„Isotopenpass“ für Tabletten: Wissenschaftler haben gelernt, echte Medikamente von Fälschungen anhand unsichtbarer Markierungen zu unterscheiden

Ein Team von Chemikern hat gezeigt, dass jede Tablette eine eigene „biometrische“ Spur aufweist – keinen Fingerabdruck, sondern eine Isotopensignatur. Durch die Messung der Anteile stabiler Isotope von Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff (δ²H, δ¹³C, δ¹⁸O) in fertigen Ibuprofen-Präparaten konnten die Forscher Produkte verschiedener Hersteller und sogar einzelne Chargen sicher unterscheiden. Dieses Express-Screening direkt von der Tablette könnte ein neues Instrument im Kampf gegen Arzneimittelfälschungen und zur Überwachung der Arzneimittelqualität werden. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Molecular Pharmaceutics veröffentlicht.

Was hast du gemacht?

Die Autoren untersuchten 27 kommerzielle Ibuprofenpräparate aus sechs Ländern und verglichen sie mit den Isotopenprofilen von 27 gängigen pharmazeutischen Hilfsstoffen. Die Analyse erfolgte an einer winzigen Probenmenge – im Bereich von Hunderten Mikrogramm – ohne aufwändige Probenvorbereitung: Die Tablette wurde zerkleinert und einer thermischen Konversions-/Elementaranalyse mit Isotopen-Massenspektrometer (TC/EA-IRMS) zugeführt. Dieser Ansatz ermöglicht ein schnelles und reproduzierbares „Isotopenporträt“ der fertigen Form, nicht nur des Ausgangsmaterials.

Was haben Sie gefunden?

• Innerhalb einer Charge ist die Streuung der Isotopenwerte minimal, zwischen verschiedenen Marken und Chargen ist sie jedoch erkennbar.
• Der „ruhigste“ und stabilste Marker war δ¹³C; in Kombination mit δ²H und δ¹⁸O liefert er einen mehrdimensionalen, gut unterscheidbaren „Pass“ des Arzneimittels.
• Sowohl der Wirkstoff als auch die Hilfsstoffe tragen zur Signatur bei: Die Herkunft des Rohstoffs, die Besonderheiten der Synthese, Reinigung und Trocknung hinterlassen schwer fälschbare Isotopenspuren.

Warum ist das notwendig?

Gefälschte und minderwertige Medikamente sind ein globales Problem. Die Isotopenzertifizierung bietet herkömmlichen Tests eine zusätzliche Schutzebene: Sie ist unabhängig von Etiketten und Begleitdokumenten und funktioniert direkt auf dem Tablet mit minimaler Probenvorbereitung. Regulierungsbehörden und Hersteller können:

• verdächtige Chargen schnell überprüfen;
• Lieferketten (vom Rohstoff bis zur Apotheke) verfolgen;
• Erstellen Sie Referenzdatenbanken mit „Isotopenpässen“ für wichtige Medikamente.

Was sagen die Autoren?

Laut Else Holmfred, der Erstautorin der Studie, liegt der Haupterfolg in der Möglichkeit einer zuverlässigen Analyse auf Basis von Mikrogrammproben fertiger Formulare: Dies mache die Methode für Routineuntersuchungen geeignet. Co-Autorin Paige Chamberlain betont, dass Isotopenverhältnisse als natürliche Marker für Herkunft und Technologie fungieren: „Wir sehen Unterschiede im notwendigen Niveau für eine echte Lieferkettenkontrolle.“ Und Stefan Sturup weist darauf hin, dass die Kombination von δ¹³C mit δ²H und δ¹⁸O einen „Reisepass“ ergebe, der sich für die Praxis der Fälschungsbekämpfung eignet.

— Else Holmfred, Postdoktorandin an den Universitäten Kopenhagen und Stanford; Hauptautorin:
„Jedes Medikament hat einen einzigartigen chemischen Fingerabdruck, mit dem sich sogar eine bestimmte Produktionsstätte zurückverfolgen lässt.“ Sie sagt, diese Analyse könne helfen, die Herkunft einer Charge nachzuweisen – zum Beispiel, wenn weggeworfene Pillen gestohlen und neu verpackt wurden. Holmfred fügt hinzu, dass in einem geeigneten Labor „die Analyse von 50 Proben etwa 24 Stunden dauert“.

— Stefan Stürup, außerordentlicher Professor für Pharmazie, Co-Autor:
Er erklärt, dass stabile Isotope von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in den Inhaltsstoffen von Medikamenten widerspiegeln, wo die ursprüngliche Pflanze wuchs, welches Wasser sie „trank“ und welche Art der Photosynthese sie nutzte. „Deshalb lassen sich Isotope nicht fälschen“, betont Stürup.

Einschränkungen und nächste Schritte

Die Methode ersetzt nicht die Arzneibuchprüfungen (Wirkstoffgehalt, Verunreinigungen, Auflösung), sondern ergänzt sie. Für eine breite Anwendung ist Folgendes erforderlich:

• Referenzbibliotheken mit Isotopenprofilen nach Marken und Chargen;
• Standardisierung von Protokollen zwischen Laboren;
• Bewertung von „Grauzonen“, in denen sich Signaturen teilweise überschneiden (z. B. bei gleichen Rohstoffen und ähnlichen Prozessen).

Dennoch zeigt die Arbeit etwas Wichtiges: Jede Pille trägt eine Geschichte ihrer Entstehung in sich, und diese Geschichte lässt sich nachlesen. Wenn solche „Isotopenpässe“ Teil der Regulierungspraxis werden, werden Echtheitsprüfungen von Medikamenten schneller, günstiger und zuverlässiger – und damit sicherer für die Patienten.