Amperometric and spectrophotometric determination of carbaryl in natural waters and commercial formulations

The work presented describes the development and evaluation of two flow-injection analysis (FIA) systems for the automated determination of carbaryl in spiked natural waters and commercial formulations. Samples are injected directly into the system where they are subjected to alkaline hydrolysis thus forming 1-naphthol. This product is readily oxidised at a glassy carbon electrode. The electrochemical behaviour of 1-naphthol allows the development of an FIA system with an amperometric detector in which 1-naphthol determination, and thus measurement of carbaryl concentration, can be performed. Linear response over the range 1.0×10–7 to 1.0×10–5 mol L–1, with a sampling rate of 80 samples h–1, was recorded. The detection limit was 1.0×10–8 mol L–1. Another FIA manifold was constructed but this used a colorimetric detector. The methodology was based on the coupling of 1-naphthol with phenylhydrazine hydrochloride to produce a red complex which has maximum absorbance at 495 nm. The response was linear from 1.0×10–5 to 1.5×10–3 mol L–1 with a detection limit of 1.0×10–6 mol L–1. Sample-throughput was about 60 samples h–1. Validation of the results provided by the two FIA methodologies was performed by comparing them with results from a standard HPLC–UV technique. The relative deviation was <5%. Recovery trials were also carried out and the values obtained ranged from 97.0 to 102.0% for both methods. The repeatability (RSD, %) of 12 consecutive injections of one sample was 0.8% and 1.6% for the amperometric and colorimetric systems, respectively.

Human skin in vitro permeation of bentazon and isoproturon formulations with or without protective clothing suit.

Skin exposures to chemicals may lead, through percutaneous permeation, to a significant increase in systemic circulation. Skin is the primary route of entry during some occupational activities, especially in agriculture. To reduce skin exposures, the use of personal protective equipment (PPE) is recommended. PPE efficiency is characterized as the time until products permeate through material (lag time, Tlag). Both skin and PPE permeations are assessed using similar in vitro methods; the diffusion cell system. Flow-through diffusion cells were used in this study to assess the permeation of two herbicides, bentazon and isoproturon, as well as four related commercial formulations (Basagran(®), Basamais(®), Arelon(®) and Matara(®)). Permeation was measured through fresh excised human skin, protective clothing suits (suits) (Microchem(®) 3000, AgriSafe Pro(®), Proshield(®) and Microgard(®) 2000 Plus Green), and a combination of skin and suits. Both herbicides, tested by itself or as an active ingredient in formulations, permeated readily through human skin and tested suits (Tlag < 2 h). High permeation coefficients were obtained regardless of formulations or tested membranes, except for Microchem(®) 3000. Short Tlag, were observed even when skin was covered with suits, except for Microchem(®) 3000. Kp values tended to decrease when suits covered the skin (except when Arelon(®) was applied to skin covered with AgriSafe Pro and Microgard(®) 2000), suggesting that Tlag alone is insufficient in characterizing suits. To better estimate human skin permeations, in vitro experiments should not only use human skin but also consider the intended use of the suit, i.e., the active ingredient concentrations and type of formulations, which significantly affect skin permeation.

NMR characterization of chlorhexidine in lipid-based formulations /

A mixture of Chlorhexidine digluconate (CHG) with glycerophospholipid 1,2-dimyristoyl- <^54-glycero-3-phospocholine (DMPC-rf54) was analysed using ^H nuclear magnetic resonance. To analyze powder spectra, the de-Pake-ing technique was used. The method is able to extract simultaneously both the orientation distribution function and the anisotropy distribution function. The spectral moments, average order parameter profiles, and longitudinal and transverse relaxation times were used to explore the structural phase behaviour of various DMPC/CHG mixtures in the temperature range 5-60°C.

From Smeed's Single-Damage Fixed-Form Three-Variable Model to Multinational and Multiprovincial Drag-Type Formulations: Does the Mystery of 1972-1973 Disapear ?

Rapport de recherche

Caractérisation de la pharmacocinétique de formulations sensibles au pH et de formulations destinées au traitement des intoxications médicamenteuses

La préparation de formulations à libération contrôlée est le domaine des sciences pharmaceutiques qui vise à modifier l’environnement immédiat des principes actifs pour en améliorer l’efficacité et l’innocuité. Cet objectif peut être atteint en modifiant la cinétique de circulation dans le sang ou la distribution dans l’organisme. Le but de ce projet de recherche était d’étudier le profil pharmacocinétique (PK) de différentes formulations liposomales. L’analyse PK, généralement employée pour représenter et prédire les concentrations plasmatiques des médicaments et de leurs métabolites, a été utilisée ici pour caractériser in vivo des formulations sensibles au pH servant à modifier la distribution intracellulaire de principes actifs ainsi que des liposomes destinés au traitement des intoxications médicamenteuses. Dans un premier temps, la PK d’un copolymère sensible au pH, à base de N-isopropylacrylamide (NIPAM) et d’acide méthacrylique (MAA) a été étudiée. Ce dernier, le p(NIPAM-co-MAA) est utilisé dans notre laboratoire pour la fabrication de liposomes sensibles au pH. L’étude de PK conduite sur les profils de concentrations sanguines de différents polymères a défini les caractéristiques influençant la circulation des macromolécules dans l’organisme. La taille des molécules, leur point de trouble ainsi que la présence d’un segment hydrophobe à l’extrémité des chaînes se sont avérés déterminants. Le seuil de filtration glomérulaire du polymère a été évalué à 32 000 g/mol. Finalement, l’analyse PK a permis de s’assurer que les complexes formés par la fixation du polymère à la surface des liposomes restaient stables dans le sang, après injection par voie intraveineuse. Ces données ont établi qu’il était possible de synthétiser un polymère pouvant être adéquatement éliminé par filtration rénale et que les liposomes sensibles au pH préparés avec celui-ci demeuraient intacts dans l’organisme. En second lieu, l’analyse PK a été utilisée dans le développement de liposomes possédant un gradient de pH transmembranaire pour le traitement des intoxications médicamenteuses. Une formulation a été développée et optimisée in vitro pour capturer un médicament modèle, le diltiazem (DTZ). La formulation liposomale s’est avérée 40 fois plus performante que les émulsions lipidiques utilisées en clinique. L’analyse PK des liposomes a permis de confirmer la stabilité de la formulation in vivo et d’analyser l’influence des liposomes sur la circulation plasmatique du DTZ et de son principal métabolite, le desacétyldiltiazem (DAD). Il a été démontré que les liposomes étaient capables de capturer et de séquestrer le principe actif dans la circulation sanguine lorsque celui-ci était administré, par la voie intraveineuse. L’injection des liposomes 2 minutes avant l’administration du DTZ augmentait significativement l’aire sous la courbe du DTZ et du DAD tout en diminuant leur clairance plasmatique et leur volume de distribution. L’effet de ces modifications PK sur l’activité pharmacologique du médicament a ensuite été évalué. Les liposomes ont diminué l’effet hypotenseur du principe actif administré en bolus ou en perfusion sur une période d’une heure. Au cours de ces travaux, l’analyse PK a servi à établir la preuve de concept que des liposomes possédant un gradient de pH transmembranaire pouvaient modifier la PK d’un médicament cardiovasculaire et en diminuer l’activité pharmacologique. Ces résultats serviront de base pour le développement de la formulation destinée au traitement des intoxications médicamenteuses. Ce travail souligne la pertinence d’utiliser l’analyse PK dans la mise au point de vecteurs pharmaceutiques destinés à des applications variées. À ce stade de développement, l’aspect prédictif de l’analyse n’a pas été exploité, mais le côté descriptif a permis de comparer adéquatement diverses formulations et de tirer des conclusions pertinentes quant à leur devenir dans l’organisme.

Développement de nouvelles formulations d’antifongiques et évaluation de l’activité sur Candida spp. et Aspergillus spp.

Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse de doctorat avaient pour but de mettre au point des nouvelles formulations d’antifongiques sous forme de nanoparticules polymériques (NP) en vue d’améliorer l’efficacité et la spécificité des traitements antifongiques sur des souches sensibles ou résistantes de Candida spp, d’Aspergillus spp et des souches de Candida albicans formant du biofilm. Dans la première partie de ce travail, nous avons synthétisé et caractérisé un polymère à base de polyester-co-polyéther branché avec du poly(éthylène glycol) (PEG-g-PLA). En plus d’être original et innovant, ce co-polymère a l’avantage d’être non-toxique et de posséder des caractéristiques de libération prolongée. Trois antifongiques couramment utilisés en clinique et présentant une biodisponibilité non optimale ont été choisis, soient deux azolés, le voriconazole (VRZ) et l’itraconazole (ITZ) et un polyène, l’amphotéricine B (AMB). Ces principes actifs (PA), en plus des problèmes d’administration, présentent aussi d’importants problèmes de toxicité. Des NP polymériques encapsulant ces PA ont été préparées par une technique d’émulsion huile-dans-l’eau (H/E) suivie d’évaporation de solvant. Une fois fabriquées, les NP ont été caractérisées et des particules de d’environ 200 nm de diamètre ont été obtenues. Les NP ont été conçues pour avoir une structure coeur/couronne avec un coeur constitué de polymère hydrophobe (PLA) et une couronne hydrophile de PEG. Une faible efficacité de chargement (1,3% m/m) a été obtenue pour la formulation VRZ encapsulé dans des NP (NP/VRZ). Toutefois, la formulation AMB encapsulée dans des NP (NP/AMB) a montré des taux de chargement satisfaisants (25,3% m/m). En effet, le caractère hydrophobe du PLA a assuré une bonne affinité avec les PA hydrophobes, particulièrement l’AMB qui est le plus hydrophobe des agents sélectionnés. Les études de libération contrôlée ont montré un relargage des PA sur plusieurs jours. La formulation NP/AMB a été testée sur un impacteur en cascade, un modèle in vitro de poumon et a permis de démontrer le potentiel de cette formulation à être administrée efficacement par voie pulmonaire. En effet, les résultats sur l’impacteur en cascade ont montré que la majorité de la formulation s’est retrouvée à l’étage de collecte correspondant au niveau bronchique, endroit où se situent majoritairement les infections fongiques pulmonaires. Dans la deuxième partie de ces travaux, nous avons testé les nouvelles formulations d’antifongiques sur des souches planctoniques de Candida spp., d’Aspergillus spp. et des souches de Candida albicans formant du biofilm selon les procédures standardisées du National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS). Les souches choisies ont démontré des résistances aux azolés et aux polyènes. Les études d’efficacité in vitro ont permis de prouver hors de tout doute que les nouvelles formulations offrent une efficacité nettement améliorée comparée à l’agent antifongique libre. Pour mettre en lumière si l’amélioration de l’efficacité antifongique était due à une internalisation des NP, nous avons évalué le comportement des NP avec les cellules de champignons. Nous avons procédé à des études qualitatives de microscopie de fluorescence sur des NP marquées avec de la rhodamine (Rh). Tel qu’attendu, les NP ont montré une localisation intracellulaire. Pour exclure la possibilité d’une simple adhésion des NP à la surface des levures, nous avons aussi confirmé leur internalisation en microscopie confocale de fluorescence. Il est important de noter que peu d’études à ce jour ont mis l’accent sur l’élaboration de nouvelles formulations d’antifongiques à base de polymères non toxiques destinées aux traitements des mycoses, donnant ainsi une grande valeur et originalité aux travaux effectués dans cette thèse. Les résultats probants obtenus ouvrent la voie vers une nouvelle approche pour contourner les problèmes de résistances fongiques, un problème de plus en plus important dans le domaine de l’infectiologie.

Saturated salt solutions for humidity control and the survival of dry powder and oil formulations of Beauveria bassiana conidia

Oil-based formulated conidia sprayed on steel plates and conidia powder (control) of Beauveria bassiana isolate IMI 386243 were stored at temperatures from 10 to 40 degrees C in desiccators over saturated salt solutions providing relative humidities from 32 to 88%, or in hermetic storage at 40 degrees C, and moisture contents in equilibrium with 33 or 77% relative humidity. The negative semi-logarithmic relation (P < 0.005) between conidia longevity (at 40 degrees C) and equilibrium relative humidity did not differ (P > 0.25) between formulated conidia and conidia powder. Despite this, certain saturated salts provided consistently greater longevity (NaCl) and others consistently shorter longevity (KCl) for formulated conidia compared to conidia powder. These results, analysis of previous data, and comparison with hermetic storage, indicate that storage of conidia over saturated salt solutions provides inconsistent responses to environment and so may be problematic for bio-pesticide research. In hermetic storage, oil formulation was not deleterious to longevity and in the more moist environment enhanced survival periods. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

The potential of combining Pasteuria penetrans and neem (Azadirachta indica) formulations as a management system for root-knot nematodes on tomato

Initial applications of 10(4) spores g(-1) of Pasteuria penetrans, and dried neem cake and leaves at 3 and 2% w:w, respectively, were applied to soil in pots. Juveniles of Meloidogyne javanica were added immediately to the pots (500, 5,000 or 10,000) before planting 6-week-old tomato seedlings. The tomatoes were sampled after 64 days; subsequently a second crop was grown for 59 days and a third crop for 67 days without further applications of P. penetrans and neem. There was significantly less root-galling in the P. penetrans combined with neem cake treatment at the end of the third crop and this treatment also had the greatest effect on the growth of the tomato plants. At the end of the third crop, 30% of the females were infected with P. penetrans in those treatments where spores had been applied at the start of the experiment. The effects of neem leaves and neem cake on the nematode population did not persist through the crop sequences but the potential for combining the amendments with a biological control agent such as P. penetrans is worthy of further evaluation.

Efficacy of neem (Azadirachta indica) formulations on biology of root-knot nematodes (Meloidogyne javanica) on tomato

Second stage juveniles of Meloidogyne javanica were exposed to aqueous extracts of neem crude formulations (leaves and cake) at 10%, 5%, and 2.5% w/v and a refined product, Aza at 0.1% w/v. The 10% extracts of neem leaf and cake caused 83% and 85% immobility and 35% and 28% mortality, respectively. Aza caused neither immobility or mortality of juveniles. When egg masses were placed in extracts of these formulations, hatching did not occur at all the concentrations (10%, 5%, 2.5% and 1.25% w/v) of the crude formulations. When the treated egg masses were returned to water, the eggs resumed hatching. Aza did not affect the nematode hatching. In glasshouse experiments, soil application of neem formulations significantly reduced the invasion of tomato roots by root-knot nematodes but once the nematodes managed to invade them, no effect detected on their development. Soil applications of Aza at 0.05% and 0.1% w/v significantly reduced the invasion and delayed development of nematodes within tomato roots whereas 0.025% did not. There were significantly fewer egg masses on tomato roots exposed to single egg mass in neem amended soil as compared to control. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Systemic and persistent effect of neem (Azadirachta indica) formulations against root-knot nematodes, Meloidogyne javanica and their storage life

Neem leaves, neem cake (a by-product left after the extraction of oil from neem seed) and a commercially refined product aza (azadirachtin) extracted from seed were evaluated. Aqueous extracts of crude neem formulations used as a seedling dip treatment significantly reduced the number of females and egg masses in roots whereas the refined one did not. A split-root technique was used to demonstrate the translocation of active compounds within a plant and their subsequent effect on the development of nematodes. When applied to the root portion all formulations significantly reduced the number of egg masses and eggs per egg mass. Whereas on the untreated root portion, neem cake at 3% w/w and aza at 0.1% w/w significantly reduced the number of egg masses as compared with neem leaves at 3% w/w, aza at 0.05% and control. All the neern formulations significantly reduced the number of eggs per egg mass on' the untreated root portion. The effect of neem leaves and cake on the development of root-knot nematodes was tested at 2, 4, 6, 8, and 16 weeks after their application to soil. Even after 16 weeks all the treatments significantly reduced the galling index and number of egg masses but their effectiveness declined over time. After storing neem leaves, cake and aza for 8 months under ambient conditions the efficacy of neem leaves and aza, against root-knot nematodes, remained stable whereas that of cake declined. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Protective and curative effect of neem (Azadirachta indica) formulations on the development of root-knot nematode Meloidogyne javanica in roots of tomato plants

Two types of neem formulations, crude and refined, were tested. The crude form was neem leaves and neem cakes (a by-product left after the extraction of oil from neem seed) and one of the neem-refined products was "aza". The protective and curative soil application of these formulations significantly reduced the number of egg masses and eggs per egg mass on tomato roots. Protective application of neem crude formulations (leaves and cake) did not reduce the invasion of juveniles whereas aza at 0.1% w/w did. Curative application of neem formulations significantly reduced the number of egg masses and eggs per egg mass as compared with the control. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.