Isolation and characterisation of Indian Ocean ciguatoxin

We report the isolation and initial characterisation of Indian Ocean ciguatoxin (I-CTX) present in toxic lipid soluble extracts isolated from ciguateric fishes collected off the Republic of Mauritius in the Indian Ocean. Following i.p. injection of this extract, mice displayed symptoms that were similar, though not identical, to those produced by Pacific and Caribbean ciguatoxins (P-CTXs and C-CTXs). Using a radiolabelled brevetoxin (PbTx) binding assay and mouse bioassay guided fractionation, I-CTX was purified by Florisil, Sephadex LH-20 and TSK HW-40S chromatography with good recovery. Isolation to purity was not possible by preparative reversed phase high-performance liquid chromatography (HPLC) due to significant losses of toxicity. However, analytical reversed phase HPLC coupled to an electrospray mass spectrometry detector identified a [M + H](+) ion at m/z 1141.58 which co-eluted with activity that displaced [3 H]-PbTx binding to rat brain. This mass corresponded to C-CTX-1, but the fragmentation pattern of I-CTX showed a different ratio of pseudo molecular and product ions. I-CTX was found to elute later than P-CTX-1 but was practically indistinguishable from C-CTX-1 on reversed phase HPLC, while the TSK HW-40S column chromatography differentiated I-CTX from the later eluting C-CTX-1. Taken together, these results indicate that I-CTX is a new ciguatoxin (CTX) responsible for ciguatera caused by reef fish in the Indian Ocean. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Porphyrins as early biomarkers for arsenic exposure in animals and humans

We studied the effect of arsenic exposure on the haem biosynthetic pathway in the rat and humans. Significant increases in protoporphyrin IX, coproporphyrin III, coproporphyrin I were observed in the blood, liver and kidney, and in the urine of rats after a single dose of arsenic. The level of increase was dependent on the arsenic species present. Most of porphyrin concentrations in the tissues increased within 24 hr and urinary excretion elevated within 48 hr. In the human study, we collected urine samples from 113 people who live in Xing Ren of Guizhou Province, a coal-borne arsenicosis endemic area in southwest of PR China and from 30 people who live in Xing Yi (about 80 km southwest of Xing Ren) where arsenicosis is not prevalent. We analyzed the urinary porphyrins using HPLC. Results indicate that all urinary porphyrins were higher in the arsenic exposed group than those in the control group. Women, children and older age people spend much of their time indoors, they had greater increases of urinary arsenic and porphyrins. They were the higher risk groups among the study subjects. A positive correlation between the urinary arsenic levels and porphyrin concentrations demonstrated the effect of arsenic on haem biosynthesis. Significant alteration in the porphyrin excretion profiles of the younger age (

Characterisation of multiple Caribbean ciguatoxins and congeners in individual specimens of horse-eye jack (Caranx latus) by high-performance liquid chromatography/mass spectrometry

We studied the variation in toxin profiles of purified extracts of 10 individual specimens and two pools of ciguateric Caranx latus. High-performance liquid chromatography/mass spectrometry (HPLC/MS) identified in all individual samples at least seven Caribbean ciguatoxins (C-CTXs) comprising C-CTX-1 and its epimer C-CTX-2 ([M + H](+) m/z 1141.58), and five new C-CTX congeners with pseudo-molecular ions at m/z 1141.58, 1143.60, 1157.57, 1159.58, and 1127.57. In some samples, additional C-CTX isomers were detected with [M + H](+) ions at m/z 1141.58 (two), 1143.60 (one) and 1157.57 (two). The two low-toxic pools contained only four to six ciguatoxins. The comparison in relative proportions of four different mass classes ([M + H](+) at m/z 1141, 1143, 1157 and 1127) showed that the group at m/z 1157 increased (2-20%) with flesh toxicity. More than 80% of group m/z 1141 comprised C-CTX-1, C-CTX-2 and their isomer C-CTX-1 a whose level in this group correlated with fish toxicity. Contrary to low-toxic fishes, high-risk specimens had C-CTX-1 levels

Solution Structures of the cis- and trans-Pro30 Isomers of a Novel 38-Residue Toxin from the Venom of Hadronyche Infensa sp. that Contains a Cystine-Knot Motif within Its Four Disulfide Bonds

The primary sequence and three-dimensional structure of a novel peptide toxin isolated from the Australian funnel-web spider Hadronyche infensa sp. is reported. ACTX-HI:OB4219 contains 38 amino acids, including eight-cysteine residues that form four disulfide bonds. The connectivities of these disulfide bonds were previously unknown but have been unambiguously determined in this study. Three of these disulfide bonds are arranged in an inhibitor cystine-knot (ICK) motif, which is observed in a range of other disulfide-rich peptide toxins. The motif incorporates an embedded ring in the structure formed by two of the disulfides and their connecting backbone segments penetrated by a third disulfide bond. Using NMR spectroscopy, we determined that despite the isolation of a single native homologous product by RP-HPLC, ACTX-HI:OB4219 possesses two equally populated conformers in solution. These two conformers were determined to arise from cis/trans isomerization of the bond preceding Pro30. Full assignment of the NMR spectra for both conformers allowed for the calculation of their structures, revealing, the presence of a triple-stranded antiparallel sheet consistent with the inhibitor cystine-knot (ICK) motif.

Heat-induced changes in UHT milks - Part 1

Raw milk was stored for 0, 2 and 4 days and processed in a UHT pilot plant by either direct or indirect heating. The unstored raw milk was also pasteurised. The thermally induced changes resulting from these treatments were investigated by examining a number of indices of heat damage. Lactulose, furosine, total and free hydroxymethylfurfural (HMF) and acid-soluble beta-lactoglobulin were analysed by high performance liquid chromatography (HPLC) while soluble tryptophan was examined by fluorescence spectroscopy. The directly heated UHT milk showed less heat damage than the indirectly heated milk, while the pasteurised milk displayed the least heat damage. During storage of the UHT milk for 12 weeks at similar to20degreesC, the levels of lactulose remained constant, while the furosine concentration increased. Both the total HMF and undenatured beta-lactoglobulin contents showed a general decrease during storage; however free HMF values initially rose but then decreased after four weeks' storage. As the age of the milk at the time of UHT processing increased, the levels of some of the indicators decreased. It is concluded that lactulose is the most reliable index of heat treatment, as it is virtually unaffected by refrigerated storage of the milk before or ambient storage after UHT processing. Reliance on other indicators may give misleading information on the heat load that UHT milk has received during processing.

Diagnosing the cause of proteolysis in UHT milk

Proteolysis of UHT milk during storage at room temperature is a major factor limiting its shelf-life through changes in its flavour and texture. The latter is characterised by increases in viscosity leading in some cases to gel formation. The enzymes responsible for the proteolysis are the native milk alkaline proteinase, plasmin, and heat-stable, extracellular bacterial proteinases produced by psychrotrophic bacterial contaminants in the milk prior to heat processing. These proteinases react differently with the milk proteins and produce different peptides in the UHT milk. In order to differentiate these peptide products, reversed-phase HPLC and the fluorescamine method were used to analyse the peptides soluble in 12% trichloroacetic acid (TCA) and those soluble at pH 4.6. The TCA filtrate showed substantial peptide peaks only if the milk was contaminated by bacterial proteinase, while the pH 4.6 filtrate showed peptide peaks when either or both bacterial and native milk proteinases caused the proteolysis. Results from the fluorescamine test were in accordance with the HPLC results whereby the TCA filtrate exhibited significant proteolysis values only when bacterial proteinases were present, but the pH 4.6 filtrates showed significant values when the milk contained either or both types of proteinase. A procedure based on these analyses is proposed as a diagnostic test for determining which type of proteinase-milk plasmin, bacterial proteinase, or both-is responsible for proteolysis in UHT milk. (C) 2003 Swiss Society of Food Science and Technology. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Production of proteinases by psychrotrophic bacteria in raw milk stored at low temperature

Raw milk samples from two different sources were stored at 2degreesC, 4degreesC and 7degreesC for 10 days and the growth of psychrotrophic bacteria, production of proteinase and proteolysis in the milks were measured during storage. Peptide analyses by the fluorescamine method and RP-HPLC were used in determination of proteolysis and proteinase activity. The average times taken for the psychrotroph counts to reach 10(7) cfu/mL at 2degreesC, 4degreesC and 7degreesC were approximately 9, 7 and 4 days, although there was considerable variation in growth rates in the different milks. There was little correlation between psychrotroph counts and either proteolysis or proteinase activity levels. At 2degreesC, no milk stored showed significant proteolysis by the fluorescamine method after 10 days' storage, but significant proteinase activity could be measured in some of these milks at 8 and 10 days. RP-HPLC analysis was a more sensitive means of detecting peptides than the fluorescamine method.

Flavonoids, phenolic acids and abscisic acid in Australian and New Zealand Leptospermum honeys

Flavonoids, phenolic acids and abscisic acid of Australian and New Zealand Leptospermum honeys were analyzed by HPLC. Fifteen flavonoids were isolated in Australian jelly bush honey (Leptospermum polygalifolium), with an average content of 2.22 mg/100 g honey. Myricetin (3,5,7,3',4',5'-hexahydroxyflavone), luteolin (5,7,3',4'-tetrahydroxyflavone) and tricetin (5,7,3',4',5'-pentahydroxyflavone) were the main flavonoids identified. The mean content of total phenolic acids in jelly bush honey was 5.14 mg/100 g honey, with gallic and coumaric acids as the potential phenolic acids. Abscisic acid was quantified as twice the amount (11.6 mg/100 g honey) of the phenolic acids in this honey. The flavonoid profile mainly consisted of quercetin (3,5,7,3',4'-pentahydroxyflavone), isorhamnetin (3,5,7,4'-tetrahydroxyflavone 3'-methyl ethyl), chrysin (5,7-dihydroxyflavone), luteolin and an unknown flavanone in New Zealand manuka (Leptospermum scoparium) honey with an average content of total flavonoids of 3.06 mg/100 g honey. The content of total phenolic acids was up to 14.0 mg/100 g honey, with gallic acid as the main component. A substantial quantity (32.8 mg/100 g honey) of abscisic acid was present in manuka honey. These results showed that flavonoids and phenolic acids could be used for authenticating honey floral origins, and abscisic acid may aid in this authentication. (C) 2002 Published by Elsevier Science Ltd.

O Design Como Processo: A Metáfora do Jogo Enquanto Meio Participativo

Nesta comunicação iremos abordar exemplos da prática do design enquanto processo, como uma metáfora de jogo, em que os intervenientes aceitam voluntariamente as regras e nele participam para atingirem um objectivo comum. Desta forma, interessa-nos explorar o design no contexto que vai para além do discurso forma/função/conteúdo – aquele que inclui elementos performativos, abertos, experienciais e orientados para o processo, numa prática participativa e de colaboração, aplicado ao contexto da educação. Como metodologia de trabalho iremos confrontar perspectivas actuais da teoria e da prática do design que equacionam esta problemática, procurando deste modo contribuir para a reflexão de estratégias metodológicas no ensino do design, no contexto contemporâneo.

Estabilidade do ácido fólico em suspensão oral extemporânea

Apesar do ácido fólico (AF) ser utilizado em pediatria na prevenção e tratamento de deficiências desta vitamina, não existe actualmente disponível uma forma farmacêutica adequada a doentes pediátricos, o que requer o desenvolvimento de uma preparação líquida extemporânea. A utilização segura destas preparações deve ser suportada por documentação adequada sobre estabilidade física e química. O objectivo do presente trabalho foi investigar a estabilidade do AF numa suspensão oral extemporânea 50 g/ml, preparada a partir de comprimidos disponíveis comercialmente (5 mg). A suspensão de AF foi conservada em recipientes de vidro à temperatura de 2-8 ºC e sob protecção da luz. Cinco amostras independentes foram analisadas no tempo 0 e após 1, 3, 5 e 7 dias. O teor em AF foi determinado através de um método de HPLC em fase reversa, com adequada linearidade, precisão, exactidão e selectividade. A concentração de AF foi superior a 95% em todos os tempos de amostragem e a aparência física, cor e odor da suspensão não sofreram alteração durante o período do estudo. O AF revelou ser estável em suspensão aquosa pelo menos durante 14 dias a 2-8 ºC e ao abrigo da luz, o que poderá permitir a sua utilização em doentes pediátricos.

Desenvolvimento de novas metodologias para determinação de antibióticos em águas de consumo: estudo exploratório

Está hoje bem estabelecido que os antibióticos são constantemente libertados e introduzidos no meio ambiente em consequência da sua extensa utilização na medicina humana e veterinária. A presença destes compostos tem vindo a ser verificada, por diversos autores, em águas subterrâneas, águas de superfície e águas residuais. O impacto que deriva da acumulação destas substâncias a nível ambiental, nomeadamente, situações de toxicidade e/ou desenvolvimento de resistências bacterianas, impõe um controlo sobre a qualidade das águas no que respeita a estas substâncias. Este estudo pretende explorar a aplicabilidade da extracção por fase sólida (SPE) utilizando resinas de fase reversa C-18, para a determinação de tetraciclina (TC), cloranfenicol (CPA) e estreptomicina (STP) em amostras de água padronizadas. A separação cromatográfica foi elevada a cabo por cromatografia líquida de alta pressão com detector de fotodiodos (HPLC-DAD) empregando uma coluna C18 de fase reversa (30cm x 3.9mm, 5pm de tamanho partícula). A monitorização dos antibióticos foi realizada por um varrimento de comprimentos de onda específicos para cada um dos compostos (357, 277, e 257nm para TC, CPA e STP, respectivamente). O solvente de eluição constituiu um factor determinante na extracção dos antibióticos da resina utilizada, tendo sido conseguidas extracções máximas de 77,1% para a TC e de 15,3% para o CPA; não foi conseguida qualquer recuperação para a STP com a resina utilizada. Assim, o método revelou-se eficaz para a análise conjunta dos antibióticos CPA e TC, recomendando-se a análise da STP por um método separado, dada as suas elevadas características polares.

Estudo comparativo de procedimentos experimentais e computacionais para cálculo da lipofilia molecular

Introdução – A lipofilia é uma das propriedades físico-químicas que mais influencia a capacidade de uma molécula se movimentar através de compartimentos biológicos. O coeficiente de partição octanol/água (log P) permite, assim, obter uma estimativa da absorção dos fármacos no organismo. A existência de métodos indirectos para um cálculo rápido do log P pode revelar-se de grande importância na análise de listas de compostos com potencial acção farmacológica, reduzindo-as àqueles que se prevêem ter um melhor comportamento biológico. Objectivos – O propósito deste estudo é dar a conhecer um método cromatográfico de RP-HPLC desenvolvido para a determinação indirecta da lipofilia molecular e avaliar a performance de vários programas de cálculo computacional desse mesmo parâmetro. Metodologias – Seleccionaram-se 25 compostos químicos, avaliou-se o log P de cada um deles por RP-HPLC e confrontaram-se os resultados obtidos com os de sete programas computacionais. Resultados – O método RP-HPLC testado demonstrou ser vantajoso em comparação com o convencional shake flask. O programa de cálculo indirecto que proporcionou resultados mais próximos dos experimentais foi o ALOGPS© 2.1. Conclusões – A escolha ideal para a determinação da lipofilia de compostos cujo log P estimado esteja entre 0 e 6 é, sobretudo no que diz respeito à rapidez e simplicidade do processo, o método experimental indirecto RP-HPLC. Quanto aos métodos computacionais concluiu-se que nenhum dos programas, incluindo o ALOGPS© 2.1, demonstrou ser eficaz na avaliação de isómeros pelo que, para estes compostos, será sempre necessário recorrer ao método shake flask ou RP-HPLC.

Nanofiltração de águas superficiais contendo disruptores endócrinos

A produção de água para consumo de alta qualidade a partir de águas de superfície envolve a remoção de micropoluentes em associação com matéria orgânica natural (MON) residual. Actualmente os disruptores endócrinos (DE) são um tipo de micropoluentes de especial relevância e que necessitam de investigação ao nível de detecção analítica e de tecnologias de remoção. A nanofiltração (NF) apresenta-se como uma tecnologia mais adaptada à remoção de DE que podem ser de origem natural ou substâncias químicas como o IGEPAL CO-210 ou ainda provenientes da degradação destas como o 4-nonilfenol. A optimização da NF para remoção dos DE é o objectivo principal deste trabalho final de mestrado. Esta foi realizada em termos de tipos de membranas e de modos e condições de operação. Para este efeito foram realizados ensaios com soluções modelo (4-nonilfenol, 4-octilfenol e IGEPAL) e com amostras de águas de superfície, recolhida no Rio Sado, com e sem inoculação de DE. Os ensaios com as soluções modelo foram realizados em modo de recirculação total numa instalação de nanofiltração laboratorial com células planas e uma área superficial de membrana de 13,2 cm2. Os ensaios com as águas de superfície foram realizados em modo de concentração numa instalação semi-piloto, DSS Lab-unit M20, com 360 cm2 de área superficial de membrana. Os ensaios de permeação foram realizados com membranas de nanofiltração fornecidas pela FILMTEC - NF 90, NF200 e NF270 - com permeabilidades hidráulicas a variarem de 3,7 a 15,6 Kg/h/m2/bar. A quantificação dos DE foi realizada recorrendo a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) precedida de uma pré-concentração, os teores em matéria orgânica natural foram quantificados recorrendo à determinação do carbono orgânico total (COT). Para as soluções modelo os solutos 4-nonilfenol, 4-octilfenol e IGEPAL são rejeitados a 100% por todas as membranas. A NF do Rio Sado com e sem inoculação de DE foram efectuadas até taxas de recuperação de 84%. Os fluxos de permeação para as membranas NF270 e NF200 diminuíram de 100 L/h/m 2 e 70 L/h/m2, respectivamente para valores finais de 20 L/h/m2. Na membrana NF90 os fluxos iniciais de 20 L/h/m 2 decresceram até um valor próximo de zero para as taxas de recuperação mais elevadas. As rejeições ao MON para as membranas NF90, NF200 e NF270 foram 94%, 82% e 78% respectivamente. As rejeições aos DE - 4-nonilfenol, 4-octilfenol e IGEPAL - foram sempre superiores a 98% em todos os ensaios.

Cromatografia preparativa: caracterização e purificação de produtos e impurezas com aplicação na indústria de APIs

Neste trabalho efectuou-se o desenvolvimento de métodos de purificação de princípios activos farmacêuticos utilizando a cromatografia preparativa em coluna (eluição batch). Por motivos de confidencialidade as amostras tiveram a denominação de Amostra Projecto A, Amostra Projecto B, Amostra Projecto C e Amostra 2 - Projecto A. Estudou-se a performance de coluna para cada projecto utilizando colunas pré-preparadas e colunas preparadas com a tecnologia DAC (Dynamical Axial Compression). Elaborou-se o procedimento experimental de enchimento de colunas preparativas sob compressão axial. As impurezas isoladas por cromatografia preparativa foram sujeitas a caracterização HPLC e LC-MS. Com colunas pré-preparadas, obteve-se para a amostra do projecto A um rendimento de 70,59% e relativamente à amostra projecto B obteve-se u, rendimento de 15,39%. Relativamente à impureza isolada da amostra do projecto A, o estudo por HPLC revelou 98,69% de pureza, quanto à impureza da amostra projecto B obteve-se 88,80% de pureza. A impureza da amostra do projecto A exibiu por LC-MS a massa de 467,15 enquanto que a impureza da amostra do projecto B obteve 503,31. O enchimento de colunas preparativas sob pressão axial dinâmica foi realizado numa coluna de dimensão 260 X 25 mm, onde 76,60% da coluna foi compactada com o material de enchimento SepTech ST150-C18, 10 µm. A coluna foi testada com a impureza isolada do projecto A. Isolou-se o pico referente à impureza, e por LC-MS verificou-se que a impureza foi isolada eficientemente com 97,20& de pureza e massa 467,15 como indicado anteriormente. Em relação à preparação de colunas com a tecnologia DAC concluímos que, neste caso, é mais vantajoso realizar o enchimento das colunas do que efectuar a compra de colunas pré-preparadas. Com estes resultados pode-se concluir que a cromatografia preparativa é um método eficaz no isolamento de impurezas de APIs (Active Pharmaceutical Ingredients) face a métodos de purificação clássicos que foram realizados previamente noutros estudos. Com futuros desenvolvimentos e investimentos, facilmente poderá tornar-se num método de purificação indispensável na Indústria de Química Fina.

Determinação da vitamina A em leite materno

O leite materno é o alimento mais completo e seguro para o lactente, sendo fornecedor de energia e nutrientes em quantidades apropriadas para uma boa nutrição nos primeiros meses de vida. A promoção e protecção do aleitamento materno são uma importante estratégia de prevenção de inúmeras doenças, sendo a presença de vitamina A (retinol) em níveis adequados de extrema importância. Desta forma, a determinação do teor desta vitamina no leite materno torna-se essencial para fornecer informações tanto sobre o estado nutricional da lactante como do lactente. O presente trabalho teve como principais objectivos: implementar e optimizar um método de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) para determinação de vitamina A em leite materno e quantificar o teor deste composto em diversas amostras de leite materno, comparando os resultados obtidos com os determinados através da metodologia validada, baseada na norma EN 12823-1, e já em uso no Departamento de Alimentação e Nutrição do Instituto Nacional de Saúde Dr. Ricardo Jorge. De entre as diversas metodologias alternativas que foram testadas em leite de vaca seleccionou-se a mais adequada e vantajosa. Com base nesta metodologia, foram analisadas quinze amostras de leite materno, as quais apresentaram uma concentração de vitamina A que oscilou entre 9,44 e 62,07 µg/100mL de leite. Estas mesmas amostras foram, também analisadas pela metodologia validade e mostraram uma concentração de retinol de 10,72 a 76,65 µg/100mL de leite, respectivamente. A análise estatística dos resultados provenientes do novo método e do método validado permitiu que estes não são estatisticamente diferentes, pelo que se confirma que a nova metodologia encontrada neste trabalho é adequada para a quantificação de retinol em leite materno, apresentando como vantagens uma maior rapidez e simplicidade de análise, reduzida quantidade de amostra e reagentes necessário, diminuta produção de resíduos e possibilidade de análise de um maior número de amostras em simultâneo.