens over for antibiotika ved kemisk at binde sig til dele af det antibiotiske molekyle. Forskerne brugte netop dette enzym, kaldet beta-lactamase, for at give deres enhed mulighed for at opdage tilstedeværelsen af ​​antibiotika i en given prøve.

Til testen, brugeren opløser antibiotika i vand, og tilføjer løsningen til en lille papirenhed. Papiret indeholder et molekyle kaldet nitrocefin, der skifter farve, når det reagerer med enzymet. I denne opsætning, antibiotika og nitrocefin på papiret konkurrerer om at binde sig til enzymet i en detektionszone.

Med en god antibiotikadosis, der er lidt farveændring i papirstrimlen, fordi antibiotikummet udkonkurrerer nitrocefinet og binder sig med succes til beta-lactamase-enzymet. Men i et forfalsket eller svækket antibiotikum, papiret bliver rødt, fordi enzymet i stedet reagerer med nitrocefinen. Kort sagt, gul betyder god (antibiotikum med passende styrke); rød betyder dårlig (fortyndet antibiotikum).

Enheden inkluderer også en pH-indikator, for at bestemme, om en prøve er sur eller basisk. Denne ekstra information kan yderligere advare brugeren om, hvorvidt en prøve er blevet forfalsket med fyldstofingredienser, som ellers kunne forvirre hovedtesten.

Det er simpelt, det er hurtigt (ca. 15 minutter), og det kan bruges af en utrænet professionel - alle nøglemålene for projektet, sagde Henry. Traditionelle metoder til at teste lægemiddelrenhed er afhængige af store, dyrt analyseudstyr i laboratorier, inklusive massespektrometri, gør det udfordrende eller umuligt for udviklingslande at få let adgang.

For at sikre enhedens anvendelighed, forskerne inkluderede i deres eksperiment en blindtest med fem brugere, der ikke var bekendt med enheden eller videnskaben bag den. De identificerede alle med succes 29 ud af 32 antibiotikaprøver som enten legitime eller falske.

Testen er effektiv til et bredt spektrum af beta-lactam antibiotika, men der er plads til raffinement. Den prøve, der blev mest forkert identificeret af utrænede brugere, var acetylsalicylsyre - almindeligvis kendt som aspirin - som ikke blev så rød som de andre falske prøver, fordi dens sure pH destabiliserede reaktionen. At være i stand til mere præcist at skelne sådanne specifikke kemikalier vil være genstand for fremtidig optimering af den nye test, siger forskerne.