Antibiotica - medicijnen die bacteriële infecties behandelen - hebben sinds hun ontdekking in het begin van de 20e eeuw wereldwijd miljoenen levens gered. Als we vandaag een recept bij de dokter of apotheek invullen, de meesten van ons nemen als vanzelfsprekend aan dat deze vaak voorgeschreven medicijnen echt zijn, en van goede kwaliteit.

Maar in de ontwikkelingslanden de vervaardiging en de distributie van ondermaatse, niet-legitieme medicijnen is wijdverbreid. De Wereldgezondheidsorganisatie schat dat tot 10 procent van alle medicijnen wereldwijd kan worden vervalst, met tot 50 procent van die een of andere vorm van antibiotica. Een nagemaakt of verdund antibioticum kan niet alleen een onwetende patiënt in gevaar brengen, maar kan ook bijdragen aan het bredere probleem van antimicrobiële resistentie.

Een laboratorium van de Colorado State University zet chemie aan het werk op een eenvoudige, goedkope manier om dergelijke vervalste en ondermaatse antibiotica te identificeren, een praktische oplossing bieden voor een zeer reëel probleem. De onderzoekers hebben een op papier gebaseerde test gemaakt die snel kan bepalen of een antibioticummonster de juiste sterkte heeft, of verdund met vulstoffen zoals zuiveringszout. Vergelijkbaar met het mechanisme van een thuiszwangerschapstest, een strook papier krijgt een opvallende kleur als er een vervalst antibioticum aanwezig is.

Het is de nieuwste op papier gebaseerde chemische test ontwikkeld in het lab van Chuck Henry, hoogleraar bij de afdeling scheikunde. Onderzoekers waaronder eerste auteur Kat Boehle, een onlangs afgestudeerde Ph.D. student, beschrijf de uitvinding in ACS-sensoren .

"In dit land, we nemen als vanzelfsprekend aan dat onze antibiotica goed zijn - we denken niet eens twee keer na, " Zei Boehle. "Maar namaak en ondermaatse antibiotica zijn een buitengewoon veelvoorkomend iets in andere delen van de wereld. Het doel van dit project was om een ​​goedkoop detectieapparaat te maken dat gemakkelijk te gebruiken is; ons apparaat kost letterlijk een kwart om te maken."

Zo werkt het:Bacteriën produceren van nature een enzym dat hen resistentie tegen antibiotica kan geven door zich chemisch te binden aan delen van het antibioticummolecuul. De onderzoekers gebruikten dit enzym, genaamd bèta-lactamase, om hun apparaat in staat te stellen de aanwezigheid van antibiotica in een bepaald monster te detecteren.

Voor de test, de gebruiker lost het antibioticum op in water, en voegt de oplossing toe aan een klein papieren apparaatje. Het papier bevat een molecuul genaamd nitrocefine dat van kleur verandert wanneer het reageert met het enzym. In deze opstelling, het antibioticum en de nitrocefine op het papier concurreren om te binden met het enzym in een detectiezone.

Met een goede dosis antibiotica, er is weinig kleurverandering in de papierstrook, omdat het antibioticum de nitrocefine overtreft en met succes bindt aan het bètalactamase-enzym. Maar in een vervalst of verzwakt antibioticum, het papier wordt rood, omdat het enzym in plaats daarvan reageert met de nitrocefine. Kortom, geel betekent goed (passende sterkte antibioticum); rood betekent slecht (verdund antibioticum).

Het apparaat bevat ook een pH-indicator, om te bepalen of een monster zuur of alkalisch is. Deze extra informatie kan de gebruiker er verder op attent maken of een monster is vervalst met vulmiddelingrediënten, die anders de hoofdtest zou kunnen verwarren.

Het is makkelijk, het is snel (ongeveer 15 minuten), en het kan worden gebruikt door een ongetrainde professional - alle belangrijke doelen van het project, zei Hendrik. Traditionele benaderingen voor het testen van de zuiverheid van geneesmiddelen zijn gebaseerd op grote, dure analytische apparatuur in laboratoria, inclusief massaspectrometrie, waardoor het moeilijk of onmogelijk wordt voor ontwikkelingslanden om gemakkelijk toegang te krijgen.

Om de bruikbaarheid van het apparaat te garanderen, de onderzoekers namen in hun experiment een blinde test op met vijf gebruikers die niet bekend waren met het apparaat of de wetenschap erachter. Ze identificeerden allemaal met succes 29 van de 32 antibioticamonsters als legitiem of vals.

De test is effectief voor een breed spectrum van bètalactamantibiotica, maar er is ruimte voor verfijning. Het monster dat het meest verkeerd werd geïdentificeerd door ongetrainde gebruikers was acetylsalicylzuur - algemeen bekend als aspirine - dat niet zo rood werd als de andere valse monsters omdat de zure pH de reactie destabiliseerde. In staat zijn om dergelijke specifieke chemicaliën nauwkeuriger te onderscheiden, zal het onderwerp zijn van toekomstige optimalisatie van de nieuwe test, zeggen de onderzoekers.