Otimização do método QuEChERS para determinação de agrotóxicos, fármacos e produtos de cuidado pessoal em lodo de ETA por LC-ESI-MS/MS

O lodo gerado em Estação de Tratamento de Água (ETA) durante as etapas de floculação e decantação é classificado como resíduo não inerte. Estudos recentes apontam para uma diminuição na concentração de agrotóxicos, fármacos e Produtos de Cuidado Pessoal (PCP) em águas, após o seu tratamento. Uma possível explicação seja que estes compostos possam estar ficando aderidos ao lodo; entretanto, a investigação desses compostos no lodo de ETA é bastante reduzida. Neste trabalho, foi realizada a otimização do método QuEChERS com determinação por Cromatografia Líquida acoplada a Espectrometria de Massas sequencial para analisar agrotóxicos (atrazina, simazina, clomazona e tebuconazol), fármacos (amitriptilina, cafeína, diclofenaco e ibuprofeno) e PCP (metilparabeno, propilparabeno, triclocarban e bisfenol A) em lodo de ETA, uma matriz bastante complexa, constituída basicamente de compostos inorgânicos (areia, argila e silte) e orgânicos (substâncias húmicas). Após otimizado, o método apresentou limites de quantificação ente 1 e 50 µg kg-1 e as curvas analíticas apresentaram valores de r maiores que 0,98. As recuperações variaram entre 50 e 120% com RSD ≤ 15%. O efeito matriz foi avaliado e observou-se a supressão do sinal para a maioria dos compostos, sendo o efeito compensado utilizando a quantificação por superposição na matriz. O método foi aplicado em amostras de lodo de ETA e foram identificados tebuconazol e metilparabeno em concentrações

Assessment of the Occurrence and Potential Risks of Pharmaceuticals and their Metabolites in Fish and Water Using Liquid Chromatography Mass Spectrometry

A comprehensive method for the analysis of 11 target pharmaceuticals representing multiple therapeutic classes was developed for biological tissues (fish) and water. Water samples were extracted using solid phase extraction (SPE), while fish tissue homogenates were extracted using accelerated solvent extraction (ASE) followed by mixed-mode cation exchange SPE cleanup and analyzed by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Among the 11 target pharmaceuticals analyzed, trimethoprim, caffeine, sulfamethoxazole, diphenhydramine, diltiazem, carbamazepine, erythromycin and fluoxetine were consistently detected in reclaimed water. On the other hand, caffeine, diphenhydramine and carbamazepine were consistently detected in fish and surface water samples. In order to understand the uptake and depuration of pharmaceuticals as well as bioconcentration factors (BCFs) under the worst-case conditions, mosquito fish were exposed to reclaimed water under static-renewal for 7 days, followed by a 14-day depuration phase in clean water. Characterization of the exposure media revealed the presence of 26 pharmaceuticals while 5 pharmaceuticals including caffeine, diphenhydramine, diltiazem, carbamazepine, and ibuprofen were present in the organisms as early as 5 h from the start of the exposure. Liquid chromatography ultra-high resolution Orbitrap mass spectrometry was explored as a tool to identify and quantify phase II pharmaceutical metabolites in reclaimed water. The resulting data confirmed the presence of acetyl-sulfamethoxazole and sulfamethoxazole glucuronide in reclaimed water. To my knowledge, this is the first known report of sulfamethoxazole glucuronide surviving intact through wastewater treatment plants and occurring in environmental water samples. Finally, five bioaccumulative pharmaceuticals including caffeine, carbamazepine, diltiazem, diphenhydramine and ibuprofen detected in reclaimed water were investigated regarding the acute and chronic risks to aquatic organisms. The results indicated a low potential risk of carbamazepine even under the worst case exposure scenario. Given the dilution factors that affect environmental releases, the risk of exposure to carbamazepine will be even more reduced.

Revêtement intelligent à base des silices mésoporeuses fonctionnalisées pour le relargage stimulé d’agents antimicrobiens

Les biofilms bactériens sont composés d’organismes unicellulaires vivants au sein d’une matrice protectrice, formée de macromolécules naturelles. Des biofilms non désirés peuvent avoir un certain nombre de conséquences néfastes, par exemple la diminution du transfert de chaleur dans les échangeurs de chaleurs, l’obstruction de membranes poreuses, la contamination des surfaces coques de navires, etc. Par ailleurs, les bactéries pathogènes qui prolifèrent dans un biofilm posent également un danger pour la santé s’ils croissent sur des surfaces médicales synthétiques comme des implants biomédicaux, cathéters ou des lentilles de vue. De plus, la croissance sur le tissu naturel par certaines souches des bactéries peut être fatale, comme Pseudomonas aeruginosa dans les poumons. Cependant, la présence de biofilms reste difficile à traiter, car les bactéries sont protégées par une matrice extracellulaire. Pour tenter de remédier à ces problèmes, nous proposons de développer une surface antisalissure (antifouling) qui libère sur demande des agents antimicrobiens. La proximité et la disposition du système de relargage placé sous le biofilm, assureront une utilisation plus efficace des molécules antimicrobiennes et minimiseront les effets secondaires de ces dernières. Pour ce faire, nous envisageons l’utilisation d’une couche de particules de silice mésoporeuses comme agents de livraison d’agents antimicrobiens. Les nanoparticules de silice mésoporeuses (MSNs) ont démontré un fort potentiel pour la livraison ciblée d’agents thérapeutiques et bioactifs. Leur utilisation en nano médecine découle de leurs propriétés de porosité intéressantes, de la taille et de la forme ajustable de ces particules, de la chimie de leur surface et leur biocompatibilité. Ces propriétés offrent une flexibilité pour diverses applications. De plus, il est possible de les charger avec différentes molécules ou biomolécules (de tailles variées, allant de l’ibuprofène à l’ARN) et d’exercer un contrôle précis des paramètres d’adsorption et des cinétiques de relargage (désorption). Mots Clés : biofilms, nanoparticules de silice mésoporeuses, microfluidique, surface antisalissure.

Diclofenaco comparado con ibuprofeno para el cierre de Ductus arterioso persistente, en recién nacidos prematuros

Introducción: El Ductus arterioso persistente (DAP), es uno de los defectos congénitos cardiacos más comunes, requiere manejo farmacológico y/o quirúrgico; presenta complicaciones hemodinámicas, respiratorias y muerte. Los medicamentos de elección para su manejo son indometacina e ibuprofeno, pero su costo y accesibilidad llevo al uso de diclofenaco como alternativa de manejo en algunos hospitales. Objetivo: Comparar respuesta al tratamiento con diclofenaco vs ibuprofeno en cierre de DAP. Materiales y Métodos: Estudio observacional analítico retrospectivo, que compara los resultados obtenidos al usar Diclofenaco e Ibuprofeno para el cierre del DAP en recién nacidos pretérmino. Se recolecto información de pacientes hospitalizados en la Unidad Neonatal de un Hospital II nivel de Bogotá. Se revisaron las historias clínicas de pacientes de edad gestacional entre 24 y 36 semanas por Ballard con los criterios para diagnóstico de DAP y recibieron tratamiento farmacológico con una de las siguientes opciones: Ibuprofeno 10 mg/Kg dosis inicial después 5mg/Kg a las 24 48 horas, o Diclofenaco 0.2 mg/Kg dosis cada 12 horas tres dosis. Se comparó el Diclofenaco y el Ibuprofeno para el tratamiento farmacológico de DAP en recién nacidos prematuros. Resultados: Fueron evaluados 103 pacientes, el diagnóstico de DAP se realizó con ecocardiograma transtorácico, el 66.6 % de los pacientes presentó cierre farmacológico con Diclofenaco y 69 % con Ibuprofeno, La mortalidad fue de 17.65 % con Diclofenaco y 11.54 % con ibuprofeno; en ambos casos asociadas a la prematurez. Conclusiones: El éxito farmacológico fue similar en ambos grupos, el diclofenaco es una alternativa interesante cuando la terapia convencional no esté disponible.

Remoção de ibuprofeno de águas por oxidação catalítica

A ocorrência e destino de fármacos no ambiente aquático tem vindo a ser reconhecido como um problema emergente em química ambiental. Alguns compostos são resistentes à degradação nas estações de tratamento de águas residuais, ETARs, enquanto que outros, ainda que sofram degradação parcial, continuam a ser lançados nos meios aquáticos em quantidades apreciáveis. O Ibuprofeno, IB, um dos anti­ inflamatórios mais consumidos por todo o mundo, é um dos fármacos mais detectados no meio hídrico. Apesar dos sistemas de tratamento convencionais utilizados nas ETARs removerem até 90% do IB das águas residuais, é frequente o efluente descarregado conter ainda quantidades significativas deste poluente. A presença destes compostos no ambiente deve ser avaliada dado que possuem actividade biológica, mesmo a baixas concentrações. Os processos avançados de oxidação com peróxido de hidrogénio, na presença de catalisadores heterogéneos, permitem melhorar significativamente a remoção deste tipo de compostos em águas. Assim, foi objectivo deste trabalho o estudo da utilização de peróxido de hidrogénio como agente oxidante na remoção de IB em soluções aquosas, na presença de complexo de acetilacetonato de Ni (II) disperso em PDMS ou encapsulado em zeólitos NaY. Para o doseamento do fármaco em solução foi necessário desenvolver um método analítico consistindo de separação cromatográfica por HPLC e detecção e quantificação por UV-Vis. Não houve necessidade de recorrer a um passo de pré­ concentração de amostras por extracção em fase sólida (SPE) devido ao facto das concentrações de IB medidas ao longo do trabalho se terem sempre encontrado acima do LOQ (811 g L-1) do método analítico por injecção directa. Deste estudo pode concluir-se que o catalisador que apresentou melhor actividade catalítica e consequentemente maior remoção do IB em solução, foi o complexo de acetilacetonato de Ni (II), disperso em PDMS. Foi avaliada a influência, na conversão do IB, de diferentes parâmetros como a concentração inicial de peróxido de hidrogénio adicionada, quantidade de catalisador utilizada na mistura reaccional e temperatura. Os resultados permitiram concluir que os aumentos destes parâmetros conduzem a um aumento da actividade catalítica da reacção. A estabilidade catalítica do acetilacetonato de Ni (II)/PDMS, foi avaliada em ensaios consecutivos com a mesma amostra e nas mesmas condições, tendo-se observado que, após 8 utilizações, o catalisador perde ligeiramente a actividade (cerca de 11% do seu valor inicial). ABSTRACT: The presence and fate of pharmaceuticals in the aquatic environment is an emergent issue in environmental chemistry. Some compounds are poorly removed in wastewater treatment plants (WWTPs) while others, in spite of being partially removed, are still present in the WWTPs effluents and discharged in the receiving water bodies. Ibuprofen, IB, a non-steroid anti-inflammatory drug, is one of the most used and also one of the most frequently detected pharmaceutical contaminants in aquifers worldwide. Its removal by conventional wastewater treatment processes used in most WWTPs is usually high (up to 90% of incoming IB may be removed), but duet the high loads present in the influents, still significant amounts of IB usually leave the WWTPs in the treated effluents. The presence of these compounds in the environment must be evaluated considering that they may have some biological activity even at low concentrations. Advanced oxidation processes using hydrogen peroxide, in the presence of heterogeneous catalysts, provide a significantly improved removal of this type of substances from waters. Therefore, it was the aim of this work to study the use of hydrogen peroxide as an oxidizing agent in the removal of IB from aqueous solutions, in the presence of the catalyst nickel (II) acetylacetonate dispersed in PDMS or encapsulated in the NaY zeolite. For the quantification of the pharmaceutical in aqueous solution it was necessary to develop an analytical methodology based in chromatographic separation by HPLC and with UV-Vis detection and quantification. There was no need for a pre­concentration step of the samples by solid phase extraction (SPE) as the IB concentrations measured were always above the limit of quantification (811 bL1 of) the analytical method. The results from this study have shown that the catalyst which presented the best catalytic activity and the highest IB removal in solution was nickel (II) acetylacetonate dispersed in PDMS.