Avaliação da técnica de dispersão da matriz em fase sólida assistida por vórtex para análise de fármacos em peixes

Os fármacos classificados como contaminantes orgânicos emergentes tornaramse tópico de discussão ambiental pois estes são capazes de atingir diferentes matrizes do meio ambiente, como água, solo e organismos aquáticos, e estudos demonstrando a toxicidade tem despertado o interesse científico. Neste estudo um método analítico foi otimizado e validado para determinação de quinze fármacos em amostras de peixes empregando preparo de amostras por dispersão da matriz em fase sólida (MSPD) assistida por vórtex e determinação por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas sequencial (LC-MS/MS). O estudo ainda focou na aplicação de diferentes suportes sólidos na etapa de dispersão da MSPD, sendo que três (quitina, quitosana e concha de mexilhão dourado) foram utilizados pela primeira vez para esta finalidade, O método otimizado foi validado seguindo os parâmetros do INMETRO, ANVISA, SANCO e FDA. A curva analítica e linearidade foram avaliados através da calibração externa e superposição na matriz. Os compostos demonstraram linearidade dentro da faixa recomendada, com coeficiente de correlação maior do que 0,99. Os limites de detecção do método variaram de 1 a 100 ng g -1 , e os limites de quantificação a variaram de 5 a 1000 ng g -1 . Os valores de recuperação variaram de 68% a 108%, com RSD menores que 13% para todos os compostos. O efeito de matriz foi avaliado e quatro dos quinze compostos apresentaram efeito maior que ±20%. Na aplicabilidade o método demonstrou ser eficiente para extração de fármacos de diferentes espécies de peixe, apresentando exatidão e precisão adequados. Não foram encontrados resíduos de fármacos nas amostras analisadas.

Otimização e validação de métodos empregando DLLME e DLLME-SFO para a extração simultânea de agrotóxicos multiclasse em água mineral

O Rio Grande Sul destaca-se no cenário nacional como grande produtor de diversas culturas, as quais demandam grande quantidade de agrotóxicos das mais diversas classes químicas e toxicidades. No entanto a intensa utilização destes compostos torna-se uma preocupação devido a possíveis contaminações das águas superficiais e subterrâneas. Em virtude da degradação dos mananciais a água mineral passou a ser uma das fontes mais utilizadas para o consumo humano, pois tem-se a percepção de que a mesma possui melhor qualidade que a água tratada, além disso acredita-se que a mesma esta isenta de substâncias orgânicas prejudiciais à saúde humana. Neste trabalho, foi realizada a determinação dos agrotóxicos atrazina, simazina, imazapique, imazetapir, imidacloprido, ciproconazol, tebuconazol e epoxiconazol em água mineral empregando a Microextração Líquido-Líquido Dispersiva (DLLME), Microextração Líquido-Líquido Dispersiva com Solidificação da Gota Orgânica Flutuante (DLLME-SFO) e Cromatografia Líquida acoplada à Espectrometria de Massas em série com fonte de ionização por Eletronebulização (LC-ESI-MS/MS). Para o método empregando DLLME e LC-ESI-MS/MS foram otimizados alguns fatores como o tipo e volume de solvente extrator e dispersor e pH. Após a otimização dos parâmetros de extração, fragmentação dos compostos e separação cromatográfica, o método foi validado avaliando-se curva analítica, linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão (repetitividade e precisão intermediária) e exatidão (recuperação). Todas as curvas analíticas apresentaram valores de r maiores que 0,999. Os Limites de Quantificação (LOQs) para o método estiveram na faixa de 5 a 500 ng L-1. Foram obtidas recuperações entre 102 - 120% para a repetibilidade e entre 92 e 110% para a precisão intermediária, com RSD de 2 a 10% para todos os compostos. Para o método empregando DLLME-SFO e LC-ESI-MS/MS foram avaliados alguns parâmetros que afetam a eficiência da extração como, tipo e volume de solvente extrator e dispersor, força iônica e pH. Nas condições ótimas de extração todas as curvas analíticas apresentaram valores de r maiores que 0,997. Os LOQs para o método variaram entre 12,5 - 125 ng L-1. As recuperações foram entre 70 e 118% para a repetitividade e entre 76 e 95% para a precisão intermediária, com RSD de 2 a 18% para todos os compostos. Com relação ao Efeito Matriz (EM) avaliado para todos os compostos pelos dois métodos, foi observado baixo EM. Isso indicou que não é necessário utilizar a curva analítica preparada no extrato branco da matriz para a quantificação destes analitos. Ambos os métodos foram aplicados para a determinação de resíduos de agrotóxicos em amostras de água mineral provenientes de diferentes regiões do estado do Rio Grande do Sul e não foram encontrados resíduos de agrotóxicos nas amostras analisadas. Os métodos validados apresentaram como principais vantagens baixo consumo de solventes orgânicos e amostra, rapidez, altos fatores de concentração e recuperações dentro da faixa aceitável. Os limites de quantificação dos métodos ficaram abaixo dos limites máximos de resíduos permitidos pela legislação brasileira para agrotóxicos em água mineral.

Determinação simultânea de Glicerol livre e total, MONO-, DI e triglicerídeos em biodiesel etílico de girassol, mamona e da mistura de sebo e soja empregando GC-FID

O biodiesel produzido para ser comercializado no Brasil deve estar de acordo aos padrões de qualidade estabelecidos pela resolução de 4 de fevereiro de 2010 da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e do Biocombustível (ANP, 04/2010). Neste trabalho, foi estudada a aplicação dos métodos ASTM D 6584 e EN 14105 para o biodiesel de mamona e biodiesel oriundo de rota etílica. Ambos os métodos empregam GC (Cromatografia Gasosa, do inglês Gas Chromatography) com FID (Detecção por Ionização em Chama, do inglês Flame Ionization Detection) e reação de sililação com N-metil-N-(trimetilsilil)trifluoracetamida (MSTFA). Os compostos foram identificados para quantificação pelos tempos de retenção, para os diglicerídeos e triglicerídeos foram utilizadas bandas de tempo de retenção. Os parâmetros de validação considerados foram: curva analítica, linearidade, sensibilidade, robustez, precisão e exatidão. Os métodos ASTM D 6584 e EN 14105 apresentaram sensibilidade semelhante para todos os compostos. Foram escolhidas as condições cromatográficas estabelecidas pelo método ASTM D 6584 por ser mais rápido que o EN14105 e ter sensibilidade semelhante. O método apresentou boa linearidade com todas as curvas analíticas com r maiores que 0,999. A reação de sililação com MSTFA foi otimizada para o biodiesel etílico de mamona em virtude da sua composição química. Um volume de 500 μL de MSTFA foi escolhido para realização dos ensaios de exatidão e precisão. Os valores de exatidão ficaram entre 67 e 145,9% com valores de precisão menores que 11%. Foi avaliada a ocorrência de efeito matriz para biodiesel etílico de mamona, sendo que esse efeito foi considerado baixo para glicerol, monooleína e dioleína e médio para trioleína. Mesmo havendo efeito de matriz o preparo das curvas analíticas em solvente conforme sugerido pelos métodos de referência foi mantido. O método foi robusto frente às variações da composição química da matriz. Na aplicação do método, esse se mostrou adequado para amostras de biodiesel etílico de mamona, de girassol e da mistura de sebo e soja.

Otimização e validação de método empregando SPE e LC-APCI-MS/MS para determinação de fármacos em água de supefície e de abastecimento público

O uso mundial dos fármacos classificados como contaminantes emergentes tornouse um novo problema ambiental devido à possível contaminação das águas de superfície e de abastecimento, podendo impactar o meio ambiente e causar danos à saúde pública. Na cidade de Rio Grande, RS, Brasil, o suprimento de água potável é realizado pela CORSAN (Companhia Riograndense de Saneamento), que capta a água do Canal São Gonçalo, o qual estabelece uma ligação entre as lagoas: dos Patos e Mirim. Neste trabalho um método analítico empregando Extração em Fase Sólida (SPE) e Cromatografia Líquida com Fonte de Ionização Química a Pressão Atmosférica acoplada a Espectrometria de Massas (LC-APCI-MS/MS) foi desenvolvido e validado para a determinação dos fármacos atenolol, cafeína, diclofenaco, fluoxetina e sulfametoxazol em amostras de água superficial e de abastecimento público. O método foi validado conforme parâmetros do INMETRO e SANCO. Os limites de detecção do método variaram entre 0,053 – 0,53 µg L -1 , enquanto para os limites de quantificação a variação foi de 0,16 – 1,6 µg L-1 . Todos os compostos apresentaram excelente linearidade, com coeficiente de correlação maior do que 0,99. Os valores de recuperação estiveram na faixa de 70 a 120%, com RSD menores que 20% para todos os compostos. Através do monitoramento de múltiplas reações (MRM), duas transições diferentes (íon precursor – íon produto) foram selecionadas para cada composto, uma para quantificação e outra para confirmação, o que aumentou a seletividade do método. O efeito de matriz foi avaliado, e dois compostos apresentaram supressão de sinal. O efeito de matriz foi compensado com calibração dos padrões na matriz.

Efectos sobre la salud en los trabajadores expuestos al dióxido de titanio

Objetivo principal: Revisar en la literatura científica si existen problemas en la salud y cuáles son, en los trabajadores expuestos al dióxido de titanio. Métodos: Revisión sistemática de la literatura científica recogida en las bases de datos MEDLINE (PubMed), Cochrane Library Plus, LILACS, OSH UPDATE, Biblioteca de la Organización internacional del Trabajo (OIT), Web of Science, IBECS. Los términos utilizados como descriptores y texto libre fueron: MeSH (thesaurus desarrollado por la U. S. National Library of Medicine), considerándose adecuados "Titanium", "Ocupational Exposure" y "Ocupational Diseases". Resultados: Se recuperaron 61 artículos. Tras aplicar los criterios de inclusión y exclusión obteniéndose 14 artículos (4 estudios de cohortes, 3 estudios de casos y controles, 1 estudio observacional descriptivo transversal, 4 estudios de casos clínicos y 2 estudios de serie de casos). En los cuales la población estudiada fue masculina en aproximadamente 90%. Entre los trabajadores expuestos se encuentran: Pintores, albañiles, mecánicos y empleados encargados de la fabricación de joyería artificial, pintura, papel, lacas, barnices y productores de TiO2. Las patologías encontradas con mayor frecuencia fueron las alteraciones respiratorias, seguidas de alteraciones cardiovasculares, alteraciones genéticas por exposición a nanopartículas de TiO2. No se encontró asociación entre exposición al TiO2 y cáncer pulmonar. Tampoco se encontró evidencia del incremento de la mortalidad por exposición. Discusión/Conclusión: Con los estudios seleccionados, no se puede establecer una asociación significativa entre exposición laboral al TIO2 y efectos sobre la salud, pese a que se encuentran descritas alteraciones respiratorias, cardiovasculares y sistémicas en trabajadores expuestos.

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

Preparation, Characterization, and Photocatalytic Applications of MWCNTs/TiO2 Composite

The multiwall carbon nanotubes (MWCNTs)/titanium dioxide (P25) composite in different ratios was prepared using simple evaporation and drying process. The composite was characterized by Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), UV-visible diffuse reflectance spectroscopy, and scanning electron microscopy (SEM). The photocatalytic activity of this composite was investigated using degradation of the Bismarck brown R dye (BBR). An optimal MWCNTs/TiO2 ratio of 0.5% (w/w) was found to achieve the maximum rate of BBR degradation. It was observed that the composite exhibits enhanced photocatalytic activity compared with TiO2. The enhancement in photocatalytic activity performance of the MWCNTs/P25 composite is explained in terms of recombination of photogenerated electron-hole pairs. In addition, MWCNTs act as a dispersing support to control the morphology of TiO2 particles in the MWCNTs/TiO2 composite.

Ecotoxicology of Nano-TiO2 An Evaluation of its Toxicity to Organisms of Aquatic Ecosystems

The production and use of synthetic nanoparticles is growing rapidly, and therefore the presence of these materials in the environment seems inevitable. Titanium dioxide (TiO2) presents various possible uses in industry, cosmetics, and even in the treatment of contaminated environments. Studies about the potential ecotoxicological risks of TiO2 nanoparticles (nano-TiO2) have been published but their results are still inconclusive. It should be noted that the properties of the diverse nano-TiO2 must be considered in order to establish experimental models to study their toxicity to environmentally relevant species. Moreover, the lack of descriptions and characterization of nanoparticles, as well as differences in the experimental conditions employed, have been a compromising factor in the comparison of results obtained in various studies. Therefore, the purpose of this paper is to make a simple review of the principal properties of TiO2, especially in nanoparticulate form, which should be considered in aquatic toxicology studies, and a compilation of the works that have been published on the subject.

Adição de nanopartículas de Ti em matriz de Fe através da deposição por magnetron sputtering

Microalloyed steels constitute a specific class of steel with low amount of carbon and microalloying elements such as Vanadium (V), Niobium (Nb) and Titanium (Ti). The development and application of microalloyed steels and steels in general are limited to the handling of powders with particles of submicron or nanometer dimensions. Therefore, this work presents an alternative in order to construction of microalloyed steels utilizing the deposition by magnetron sputtering technique as a microalloying element addiction in which Ti nanoparticles are dispersed in an iron matrix. The advantage of that technique in relation to the conventional metallurgical processes is the possibility of uniformly disperse the microalloying elements in the iron matrix. It was carried out deposition of Ti onto Fe powder in high CH4, H2, Ar plasma atmosphere, with two deposition times. After the deposition, the iron powder with nanoparticles of Ti dispersed distributed, were compacted and sintered at 1120 ° C in resistive furnace. Characterization techniques utilized in the samples of powder before and after deposition of Ti were Granulometry, Scanning Electron Microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and X-ray diffraction (DRX). In the case of sintered samples, it was carried out characterization by SEM and Vickers Microhardness assays. The results show which the deposition technique by magnetron sputtering is practicable in the dispersion of particles in iron matrix. The EDX microanalysis detected higher percentages of Ti when the deposition were carried out with the inert gas and when the deposition process was carried out with reactive gas. The presence of titanium in iron matrix was also evidenced by the results of X-ray diffraction peaks that showed shifts in the network matrix. Given these results it can be said that the technique of magnetron sputtering deposition is feasible in the dispersion of nanoparticles of iron matrix in Ti.

Industrial synthesis and characterization of nanophotocatalysts materials: titania

Despite the recent synthesis and identification of a diverse set of new nanophotocatalysts that has exploded recently, titanium dioxide (TiO2) remains among the most promising photocatalysts because it is inexpensive, non-corrosive, environmentally friendly, and stable under a wide range of conditions. TiO2 has shown excellent promise for solar cell applications and for remediation of chemical pollutants and toxins. Over the past few decades, there has been a tremendous development of nanophotocatalysts for a variety of industrial applications (i.e. for water purification and reuse, disinfection of water matrices, air purification, deodorization, sterilization of soils). This paper details traditional and new industrial routes for the preparation of nanophotocatalysts and the characterization techniques used to understand the physical chemical properties of them, like surface area, ζ potential, crystal size, and phase crystallographic, morphology, and optical transparency. Finally we present some applications of the industrial nanophotocatalysts.

A micro-extraction technique using a new digitally controlled syringe combined with UHPLC for assessment of urinary biomarkers of oxidatively damaged DNA

The formation of reactive oxygen species (ROS) within cells causes damage to biomolecules, including membrane lipids, DNA, proteins and sugars. An important type of oxidative damage is DNA base hydroxylation which leads to the formation of 8-oxo-7,8-dihydro-29-deoxyguanosine (8-oxodG) and 5-hydroxymethyluracil (5-HMUra). Measurement of these biomarkers in urine is challenging, due to the low levels of the analytes and the matrix complexity. In order to simultaneously quantify 8-oxodG and 5-HMUra in human urine, a new, reliable and powerful strategy was optimised and validated. It is based on a semi-automatic microextraction by packed sorbent (MEPS) technique, using a new digitally controlled syringe (eVolH), to enhance the extraction efficiency of the target metabolites, followed by a fast and sensitive ultrahigh pressure liquid chromatography (UHPLC). The optimal methodological conditions involve loading of 250 mL urine sample (1:10 dilution) through a C8 sorbent in a MEPS syringe placed in the semi-automatic eVolH syringe followed by elution using 90 mL of 20% methanol in 0.01% formic acid solution. The obtained extract is directly analysed in the UHPLC system using a binary mobile phase composed of aqueous 0.1% formic acid and methanol in the isocratic elution mode (3.5 min total analysis time). The method was validated in terms of selectivity, linearity, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), extraction yield, accuracy, precision and matrix effect. Satisfactory results were obtained in terms of linearity (r2 . 0.991) within the established concentration range. The LOD varied from 0.00005 to 0.04 mg mL21 and the LOQ from 0.00023 to 0.13 mg mL21. The extraction yields were between 80.1 and 82.2 %, while inter-day precision (n=3 days) varied between 4.9 and 7.7 % and intra-day precision between 1.0 and 8.3 %. This approach presents as main advantages the ability to easily collect and store urine samples for further processing and the high sensitivity, reproducibility, and robustness of eVolHMEPS combined with UHPLC analysis, thus retrieving a fast and reliable assessment of oxidatively damaged DNA.

Design and evaluation of aerosol and liquid separation systems

Conventional chromatographic columns are packed with porous beads by the universally employed slurry-packing method. The lack of precise control of the particle size distribution, shape and position inside the column have dramatic effects on the separation efficiency. In the first part the thesis an ordered, three-dimensional, pillar-array structure was designed by a CAD software. Several columns, characterized by different fluid distributors and bed length, were produced by a stereolithographic 3D printer and compared in terms of pressure drop and height equivalent to a theroretical plate (HETP). To prevent the release of unwanted substances and to provide a surface for immobilizing a ligand, pillars were coated with one or more of the following materials: titanium dioxide, nanofibrillated cellulose (NFC) and polystyrene. The external NFC layer was functionalized with Cibacron Blue and the dynamic binding capacity of the column was measured by performing three chromatographic cycles, using bovine serum albumin (BSA) as target molecule. The second part of the thesis deals with Covid-19 pandemic related research activities. In early 2020, due to the pandemic outbreak, surgical face masks became an essential non-pharmaceutical intervention to limit the spread. To address the consequent shortage and to support the reconversion of the Italian industry, in late March 2020 a multidisciplinary group of the University of Bologna created the first Italian laboratory able to perform all the tests required for the evaluation and certification of surgical masks. More than 1200 tests were performed on about 350 prototypes, according to the standard EN 14683:2019. The results were analyzed to define the best material properties and masks composition for the production of masks with excellent efficiency. To optimize the usage of surgical masks and to reduce their environmental burden, the variation of their performance over time of usage were investigated as to determine the maximum lifetime.

Kinetic modeling for the synthesis of ethyl levulinate

This work is focused on studying the kinetics of esterification of levulinic acid in an isothermal batch reactor using ethanol as a reactant and as a protic polar solvent at the same time and in the presence of an acid catalyst (sulfuric acid). The choice of solvent is important as it affects the kinetics and thermodynamics of the reaction system moreover, the knowledge of the reaction kinetics plays an important role in the design of the process. This work is divided into two stages; The first stage is the experimental part in which the experimental matrix was developed by changing the process variables one at a time (temperature, molar ratio between reactants, and catalyst concentration) in order to study their influence on the kinetics; the second stage is using the obtained data from the experiments to build the modeling part in order to estimate the thermodynamics parameters.

Effect of Titanium Tetrafluoride and Amine Fluoride Treatment Combined with Carbon Dioxide Laser Irradiation on Enamel and Dentin Erosion

Objective: This in vitro study aimed to analyze the influence of carbon dioxide (CO(2)) laser irradiation on the efficacy of titanium tetrafluoride (TiF(4)) and amine fluoride (AmF) in protecting enamel and dentin against erosion. Methods: Bovine enamel and dentin samples were pretreated with carbon dioxide (CO(2)) laser irradiation only (group I), TiF(4) only (1% F, group II), CO(2) laser irradiation before (group III) or through (group IV) TiF(4) application, AmF only (1% F, group V), or CO(2) laser irradiation before (group VI) or through (group VII) AmF application. Controls remained untreated. Ten samples of each group were then subjected to an erosive demineralization and remineralization cycling for 5 days. Enamel and dentin loss were measured profilometrically after pretreatment, 4 cycles (1 day), and 20 cycles (5 days) and statistically analyzed using analysis of variance and Scheffe's post hoc tests. Scanning electron microscopy (SEM) analysis was performed in pretreated but not cycled samples (two samples each group). Results: After 20 cycles, there was significantly less enamel loss in groups V and IV and significantly less dentin loss in group V only. All other groups were not significantly different from the controls. Lased surfaces (group I) appeared unchanged in the SEM images, although SEM images of enamel but not of dentin showed that CO(2) laser irradiation affected the formation of fluoride precipitates. Conclusion: AmF decreased enamel and dentin erosion, but CO(2) laser irradiation did not improve its efficacy. TiF(4) showed only a limited capacity to prevent erosion, but CO(2) laser irradiation significantly enhanced its ability to reduce enamel erosion.

Effect of recombinant human bone morphogenetic protein-7 (rhBMP-7) on the viability, proliferation and differentiation of osteoblast-like cells cultured on a chemically modified titanium surface

Aim: The aim of the present study was to assess the influence of the chemical characteristics and roughness of titanium surfaces on the viability, proliferation and differentiation of osteoblast-like cells cultured in a medium supplemented with recombinant human bone morphogenetic protein-7 (rhBMP-7). Material and methods: Osteo-1 cells were grown on titanium disks presenting with the following surfaces: (1) machined, (2) coarse grit-blasted and acid-attacked (SLA) and (3) chemically modified SLA (SLAmod) in the absence or presence of 20 ng/ml rhBMP-7 in culture medium. The viability and number of osteo-1 cells were evaluated after 24 h. Analyses of total protein content (TP) and alkaline phosphatase (AP) activity at 7, 14 and 21 days, collagen content at 7 and 21 days and mineralized matrix formation at 21 days were performed. Results: Cell viability (P=0.5516), cell number (P=0.3485), collagen content (P=0.1165) and mineralized matrix formation (P=0.5319) were not affected by the different surface configurations or by the addition of rhBMP-7 to the medium. Osteo-1 cells cultured on SLA surfaces showed a significant increase in TP at 21 days. The ALPase/TP ratio (P=0.00001) was affected by treatment and time. Conclusion: The results suggest that the addition of rhBMP-7 to the culture medium did not exert any effect on the viability, proliferation or differentiation of osteoblast-like cells grown on the different surfaces tested. All titanium surfaces analyzed allowed the complete expression of the osteoblast phenotype such as matrix mineralization by osteo-1 cells.