Простой бумажный экспресс-тест обнаруживает поддельные или некачественные антибиотики

В развивающемся мире широко распространено производство и реализация некачественных и нелегальных лекарств. По оценкам специалистов, до 10% всех лекарств во всем мире могут быть подделаны и до 50% из них составляют антибиотики.

Сегодня при получении лекарственного средства по рецепту в офисе врача или в аптеке в большинстве случаев считается само собой разумеющимся, что данные назначаемые лекарства являются настоящими и хорошего качества. Поддельный или разбавленный антибиотик не только может подвергать опасности пациента, но и способствовать более широкой проблеме противомикробной резистентности.

Биохимики из Колорадского университета (Colorado State University; Форт Коллинз, штат Колорадо, США) создали бумажный тест, который может быстро определить, обладает ли образец антибиотика необходимой силой или он разбавлен наполнителями, такими как пищевая сода. Подобно механизму домашнего теста на беременность, полоска бумаги окрашивается в определенный цвет, если присутствует поддельный антибиотик. Тест основан на том факте, что бактерии естественным образом производят фермент, который может дать им устойчивость к антибиотикам, химически связываясь с частями молекулы антибиотика. Команда использовала фермент, который называется бета-лактамаза, чтобы дать возможность устройству обнаруживать присутствие антибиотиков в данном образце.

Чтобы протестировать лекарственный препарат, пользователь растворяет антибиотик в воде и добавляет раствор на небольшое бумажное устройство. В бумажной полоске содержится молекула нитроцефина, которая меняет цвет, когда реагирует с ферментом. Структура такова, что антибиотик и нитроцефин на бумаге конкурируют за связывание с ферментом в зоне обнаружения. При достаточной дозе антибиотика бумажная полоска цвет почти не изменит, поскольку антибиотик превосходит нитроцефин и успешно связывается с ферментом бета-лактамазы. Но в поддельном или ослабленном антибиотике бумага становится красной, потому что фермент вместо этого реагирует с нитроцефином. Проще говоря, желтый цвет говорит о хорошем результате (соответствующий антибиотик), а красный – о плохом (разведенный антибиотик).

Устройство также включает индикатор pH, чтобы определить, является ли образец кислотным или щелочным. Эта информация может дополнительно предупредить пользователя о том, был ли образец подделан за счет ингредиентов наполнителя, что в противном случае могло бы привести к нарушению основного теста. Тест прост и быстр, занимает около 15 минут и его может использовать любой человек без опыта. Традиционные подходы к тестированию чистоты лекарств основаны на масштабном, дорогостоящем аналитическом оборудовании в лабораториях, включая масс-спектрометрию, что затрудняет доступ для развивающихся стран.

Чтобы обеспечить удобство использования устройства, команда включила в свой эксперимент слепой тест с пятью пользователями, которые были незнакомы с устройством или его научной составляющей. Все они успешно идентифицировали 29 из 32 образцов антибиотиков, как истинных, так и фальшивых. Тест эффективен для широкого спектра бета-лактамных антибиотиков, но есть возможности для уточнения. Образцом, который наиболее часто ошибочно идентифицировали неподготовленные пользователи, была ацетилсалициловая кислота, которая не становилась такой же красной, как другие фальшивые образцы, потому что ее кислый рН дестабилизировал реакцию. Возможность более точно различать такие конкретные химические вещества станет предметом будущей оптимизации нового теста. Исследование было опубликовано 26 июня 2018 года в журнале ACS Sensors.

Ссылки по теме:
Колорадский университет