Interaction study of moxifloxacin with Cu(II) ion using square-wave voltammetry and its application in the determination in tablets

This work presents an electroanalytical method for the determination of moxifloxacin (MOXI) in tablets by its interaction with Cu(II) ion and subsequent electrochemical reduction at hanging mercury drop electrode (HMDE). A well-defined reduction peak at -0.21 V vs. Ag/AgCl in Phosphate buffer 0.04 mol L-1 pH 8.0 was observed for the complex reduction MOXI-Cu(II), using square-wave voltammetry (SWV). Using a 10 s of accumulation time at -0.40 V was found a limit detection of 3.60x10-8 mol l-1. The obtained results have shown good agreement with those obtained by spectrophotometric method.

Argentimetric assay of ranitidine in bulk drug and in dosage forms

Two simple, rapid and cost-effective methods based on titrimetric and spectrophotometric techniques are described for the assay of RNH in bulk drug and in dosage forms using silver nitrate, mercury(II)thiocyanate and iron(III)nitrate as reagents. In titrimetry, an aqueous solution of RNH is treated with measured excess of silver nitrate in HNO3 medium, followed by determination of unreacted silver nitrate by Volhard method using iron(III) alum indicator. Spectrophotometric method involve the addition a known excess of mercury(II)thiocyanate and iron(III)nitrate to RNH, followed by the measurement of the absorbance of iron(III)thiocyante complex at 470 nm. Titrimetric method is applicable over 4-30 mg range and the reaction stoichiometry is found to be 1:1 (RNH: AgNO3). In the spectrophotometric method, the absorbance is found to increase linearly with concentration of RNH which is corroborated by the correlation coefficient of 0.9959. The system obey Beer's law for 5-70 µg mL-1. The calculated apparent molar absorptivity and sandell sensitivity values are found to be 3.27 ´ 10³ L mol-1 cm-1, 0.107 µg cm-2 respectively. The limits of detection and quantification are also reported for the spectrophotometric method. Intra-day and inter-day precision and accuracy of the methods were evaluated as per ICH guidelines. The methods were successfully applied to the assay of RNH in formulations and the results were compared with those of a reference method by applying Student's t and F-tests. No interference was observed from common pharmaceutical excipients. The accuracy of the methods was further ascertained by performing recovery tests by standard addition method.

Electrochemical study and dependence of 'transition state' in Co(II) and Ni(II) complexes with some antibiotics and cephalothin

Electrode kinetics and study of 'transition state' with applied potential in case of [M - antibiotics - cephalothin] system were reported at pH = 7.30 ± 0.01 at suitable supporting electrolyte at 25.0ºC. The M = Co or Ni and antibiotics were doxycycline, chlortetracycline, oxytetracycline, tetracycline, minocycline, amoxicillin and chloramphenicol used as primary ligands and cephalothin as secondary ligand. Kinetic parameters viz. transfer coefficient (a), degree of irreversibility (l), diffusion coefficient (D) and rate constant (k) were determined. The values of a and k varied from 0.41 to 0.59 and 2.60 X 10-3 cm s-1 to 9.67 X 10-3 cm s-1 in case of [Co - antibiotics - cephalothin] system. In case of [Ni - antibiotics - cephalothin], a and k varied from 0.41 to 0.58 and 2.34 X 10-3 cm s-1 to 9.19 X 10-3 cm s-1 respectively confirmed that transition state behaves between oxidant and reductant response to applied potential and it adjusts it self in such a way that the same is located midway between dropping mercury electrode and solution interface. The values of rate constant confirmed the quasireversible nature of electrode processes. The stability constants (logb) of complexes were also determined.

Spectrophotometric determination of arsenic in soil samples using 2-(5-bromo-2-pyridylazo)-5-di-ethylaminophenol (Br-PADAP)

In this paper, a new, simple and sensitive method for arsenic determination in soil is proposed. This is based on the reduction of silver (I) and iron (III) ions by arsine followed by a complexation reaction of iron (II) with the spectrophotometric reagent Br-PADAP 2-(5-bromo-2-pyridylazo)-5-di-ethylaminophenol. Arsenic determination with a Sandell's sensitivity of 3.1 10-4 cm-2, linear range from 0.1 µg ml-1 to 2.0 µg ml-1 (r560 = 0.9995), molar absorptivity of 2.45 10(5) l mol-1 cm-1 and a concentration detection limit of 1.4 ng ml-1 (3s) were obtained using a 10 ml sample volume. Selectivity was increased with the use of EDTA as a masking agent. The proposed method was applied for arsenic determination in the presence of several ions amounts in digested soil samples. The results revealed that antimony (III), mercury (II), germanium (IV), platinum (IV) interferes at all analyzed proportions. The interferences can be easily removed by the use of EDTA. Precision and accuracy obtained were satisfactory with a R.S.D. < 5 %. Recovery of arsenic in soil samples varied from 95.55 to 102.70 % with a mean of 99.63 %. These results demonstrated that the proposed method is applicable for arsenic analysis in different soil samples.

Measurement systems of soil water matric potential and evaluation of soil moisture under different irrigation depths

The development of new methodologies and tools that enable to determine the water content in soil is of fundamental importance to the practice of irrigation. The objective of this study was to evaluate soil matric potential using mercury tensiometer and puncture digital tensiometer, and to compare the gravimetric soil moisture values obtained by tensiometric system with gravimetric soil moisture obtained by neutron attenuation technique. Four experimental plots were maintained with different soil moisture by irrigation. Three repetitions of each type of tensiometer were installed at 0.20 m depth. Based on the soil matric potential and the soil water retention curve, the corresponding gravimetric soil moisture was determined. The data was then compared to those obtained by neutron attenuation technique. The results showed that both tensiometric methods showed no difference under soil matric potential higher than -40 kPa. However, under drier soil, when the water was replaced by irrigation, the soil matric potential of the puncture digital tensiometer was less than those of the mercury tensiometer.

Kokemäenjoen suiston kehitys, maaperämuodostumat ja niiden kemialliset piirteet

Suurelta osin Natura-alueeseen kuuluvan Kokemäenjoen suistoalueen kuivan maan ja suiston edustan vesialueen erityyppisten maaperäkerrostumien kerrosjärjestys ja alueellinen jakautuminen selvitettiin pintamaaperän kartoituksella, tutkimuskaivannoilla ja kairauksella. Suiston kerrostumat luokiteltiin viiteen maaperämuodostumaan. Vanhimmasta nuorimpaan, Toukari, Vainio-Mattila, Hevosluoto, Lanajuopa ja Säikkä muodostumaan. Nämä edustavat vanhoja Itämeren altaan ja nuorempia merelle päin etenevän suiston eri osien kerrostumisympäristöjä. Eri muodostumien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet kuvattiin ja ne eroavat luonteeltaan ratkaisevasti toisistaan. Suiston etenemistä edustavat Hevosluoto- ja Säikkä-muodostumat ovat kontaminoituneet 1900-luvun alkupuolelta lähtien yhä voimakkaammin ihmistoiminnasta kertyvistä raskasmetallipitoisuuksista ja orgaanisista haitta-aineista. Tämä näkyy erityisesti elohopean, kadmiumin, arseenin, lyijyn, sinkin, nikkelin, dioksiinien ja furaanien kokonaispitoisuuksien kasvuna näissä muodostumissa. Pitoisuudet ovat suurimpia muodostumien nuorimmissa osissa. Kuivalla maalla raskasmetallipitoisuudet ylittävät paikoin valtioneuvoston pilaantuneelle maaperälle asettamat kynnysarvot, jolloin säädökset on huomioitava suiston maaperää muokattaessa. Vesialueella nämä kynnysarvot ylittyvät myös orgaanisten haitta-aineiden osalta. Tietyin osin ovat esimerkiksi arseenin ja nikkelin osalta taustapitoisuudet suistoalueen vanhimmassa Toukari muodostumassa jo luontaisesti kynnysarvoja suuremmat. Tämä pitää osata ottaa huomioon maansiirtotoimenpiteitä suunniteltaessa. Suistoon kerrostuvan maa-aineksen ja nopean maankohoamisen vuoksi suisto etenee nykyisin 30-40 m vuodessa merialueelle päin. Tämä mataloittaa vääjäämättömästi suiston edustan vesialueita kerrostumisen siirtyessä merelle päin. Näin myös Natura-alueen ainutlaatuiset biotoopit vähitellen siirtyvät merelle päin.

UV-LED -lamppujen soveltuminen laivojen painolastivesien käsittelyyn

Painolastivesien mukana kulkeutuvien lajien leviäminen on yksi vakavimmista globaaleista ympäristöuhkista. Kansainvälinen merenkulkujärjestö IMO määritteli vuonna 2004 kansainvälisen painolastivesiyleissopimuksen, jonka tarkoituksena on ehkäistä laivojen painolastivesien mukana kulkeutuvien lajien leviämistä. Sopimus velvoittaa aluksia käsittelemään niiden painolastivedet ja se sisältää myös käsittelyjärjestelmiltä edellytetyt vaatimukset. Vaikka sopimus ei ole vielä astunut voimaan, painolastivesien käsittelyyn löytyy markkinoilta jo useita kymmeniä IMO:n hyväksymiä käsittelyjärjestelmiä, jotka hyödyntävät erilaisia mekaanisia, fysikaalisia ja kemiallisia menetelmiä. Yksi yleisimmin käytetyistä menetelmistä on UV-säteilytys. UV-säteily tuotetaan elohopealampuilla, jotka kuitenkin kuluttavat paljon energiaa ja sisältävät myrkyllistä elohopeaa. Tämän työn tarkoituksena oli selvittää, voisiko elohopealamput korvata lähitulevaisuudessa UV-LED -lampuilla. UV-LED –lamppujen etuja ovat muun muassa energiatehokkuus, kestävä rakenne ja myrkyttömyys. Työn tärkeimpänä tavoitteena oli tutkia laboratoriomittausten avulla, millainen UV-annosmäärä 10-50 µm kokoisten kasviplanktonien inaktivoimiseen tarvitaan. Mittausjärjestelyt vastasivat suurelta osin IMO:n vaatimuksia. Laboratoriomittauksissa käytettiin 265 nm:n aallonpituudella toimivia UV-LED -lamppuja. Näytteiden analysoinnissa käytettiin sekä PAM-fluorometriä että virtaussytometriä. Saatujen tulosten perusteella tutkimuksessa käytettyjen lajien Asterionellopsis glacialis ja Thalassiosira sp. täydelliseen inaktivoitumiseen tarvittiin noin 600 mJ/cm2 suuruinen UV-annos. Tulos vastasi ennakko-odotuksia ja se oli vertailukelpoinen muiden aiheesta tehtyjen tutkimusten kanssa. Koska nykyisten UV-LED –lamppujen teho on hyvin alhainen, ne eivät vielä sovellu painolastivesien käsittelyyn. UV-LED –lamppujen kehitystyö on kuitenkin käynnissä ja on arvioitu, että niitä voitaisiin käyttää suurten virtaamien käsittelyssä 5-10 vuoden kuluttua.

Arseeni ja elohopea maaperässä ja vesistöissä

Maapallon väestön kasvaessa ja tarpeen makealle vedelle, ruualle ja viljelymaalle noustessa on tärkeää alkaa kiinnittää entistä tarkemmin huomiota vesistöjen ja maaperän saastumiseen myrkyllisillä raskasmetalleilla. Erityisesti elohopea ja arseeni, jotka jo nyt vaikuttavat heikentävästi miljoonien ihmisten elämään eri puolilla maapalloa, on syytä ottaa huolelliseen tarkkailuun. Raskasmetallien päästölähteet voidaan jakaa kahteen luokkaan, luonnollisiin ja ihmisperäisiin. Ihmisperäisiin päästölähteisiin voidaan vaikuttaa muun muassa teollisuutta ja liikennettä koskevalla lainsäädännöllä. Luonnollisiin päästölähteisiin vaikuttaminen on huomattavasti haastavampaa, mutta niiden haittaa ihmisille on mahdollista pienentää muun muassa parempien vedenpuhdistustekniikoiden avulla. Tämän työn kirjallisuusosassa tullaan esittelemään erityyppisiä luonnossa esiintyviä arseenin ja elohopean yhdisteitä, suurimpia arseenin ja elohopean päästölähteitä, sekä näiden raskasmetallien haitallisia terveysvaikutuksia. Kokeellisessa osassa tullaan keskittymään arseenin analysointiin nestemäisistä näytteistä. Näytteinä käytettiin tuntemattomilta kaatopaikoilta otettuja suotovesinäytteitä, sekä Pien-Saimaan pintavesinäytteitä. Analyyseihin on käytetty ICP-AES laitteistoa sekä kapillaarielektroforeesia.

Veden desinfiointi UV-LED-valolla

Veden riittämätön puhdistus aiheuttaa riskin veden käyttäjille. Miljoonia kuolemia vuosittain aiheuttavien vesiteitse leviävien sairauksien ehkäisemiseksi vaaditaan tehokkaita juomaveden desinfiointimenetelmiä. Kuivuuden ja väestönkasvun myötä veden tarve on lisääntynyt ja vedenkulutus tulee yhä kasvamaan. Tästä syystä mahdollisuus kierrättää vettä hyödyntäen sitä esimerkiksi kasteluun on saanut yhä enemmän huomiota. Kierrätettävä vesi on kuitenkin käsiteltävä huolellisesti sen sisältämän mikrobiologisen kontaminaatioriskin vuoksi. Ultraviolettisäteily luokitellaan fysikaaliseksi desinfiointimenetelmäksi. Sen tehokkuus perustuu mikro-organismien absorboimaan UV-säteilyyn, jonka aiheuttamien DNA:ssa tai RNA:ssa tapahtuvien muutoksien seurauksena mikro-organismi inaktivoituu ja estyy lisääntymästä. UV-desinfioinnissa on tyypillisesti käytetty elohopeahöyrylamppuja. Vaihtoehtoinen UV-säteilyn lähde ovat LEDit eli valoa emittoivat diodit. Matalapaine-elohopeahöyrylamppujen emittoima säteily on aallonpituudella 254 nm ja keskipaine-elohopeahöyrylamppujen emittoima säteily on laajakaistaista säteilyä. Energiatehokkuuden lisäksi LEDien etuna on, että niillä voidaan tuottaa kapeakaista säteilyä aallonpituudella, joka parhaiten absorboituu DNA:han. Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia, onko UVC-alueen aallonpituuksien yhdistelmillä synergistisiä etuja LEDien desinfiointitehokkuuteen, kun desinfioidaan virtaavaa vettä useilla säteilyannoksilla ja indikaattorimikrobina käytetään kolibakteeria. Tavoitteena oli myös tutkia tällä hetkellä saatavissa olevien LEDien desinfiointitehokkuutta energiatehokkuuden näkökulmasta. Yksittäisistä aallonpituuksista desinfiointitehokkuudeltaan parhaimmaksi osoittautui 260 nm, aallonpituuksien yhdistelmistä tehokkain oli 265 nm:n ja 260 nm:n yhdistelmä. Muilla aallonpituuksien yhdistelmillä ei saavutettu odotettua parempaa desinfiointitehokkuutta. Optiselta teholtaan parhaimmat LEDit, 265 nm, 270 nm ja 275 nm olivat kokeiden perusteella myös energiatehokkuuden kannalta tarkasteltuina parhaimmat sekä yksittäin että yhdistelminä. UVC-aallonpituuksia emittoivien LEDien optisen tehokkuuden paraneminen on edellytys LEDien hyödyntämiselle desinfioinnissa.

Methylmercury intoxication and histochemical demonstration of NADPH-diaphorase activity in the striate cortex of adult cats

The effects of methylmercury (MeHg) on histochemical demonstration of the NADPH-diaphorase (NADPH-d) activity in the striate cortex were studied in 4 adult cats. Two animals were used as control. The contaminated animals received 50 ml milk containing 0.42 µg MeHg and 100 g fish containing 0.03 µg MeHg daily for 2 months. The level of MeHg in area 17 of intoxicated animals was 3.2 µg/g wet weight brain tissue. Two cats were perfused 24 h after the last dose (group 1) and the other animals were perfused 6 months later (group 2). After microtomy, sections were processed for NADPHd histochemistry procedures using the malic enzyme method. Dendritic branch counts were performed from camera lucida drawings for control and intoxicated animals (N = 80). Average, standard deviation and Student t-test were calculated for each data group. The concentrations of mercury (Hg) in milk, fish and brain tissue were measured by acid digestion of samples, followed by reduction of total Hg in the digested sample to metallic Hg using stannous chloride followed by atomic fluorescence analysis. Only group 2 revealed a reduction of the neuropil enzyme activity and morphometric analysis showed a reduction in dendritic field area and in the number of distal dendrite branches of the NADPHd neurons in the white matter (P<0.05). These results suggest that NADPHd neurons in the white matter are more vulnerable to the long-term effects of MeHg than NADPHd neurons in the gray matter.

Arterial blood pressure of term newborns during the first week of life

The progressive behavior of the blood pressure of term newborns during the first week of life was assessed by the simultaneous use of oscillometric and Doppler methods. A total of 174 term neonates born at the Municipal Hospital Odilon Behrens in Belo Horizonte, from March 1996 to February 1997, were prospectively assessed. The oscillometric and Doppler ultrasonic methods were simultaneously used for four consecutive recordings obtained at 12 ± 6, 24 ± 6 and 72 ± 24 h and on the 7th ± 1 day of life. The combined use of the two methods simplified the procedure, with automatic cuff inflation and deflation, and speed was properly controlled with an automatic pressure monitor. The procedure was performed using a Y-connection to the mercury sphygmomanometer, with blood pressure being recorded with an automatic device and systolic blood pressure being measured simultaneously by Doppler ultrasound. The newborns were awake, not crying and in the supine position. A statistically significant increase in systolic and diastolic blood pressure was observed between the first and second, and the third and fourth measurements by Doppler and oscillometric methods. No significant correlation between birth weight, length, ponderal index and blood pressure was observed. The technique used represents a simpler and more accurate procedure for blood pressure measurement.

Sähkön laadun tutkimus hypermarketin pysäköintihallin valaistustekniikkamuutoksessa

Talotekniikan alalla valaistusmuutoksissa LED-valaistus on nykypäivää. Valaistuksen käyttöominaisuudet ja hyödyt tekevät siitä perustellun valinnan myös suurissa kohteissa. Näistä laajemmista valaistuksen muutoksista ja niiden vaikutuksista sähkön laatuun ei ole yleisesti mittaustietoa. Tämä tutkimus perustui sähkön laadun käytännön mittauksiin valaistusmuutoksessa, jossa elohopeahöyrylampuilla toteutettu valaistus vaihdettiin LED-valaistukseen hypermarketin pysäköintihallissa. Valaistusjärjestelmän muutoksen vaikutusta sähkön laatuun tutkittiin vertailemalla mittaustuloksia vanhan ja uuden järjestelmän välillä. Tutkimuksen tarkoituksena oli osoittaa miten LED-valaistukseen siirtyminen vaikuttaa sähkön laatuun valitussa tutkimuskohteessa. Tutkimuksessa tuotettu tieto on hyödynnettävissä vastaavissa kohteissa LED-valaistukseen siirryttäessä sekä valaistuksen käyttöönoton suunnittelussa ja toteuttamisessa. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää myös kustannusten arvioimisessa valaistavan tilan sähkönkulutuksen osalta. Tutkimus toteutettiin käyttämällä triangulaatiomenetelmää eli teemahaastattelulla, kirjallisuuskatsauksella ja käytännön mittauksilla. Näiden menetelmien tulokset tukivat tutkimukselle asetettuja hypoteeseja. Valitulla tutkimusmenetelmällä saatiin selville, että LED-valaistukseen siirtymisellä ei ollut heikentäviä vaikutuksia sähkön laatuun tutkitun kohteen valaistusjärjestelmässä. Toisaalta positiivisina vaikutuksina huomioitiin muun muassa merkittävä energian säästö, virran harmonisten häiriöiden väheneminen sekä kokonaistehokertoimen parantuminen.

Protective effects of organoselenium compounds against methylmercury-induced oxidative stress in mouse brain mitochondrial-enriched fractions

We evaluated the potential neuroprotective effect of 1-100 µM of four organoselenium compounds: diphenyl diselenide, 3’3-ditri-fluoromethyldiphenyl diselenide, p-methoxy-diphenyl diselenide, and p-chloro-diphenyl diselenide, against methylmercury-induced mitochondrial dysfunction and oxidative stress in mitochondrial-enriched fractions from adult Swiss mouse brain. Methylmercury (10-100 µM) significantly decreased mitochondrial activity, assessed by MTT reduction assay, in a dose-dependent manner, which occurred in parallel with increased glutathione oxidation, hydroperoxide formation (xylenol orange assay) and lipid peroxidation end-products (thiobarbituric acid reactive substances, TBARS). The co-incubation with diphenyl diselenide (100 µM) completely prevented the disruption of mitochondrial activity as well as the increase in TBARS levels caused by methylmercury. The compound 3’3-ditrifluoromethyldiphenyl diselenide provided a partial but significant protection against methylmercury-induced mitochondrial dysfunction (45.4 ± 5.8% inhibition of the methylmercury effect). Diphenyl diselenide showed a higher thiol peroxidase activity compared to the other three compounds. Catalase blocked methylmercury-induced TBARS, pointing to hydrogen peroxide as a vector during methylmercury toxicity in this model. This result also suggests that thiol peroxidase activity of organoselenium compounds accounts for their protective actions against methylmercury-induced oxidative stress. Our results show that diphenyl diselenide and potentially other organoselenium compounds may represent important molecules in the search for an improved therapy against the deleterious effects of methylmercury as well as other mercury compounds.

Methylmercury inhibits prolactin release in a cell line of pituitary origin

Heavy metals, such as methylmercury, are key environmental pollutants that easily reach human beings by bioaccumulation through the food chain. Several reports have demonstrated that endocrine organs, and especially the pituitary gland, are potential targets for mercury accumulation; however, the effects on the regulation of hormonal release are unclear. It has been suggested that serum prolactin could represent a biomarker of heavy metal exposure. The aim of this study was to evaluate the effect of methylmercury on prolactin release and the role of the nitrergic system using prolactin secretory cells (the mammosomatotroph cell line, GH3B6). Exposure to methylmercury (0-100 μM) was cytotoxic in a time- and concentration-dependent manner, with an LC50 higher than described for cells of neuronal origin, suggesting GH3B6 cells have a relative resistance. Methylmercury (at exposures as low as 1 μM for 2 h) also decreased prolactin release. Interestingly, inhibition of nitric oxide synthase by N-nitro-L-arginine completely prevented the decrease in prolactin release without acute neurotoxic effects of methylmercury. These data indicate that the decrease in prolactin production occurs via activation of the nitrergic system and is an early effect of methylmercury in cells of pituitary origin.

Cadmium determination in Lentinus edodes mushroom species

Many studies have drawn attention to the occurrence and concentration of toxic elements found in the fruiting body of mushrooms. Some edible mushroom species are known to accumulate high levels of inorganic contaminants, mainly cadmium, mercury, and lead. There are about 2,000 known edible mushroom species, but only 25 of them are cultivated and used as food. In Brazil, the most marketed and consumed mushroom species are Agaricus bisporus, known as Paris champignon, Lentinus edodes, or Shitake and Pleurotus sp, also called Shimeji or Hiratake. In this study, the concentration of cadmium was determined in Lentinus edodes mushrooms from different cities in São Paulo state and some samples imported from Japan and China. The analyses were performed by graphite furnace atomic absorption spectrometry after HNO3-H2O2 digestion. The results showed a lower concentration of Cd in the mushrooms cultivated in São Paulo (0.0079 to 0.023 mg.kg-1 in natura) than that of the mushrooms cultivated abroad (0.125 to 0.212 mg.kg-1 in natura). Although there is no tolerance limit for Cd in mushrooms in Brazil, the results show that Lentinus edodes mushrooms can be safely consumed.