Gli antibiotici, farmaci che curano le infezioni batteriche, hanno salvato milioni di vite in tutto il mondo dalla loro scoperta all'inizio del XX secolo. Quando riempiamo una prescrizione presso lo studio del medico o la farmacia oggi, la maggior parte di noi dà per scontato che questi farmaci comunemente prescritti siano reali, e di buona qualità.

Ma nel mondo in via di sviluppo, la produzione e la distribuzione di scadenze, le medicine non legittime sono molto diffuse. L'Organizzazione Mondiale della Sanità stima che fino al 10% di tutti i farmaci nel mondo potrebbe essere falsificato, con fino al 50 per cento di quelli una qualche forma di antibiotici. Un antibiotico contraffatto o diluito può non solo mettere in pericolo un paziente inconsapevole, ma può anche contribuire al più ampio problema della resistenza antimicrobica.

Un laboratorio della Colorado State University sta mettendo la chimica al lavoro su un semplice, modo economico per identificare tali antibiotici falsificati e scadenti, offrendo una soluzione pratica a un problema molto reale. I ricercatori hanno creato un test cartaceo in grado di determinare rapidamente se un campione di antibiotico è di forza adeguata, o diluito con sostanze di riempimento come il bicarbonato di sodio. Simile al meccanismo di un test di gravidanza a casa, una striscia di carta assume un colore caratteristico se è presente un antibiotico falsificato.

È l'ultimo test chimico su carta sviluppato nel laboratorio di Chuck Henry, professore presso il Dipartimento di Chimica. Ricercatori tra cui la prima autrice Kat Boehle, un dottorato di ricerca appena laureato. alunno, descrivere l'invenzione in Sensori ACS .

"In questo paese, diamo per scontato che i nostri antibiotici siano buoni, non ci pensiamo nemmeno due volte, " Boehle ha detto. "Ma gli antibiotici contraffatti e scadenti sono una cosa estremamente comune in altre parti del mondo. L'obiettivo di questo progetto è stato quello di realizzare un dispositivo di rilevamento economico e facile da usare; la produzione del nostro dispositivo costa letteralmente un quarto."

Ecco come funziona:i batteri producono naturalmente un enzima che può conferire loro resistenza agli antibiotici legandosi chimicamente a porzioni della molecola antibiotica. I ricercatori hanno usato proprio questo enzima, chiamato beta-lattamasi, per consentire al loro dispositivo di rilevare la presenza di antibiotici in un dato campione.

Per il test, l'utente scioglie l'antibiotico in acqua, e aggiunge la soluzione a un piccolo dispositivo cartaceo. La carta contiene una molecola chiamata nitrocefina che cambia colore quando reagisce con l'enzima. In questa configurazione, l'antibiotico e la nitrocefina sulla carta sono in competizione per legarsi con l'enzima in una zona di rilevamento.

Con una buona dose di antibiotico, c'è poco cambiamento di colore nella striscia di carta, perché l'antibiotico supera la nitrocefina e si lega con successo all'enzima beta-lattamasi. Ma in un antibiotico falsificato o indebolito, la carta diventa rossa, perché l'enzima invece reagisce con la nitrocefina. In breve, giallo significa buono (antibiotico di forza adeguata); rosso significa cattivo (antibiotico diluito).

Il dispositivo include anche un indicatore di pH, per determinare se un campione è acido o alcalino. Queste informazioni aggiuntive potrebbero ulteriormente avvisare l'utente se un campione è stato falsificato con ingredienti di riempimento, che altrimenti potrebbe confondere il test principale.

È semplice, è veloce (circa 15 minuti), e può essere utilizzato da un professionista non addestrato:tutti gli obiettivi chiave del progetto, disse Enrico. Gli approcci tradizionali per testare la purezza dei farmaci si basano su grandi, costose apparecchiature analitiche nei laboratori, compresa la spettrometria di massa, rendendo difficile o impossibile l'accesso ai paesi in via di sviluppo.

Per garantire l'usabilità del dispositivo, i ricercatori hanno incluso nel loro esperimento un test alla cieca con cinque utenti che non avevano familiarità con il dispositivo o la scienza dietro di esso. Tutti hanno identificato con successo 29 campioni di antibiotici su 32 come legittimi o falsi.

Il test è efficace per un ampio spettro di antibiotici beta-lattamici, ma c'è spazio per la raffinatezza. Il campione più erroneamente identificato dagli utenti inesperti era l'acido acetilsalicilico, comunemente noto come aspirina, che non diventava rosso come gli altri falsi campioni perché il suo pH acido destabilizzava la reazione. La capacità di distinguere più accuratamente tali sostanze chimiche specifiche sarà oggetto di futura ottimizzazione del nuovo test, dicono i ricercatori.