Environmental occurrence and fate of psychiatric pharmaceuticals

Os fármacos são importantes contaminantes ambientais. Nas últimas duas décadas, o número de estudos sobre a ocorrência destes poluentes emergentes em matrizes ambientais aumentou significativamente. Esta ocorrência generalizada preocupa a comunidade científica devido a evidências que comprovam a sua capacidade de interferir nos ecossistemas, mesmo em concentrações muito baixas. No caso particular dos fármacos psiquiátricos é expectável que constituam um risco ecológico significativo. Para uma melhor compreensão do impacto real destes poluentes é essencial que se proceda a uma avaliação extensiva da sua persistência e destino em matrizes ambientais. Os estudos apresentados nesta tese pretendem contribuir para melhorar o conhecimento acerca da ocorrência, persistência e destino ambiental de fármacos psiquiátricos. Para este efeito, foram seleccionados, como objecto de estudo, dois grupos de fármacos: anti-epilépticos (carbamazepina) e fármacos com efeitos ansiolíticos e sedativos (as benzodiazepinas diazepam, oxazepam, lorazepam e alprazolam). A fotodegradação é o principal processo que afecta a persistência de poluentes orgânicos em ambientes aquáticos. Consequentemente, a persistência dos cinco fármacos seleccionados foi avaliada através de estudos de fotodegradação directa e indirecta, tendo em consideração a influência de parâmetros relevantes tais como pH, nível de oxigenação e matéria orgânica dissolvida. Os estudos de fotodegradação aqui descritos foram seguidos por cromatografia micelar electrocinética com a aplicação de um capilar com revestimento dinâmico. Adicionalmente, os fotoprodutos resultantes de fotodegradação directa foram identificados por espectrometria de massa. O estudo da carbamazepina no ambiente é particularmente relevante uma vez que esta foi proposta como um potencial marcador de poluição antropogénica. A sua ocorrência em água superficiais, de sub-solo e residuais foi investigada através da implementação de um ensaio imunológico (ELISA), optimizado para a aplicação a triagens ambientais e amostras com matrizes complexas. O destino deste fármaco na interface água/solo foi também investigado usando solos agrícolas submetidos a fertilizações de longo prazo; este estudo permitiu tirar conclusões acerca da contaminação de águas adjacentes por solos contaminados. O trabalho aqui descrito constitui uma abordagem multidisplinar à problemática da ocorrência de fármacos psiquiátricos no ambiente, contribuindo de forma relevante para esta área de estudo.

Development and Validation of A Stability-Indicating Mekc Method for Determination of Flucloxacillin Sodium in Capsules

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Hydrodynamic Characterization of Bile Salt Host-Guest Complexes by Pulsed Field Gradient NMR Spectroscopy

The work described herein is aimed at understanding primary and secondary aggregation of bile salt micelles and how micelles can perform chiral recognition of binapthyl analytes. Previous work with cholate and deoxycholate using micellar electrokinetic chromatography (MEKC) and nuclear magnetic resonance (NMR) has provided insightinto cholate and deoxycholate micelle formation, especially with respect to the critical micelle concentration (CMC). Chiral separations of the model analyte, 1,1â??-binaphthyl-2,2â??-diyl hydrogen phosphate (BNDHP), via cholate (C) and deoxycholate (DC) mediated MEKC separataions previously have shown the DC CMC to be 7-10 mM andthe cholate CMC at 14 mM at ph 12. A second model analyte,1,1â??-binaphthol (BN), was also previously investigated to probe micellar structure, but the MEKC data for this analyte implied a higher CMC, which may be interpreted as secondary aggregation. Thiswork extends the investigation of bile salts to include pulsed field gradient spin echo (PFGSE) NMR experiments being used to gain information about the size and degree of polydispersity of cholate and deoxycholate micelles. Concentrations of cholate below 10mM show a large variation in effective radius likely due to the existence of transient preliminary aggregates. The onset of the primary micelle shows a dramatic increase in effective radius of the micelle in cholate and deoxycholate. In the region of expectedsecondary aggregation a gradual increase of effective radius was observed with cholate; deoxycholate showed a persistent aggregate size in the secondary micelle region that is modulated by the presence of an analyte molecule. Effective radii of cholate anddeoxycholate (individually) were compared with and without R- and S-BNDHP in order to observe the effective radius difference of micelles with and without analyte present. The presence of S-BNDHP consistently resulted in a larger effective aggregate radius incholate and deoxycholate, confirming previous data of the S-BNDHP interacting more with the micelle than R-BNDHP. In total, various NMR techniques, like diffusion NMR can be used to gain a greater understanding of the bile salt micellization process and chiral resolution.

Análise de flavanóides por cromatografia líquida de alta eficiência e eletroforese capilar - otimização de separação e aplicações tecnológicas

No presente trabalho foram estudadas as separações de 18 flavonóides (9 agliconas e 9 glicosídeos) pelas técnicas de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência em fase reversa (RP-HPLC) e Cromatografia Micelar Eletrocinética em fluxo reverso (RF-Meck). Em ambas as técnicas foram avaliados solventes puros (metanol, acetonitrila e tetrahidrofurano) e suas misturas como formas de promover a variação de seletividade, através da modificação da fase móvel em HPLC, e da natureza do aditivo orgânico em RF-Meck. Nos estudos efetuados em HPLC utilizando-se gradiente, pode-se comprovar a possibilidade da modelagem do fator de retenção em funçã da proporção de solvente utilizados (MeOH, ACN, THF e suas misturas). Pode-se ainda, com base nos dados de retenção e na análise hierárquica de c1usters, diferenciar quatro diferentes grupos de sistemas cromatográficos com diferentes seletividades para flavonóides agliconas, e outros quatro com diferentes seletividades para glicosídeos. Os sistemas cromatográficos mais ortogonais (cada um pertencente a um grupo de seletividade) foram aplicados na separação de uma planta modelo (Azadirachta indica), de onde pode-se escolher a fase móvel mais seletiva para se otimizar a separação dos flavonóides glicosilados presentes nas folhas desta planta. No método final otimizado pode-se identificar e quantificar cinco dos flavonóides majoritários presentes, sendo três glicosídeos de quercetina (rutina, isoquercitrina e quercitrina) e dois glicosídeos de kaempferol (astragalin e nicotiflorin), em amostras de duas diferentes procedências (Piracicaba-SP e Silvânia-GO). Nos estudos envolvendo a separação dos dezoito flavonóides por RFMEKC pode-se comprovar diferenças significativas de seletividade quando se varia a natureza do solvente orgânico utilizado como aditivo, além de se observar tendências na migração em função das propriedades do solvente adicionado e da estrutura molecular do flavonóide. O solvente de menor eficiência para separação dos flavonóides foi o MeOH. Através da análise dos eletroferogramas obtidos através de um planejamento experimental de misturas, e das trocas de pares críticos observadas nos vários eletrólitos utilizados, obteve-se um método de separação com apenas um par crítico em menos de 12 minutos de corrida. O coeficiente de variação obtido para o fator de retenção foi de 1,5% e para área de 3%, considerando-se cinco injeções. O método desenvolvido foi aplicado com sucesso na identificação dos flavonóides majoritários presentes na planta modelo (Neem), obtendo-se o mesmo resultado do estudo anterior. Como forma de avaliar a concentração de flavonóides totais presentes em espécies vegetais é comum a análise de extratos após hidrólise ácida (conversão de todos glicosídeos em agliconas). Desta forma otimizou-se uma metodologia de separação em RP-HPLC de 8 flavonóides agliconas comumente presentes em alimentos e extratos vegetais de uso cosmético. A otimização foi efetuada mediante um planejamento experimental de misturas, para escolha da fase móvel mais seletiva, e de um planejamento fatorial composto central, para otimização das condições de gradiente. O método obtido foi o mais rápido já visto dentro da literatura consultada. A separação em linha de base foi efetuada em menos de 15 minutos, com coeficientes de variação de área entre 0,1 e 1,8%, coeficiente de correlação de 0,9993 a 0,9994 na faixa de 5 a 100 µg/mL, e limites de quantificação estimados na faixa de 0,1 a 0,21µg/mL. O método desenvolvido foi aplicado na otimização das condições de hidrólise de um extrato de Neem. A otimização foi efetuada através de metodologia de superfície de resposta, levando-se em consideração a concentração de ácido adicionada, o tempo de reação, a temperatura, e a concentração de um antioxidante (ácido ascórbico) adicionado. O resultado da otimização foi uma metodologia de hidrólise com tempo de reação igual a 5 minutos, utilizando-se 1,4 mol/L de HCI, 119°C e 500 µg/mL de ácido ascórbico. Através das metodologias de análise e de hidrólise desenvolvidas pode-se constatar a presença e quantificar no extrato de Neem os flavonóides agliconas quercetina, kaempferol e miricetina. Com o objetivo de se avaliar quais os componentes presentes em extratos vegetais são os responsáveis pelo poder antioxidante atribuído a determinadas plantas, foi montado um sistema de avaliação de poder antioxidante \"on-line\" com reação pós-coluna em HPLC (baseado na literatura) utilizando-se como \"radical livre modelo\" o ABTS. A análise da planta modelo (Neem) neste sistema mostrou que os flavonóides glicosilados identificados nas partes anteriores deste trabalho são os responsáveis pelo poder antioxidante atribuído a esta planta. De posse desta informação, e visando a obtenção de extratos para aplicações cosméticas com poder antioxidante, modelou-se a extração dos flavonóide do Neem em função da composição do solvente extrator (água, etanol , propilenoglicol e suas misturas), de acordo com um planejamento simplex centróide ampliado. Além da previsão da concentração dos princípios ativos pode-se ainda prever outras propriedades dos extratos obtidos, tais como, índice de refração e densidade, muitas vezes constituintes de especificações técnicas de acordo com as aplicações a que se destinam (cremes, xampús, etc).

Analytical methods to study fate of organic pollutants in environment

Environmental transport of pollutants comprises distinct processes such as volatilization, leaching and surface runoff. Sorption is one of the most important phenomena that affects leaching, and thus the fate of hydrophobic organic pollutants in soils and also control their distribution in the soil/water environment. The work developed focuses the optimization of analytical techniques for monitoring the sorption behaviour of organic pollutants, 17α- ethinylestradiol (EE2) and atrazine, and their fate in aqueous environment. Initially, the development of several analytical techniques, such as micellar electrokinetic chromatography, spectral deconvolution, using UV-Vis and fluorescence spectroscopy, and also enzyme linked immunosorbent assay was performed. Optimization, method performance and recovery tests are described and results discussed. Moreover, in order to evaluate the applicability of the previously optimized method, atrazine and EE2 sorption to soil samples was performed. The work developed provide several options, in terms of methodology to follow sorption of atrazine onto soils, however the choice depends on the laboratory conditions and on the analyst preferences. The advantages and disadvantages of each methodology should be evaluated first. The second part of this work consisted in the sorption behaviour study of those two different hydrophobic organic pollutants onto different soil samples. Soil organic matter chemical characterization, being essential to understand the binding mechanism responsible for the interactions, was made. The results of atrazine binding to organic matter pointed out that carboxyl units and aromaticrich organic matter are the most efficient binding agents for atrazine. EE2 adsorbs strongly to soil organic matter and is mainly stabilized by hydrophobic interactions, through aromatic nuclei face to face with surface and/or another EE2 molecule association. Farmyard manure soil contains higher aromatic and carboxyl units, indicating that this type of manure can be effectively used to minimize the residual toxicity of EE2 and atrazine present in soils, increasing the sorption and reducing leaching onto water resources. Since the final destination of organic pollutants can be ground, surface and/or waste water, atrazine and 17α-ethinylestradiol were quantified in several water samples.

A New Indirect Electroanalytical Method to Monitor the Contamination of Natural Waters with 4-Nitrophenol Using Multiwall Carbon Nanotubes

The electrochemical detection of the hazardous pollutant 4-nitrophenol (4-NP) at low potentials, in order to avoid matrix interferences, is an important research challenge. This study describes the development, electrochemical characterization and utilization of a multiwall carbon nanotube (MWCNT) film electrode for the quantitative determination of 4-NP in natural water. Electrochemical impedence spectroscopy measurements showed that the modified surface exhibits a decrease of ca. 13 times in the charge transfer resistance when compared with a bare glassy carbon (GC) surface. Voltammetric experiments showed the possibility to oxidize a hydroxylamine layer (produced by the electrochemical reduction of 4-NP on the GC/MWNCT surface) in a potential region which is approximately 700 mV less positive than that needed to oxidize 4-NP, thus minimizing the interference of matrix components. The limit of detection for 4-NP obtained using square-wave voltammetry (0.12 mu mol L(-1)) was lower than the value advised by EPA. A natural water sample from a dam located in Sao Carlos (Brazil) was spiked with 4-NP and analyzed by the standard addition method using thee GC/MWCNT electrode, without any further purification step. the recovery procedure yielded a value of 96.5% for such sample, thus confirming the suitability of the developed method to determine 4-NP in natural water samples. The electrochemical determination was compared with that obtained by HPLC with UV-vis detection.

A Review of Analytical Techniques for Determination of Glimepiride: Present and Perspectives

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Determinação simultânea de resíduos de cloranfenicol, tianfenicol e florfenicol em leite bovino por cromatografia eletrocinética micelar

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Lipid profiles, in vitro digestion and oxidative stability of mutton bird oil

The lipid profile, in vitro digestion and oxidative stability of mutton bird oil were investigated. Wax ester, triacylglycerol and sterol were the major lipids present as determined using capillary chromatography with flame ionisation detector (Iatroscan). Fatty acid analysis by gas chromatography (GC) showed that wax esters had a higher total omega-3 fatty acids content including EPA, DPA and DHA than TAGs (31 % and 24 %, respectively). In TAGs, 13C nuclear magnetic resonance (NMR) data showed that EPA was statistically positioned at sn-1,3 and sn-2, while DHA was preferentially at sn-2. In vitro digestion using porcine pancreatic lipase resulted in 75 % of TAG and 10 % wax ester hydrolysis in 120 min. As reflected in the measured conjugated dienes (CD) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) values during accelerated oxidation at 60 °C for 5 days, the oil was relatively stable against oxidation considering its high omega-3 content.

Rapid portable GC-MS analysis for on-site screening of phytochemical leaf oils in an Australian Native Botanic Garden.

2016

Cyanogenic compounds from mesocarp and epicarp flours of passion fruit (passiflora edulis flavicarpa).

2016

Simultaneous determination of carotenoids and tocochromanols from palm hybrid oil by hplc with photodiode array and fluorescence detectors.

2016