Determination of ochratoxin A in bread: evaluation of microwave-assisted extraction using an orthogonal composite design coupled with response surface methodology

An analytical method using microwave-assisted extraction (MAE) and liquid chromatography (LC) with fluorescence detection (FD) for the determination of ochratoxin A (OTA) in bread samples is described. A 24 orthogonal composite design coupled with response surface methodology was used to study the influence of MAE parameters (extraction time, temperature, solvent volume, and stirring speed) in order to maximize OTA recovery. The optimized MAE conditions were the following: 25 mL of acetonitrile, 10 min of extraction, at 80 °C, and maximum stirring speed. Validation of the overall methodology was performed by spiking assays at five levels (0.1–3.00 ng/g). The quantification limit was 0.005 ng/g. The established method was then applied to 64 bread samples (wheat, maize, and wheat/maize bread) collected in Oporto region (Northern Portugal). OTAwas detected in 84 % of the samples with a maximum value of 2.87 ng/g below the European maximum limit established for OTA in cereal products of 3 ng/g.

Investigations in flow injection analysis (FIA): conventional FIA determination of chloride in water; sequential injection (SI)-FIA determination of mercury in water

Flow injection analysis (FIA) was applied to the determination of both chloride ion and mercury in water. Conventional FIA was employed for the chloride study. Investigations of the Fe3 +/Hg(SCN)2/CI-,450 nm spectrophotometric system for chloride determination led to the discovery of an absorbance in the 250-260 nm region when Hg(SCN)2 and CI- are combined in solution, in the absence of iron(III). Employing an in-house FIA system, absorbance observed at 254 nm exhibited a linear relation from essentially 0 - 2000 Jlg ml- 1 injected chloride. This linear range spanning three orders of magnitude is superior to the Fe3+/Hg(SCN)2/CI- system currently employed by laboratories worldwide. The detection limit obtainable with the proposed method was determin~d to be 0.16 Jlg ml- 1 and the relative standard deviation was determined to be 3.5 % over the concentration range of 0-200 Jig ml- 1. Other halogen ions were found to interfere with chloride determination at 254 nm whereas cations did not interfere. This system was successfully applied to the determination of chloride ion in laboratory water. Sequential injection (SI)-FIA was employed for mercury determination in water with the PSA Galahad mercury amalgamation, and Merlin mercury fluorescence detection systems. Initial mercury in air determinations involved injections of mercury saturated air directly into the Galahad whereas mercury in water determinations involved solution delivery via peristaltic pump to a gas/liquid separator, after reduction by stannous chloride. A series of changes were made to the internal hardware and valving systems of the Galahad mercury preconcentrator. Sequential injection solution delivery replaced the continuous peristaltic pump system and computer control was implemented to control and integrate all aspects of solution delivery, sample preconcentration and signal processing. Detection limits currently obtainable with this system are 0.1 ng ml-1 HgO.

Effet du calcium, plomb et cuivre sur la bioaccumulation du cadmium et la production des phytochélatines par Chlamydomonas reinhardtii

Dans les milieux contaminés par les métaux, les organismes vivants sont exposés à plusieurs d’entre eux en même temps. Les modèles courants de prédiction des effets biologiques des métaux sur les organismes (p. ex., modèle du ligand biotique, BLM ; modèle de l’ion libre, FIAM), sont des modèles d’équilibre chimique qui prévoient, en présence d'un deuxième métal, une diminution de la bioaccumulation du métal d’intérêt et par la suite une atténuation de ses effets. Les biomarqueurs de toxicité, tels que les phytochélatines (PCs), ont été utilisés comme étant un moyen alternatif pour l’évaluation des effets biologiques. Les phytochélatines sont des polypeptides riches en cystéine dont la structure générale est (γ-glu-cys)n-Gly où n varie de 2 à 11. Leur synthèse semble dépendante de la concentration des ions métalliques ainsi que de la durée de l’ exposition de l’organisme, aux métaux. L'objectif de cette étude était donc de déterminer, dans les mélanges binaires de métaux, la possibilité de prédiction de la synthèse des phytochélatines par les modèles d’équilibres chimiques, tel que le BLM. Pour cela, la quantité de phytochélatines produites en réponse d’une exposition aux mélanges binaires : Cd-Ca, Cd-Cu et Cd-Pb a été mesurée tout en surveillant l’effet direct de la compétition par le biais des concentrations de métaux internalisés. En effet, après six heures d’exposition, la bioaccumulation de Cd diminue en présence du Ca et de très fortes concentrations de Pb et de Cu (de l’ordre de 5×10-6 M). Par contre, avec des concentrations modérées de ces deux métaux, le Cd augmente en présence de Cu et ne semble pas affecté par la présence de Pb. Dans le cas de la compétition Cd-Cu, une bonne corrélation a été observée entre la production de PC2, PC3 et PC4 et la quantité des métaux bioaccumulés. Pour la synthèse des phytochélatines et la bioaccumulation, les effets étaient considérés comme synergiques. Dans le cas du Cd-Ca, les quantités de PC3 et PC4 ont diminué avec le métal internalisé (effet antagoniste), mais ce qui était remarquable était la grande quantité de cystéine (GSH) et PC2 qui ont été produites à de fortes concentrations du Ca. Le Pb seul n’a pas induit les PCs. Par conséquent, il n’y avait pas de variation de la quantité de PCs avec la concentration de Pb à laquelle les algues ont été exposées. La détection et la quantification des PCs ont été faites par chromatographie à haute performance couplée d’un détecteur de fluorescence (HPLC-FL). Tandis que les concentrations métalliques intracellulaires ont été analysées par spectroscopie d’absorption atomique (AAS) ou par spectrométrie de masse à source plasma à couplage inductif (ICP-MS).

L’étude des stratégies de séparations préparatrices de protéines par électrophorèse capillaire

La protéomique est un sujet d'intérêt puisque l'étude des fonctions et des structures de protéines est essentiel à la compréhension du fonctionnement d'un organisme donné. Ce projet se situe dans la catégorie des études structurales, ou plus précisément, la séquence primaire en acides aminés pour l’identification d’une protéine. La détermination des protéines commence par l'extraction d'un mélange protéique issu d'un tissu ou d'un fluide biologique pouvant contenir plus de 1000 protéines différentes. Ensuite, des techniques analytiques comme l’électrophorèse en gel polyacrylamide en deux dimensions (2D-SDS-PAGE), qui visent à séparer ce mélange en fonction du point isoélectrique et de la masse molaire des protéines, sont utilisées pour isoler les protéines et pour permettre leur identification par chromatographie liquide and spectrométrie de masse (MS), typiquement. Ce projet s'inspire de ce processus et propose que l'étape de fractionnement de l'extrait protéique avec la 2D-SDS-PAGE soit remplacé ou supporté par de multiples fractionnements en parallèle par électrophorèse capillaire (CE) quasi-multidimensionnelle. Les fractions obtenues, contenant une protéine seule ou un mélange de protéines moins complexe que l’extrait du départ, pourraient ensuite être soumises à des identifications de protéines par cartographie peptidique et cartographie protéique à l’aide des techniques de séparations analytiques et de la MS. Pour obtenir la carte peptidique d'un échantillon, il est nécessaire de procéder à la protéolyse enzymatique ou chimique des protéines purifiées et de séparer les fragments peptidiques issus de cette digestion. Les cartes peptidiques ainsi générées peuvent ensuite être comparées à des échantillons témoins ou les masses exactes des peptides enzymatiques sont soumises à des moteurs de recherche comme MASCOT™, ce qui permet l’identification des protéines en interrogeant les bases de données génomiques. Les avantages exploitables de la CE, par rapport à la 2D-SDS-PAGE, sont sa haute efficacité de séparation, sa rapidité d'analyse et sa facilité d'automatisation. L’un des défis à surmonter est la faible quantité de masse de protéines disponible après analyses en CE, due partiellement à l'adsorption des protéines sur la paroi du capillaire, mais due majoritairement au faible volume d'échantillon en CE. Pour augmenter ce volume, un capillaire de 75 µm était utilisé. Aussi, le volume de la fraction collectée était diminué de 1000 à 100 µL et les fractions étaient accumulées 10 fois; c’est-à-dire que 10 produits de séparations étaient contenu dans chaque fraction. D'un autre côté, l'adsorption de protéines se traduit par la variation de l'aire d'un pic et du temps de migration d'une protéine donnée ce qui influence la reproductibilité de la séparation, un aspect très important puisque 10 séparations cumulatives sont nécessaires pour la collecte de fractions. De nombreuses approches existent pour diminuer ce problème (e.g. les extrêmes de pH de l’électrolyte de fond, les revêtements dynamique ou permanent du capillaire, etc.), mais dans ce mémoire, les études de revêtement portaient sur le bromure de N,N-didodecyl-N,N-dimethylammonium (DDAB), un surfactant qui forme un revêtement semi-permanent sur la paroi du capillaire. La grande majorité du mémoire visait à obtenir une séparation reproductible d'un mélange protéique standard préparé en laboratoire (contenant l’albumine de sérum de bovin, l'anhydrase carbonique, l’α-lactalbumine et la β-lactoglobulin) par CE avec le revêtement DDAB. Les études portées sur le revêtement montraient qu'il était nécessaire de régénérer le revêtement entre chaque injection du mélange de protéines dans les conditions étudiées : la collecte de 5 fractions de 6 min chacune à travers une séparation de 30 min, suivant le processus de régénération du DDAB, et tout ça répété 10 fois. Cependant, l’analyse en CE-UV et en HPLC-MS des fractions collectées ne montraient pas les protéines attendues puisqu'elles semblaient être en-dessous de la limite de détection. De plus, une analyse en MS montrait que le DDAB s’accumule dans les fractions collectées dû à sa désorption de la paroi du capillaire. Pour confirmer que les efforts pour recueillir une quantité de masse de protéine étaient suffisants, la méthode de CE avec détection par fluorescence induite par laser (CE-LIF) était utilisée pour séparer et collecter la protéine, albumine marquée de fluorescéine isothiocyanate (FITC), sans l'utilisation du revêtement DDAB. Ces analyses montraient que l'albumine-FITC était, en fait, présente dans la fraction collecté. La cartographie peptidique a été ensuite réalisée avec succès en employant l’enzyme chymotrypsine pour la digestion et CE-LIF pour obtenir la carte peptidique.

Desenvolupament de mètodes de preconcentració emprant membranes líquides suportades i extracció en fase sòlida per a la determinació de l'herbicida glifosat i el seu metabòlit AMPA en aigües naturals

El glifosat, N-(fosfonometil) glicina, és un dels herbicides més utilitzats arreu del món a causa de la seva baixa toxicitat i al seu ampli espectre d'aplicació. A conseqüència del gran ús que se'n fa, és necessari monitoritzar aquest compost i el seu principal metabòlit, l'àcid aminometilfosfònic (AMPA), en el medi ambient. S'han descrit diversos mètodes instrumentals basats en cromatografia de gasos (GC) i de líquids (HPLC), sent aquesta darrera l'opció més favorable a causa del caràcter polar dels anàlits. Per assolir nivells de concentració baixos cal, però, la preconcentració dels anàlits. En aquest treball s'estudien diferents alternatives amb aquest objectiu. S'ha avaluat la tècnica de membrana líquida suportada (SLM) on la membrana consisteix en una dissolució orgànica, que conté un transportador (en el nostre cas, un bescanviador d'anions comercial, Aliquat 336), que impregna un suport polimèric microporós que se situa entre dues solucions aquoses: la de càrrega, que conté els anàlits inicialment, i la receptora, on es retenen els anàlits després del seu transport a través de la membrana. Les condicions d'extracció més adequades s'obtenen treballant en medi bàsic amb NaOH on els anàlits estan en forma aniònica i les majors recuperacions s'obtenen amb HCl 0,1 M o NaCl 0,5 M, la qual cosa indica que l'ió clorur és la força impulsora del transport. Un cop dissenyat el sistema, es duen a terme experiments de preconcentració amb dues geometries diferents: un sistema de membrana laminar (LSLM) on recircula la fase receptora i un sistema de fibra buida (HFSLM). Els millors resultats s'obtenen amb el mòdul de fibra buida, amb factors de concentració de 25 i 3 per a glifosat i AMPA, respectivament, fent recircular durant 24 hores 100 ml de solució de càrrega i 4 ml de solució receptora. També s'aplica una tècnica més selectiva, la cromatografia d'afinitat amb ió metàl·lic immobilitzat (IMAC), basada en la interacció entre els anàlits i un metall immobilitzat en una resina a través d'un grup funcional d'aquesta. En aquest estudi s'immobilitza pal·ladi al grup funcional 8-hidroxiquinoleïna de la resina amb matriu acrílica Spheron Oxine 1000 i s'avalua per a l'extracció i preconcentració de glifosat i AMPA. Per a ambdós anàlits l'adsorció és del 100 % i les recuperacions són superiors al 80 % i al 60 % per a glifosat i AMPA, respectivament, utilitzant HCl 0,1 M + NaCl 1 M com a eluent. Aquests resultats es comparen amb els obtinguts amb dues resines més, també carregades amb pal·ladi: Iontosorb Oxin 100, que té el mateix grup funcional però matriu de cel·lulosa, i Spheron Thiol 1000, on el grup funcional és un tiol i la matriu també és acrílica. Per al glifosat els resultats són similars amb totes les resines, però per a l'AMPA la resina Spheron Thiol és la única que proporciona recuperacions superiors al 93 %. Finalment, una altra opció estudiada és l'acoblament de dues columnes de cromatografia líquida (LC-LC). En l'estudi l'objectiu és millorar el mètode existent per a glifosat i AMPA en aigües naturals on el LOD era de 0,25 ug/l. El mètode consisteix en la derivatització precolumna amb el reactiu fluorescent FMOC i l'anàlisi amb l'acoblament LC-LC-fluorescència. Variant lleugerament les condicions de derivatització s'aconsegueix quantificar 0,1 ug/l de glifosat i AMPA. Es fortifiquen aigües naturals amb 0,1, 1 i 10 ug/l dels anàlits per validar el mètode. S'obtenen recuperacions d'entre el 85 % i el 100 %, amb desviacions estàndard relatives inferiors al 8 %. Aplicant una tècnica de preconcentració prèvia a la derivatització i anàlisi utilitzant una resina de bescanvi aniònic, Amberlite IRA-900, es millora la sensibilitat del mètode i s'assoleix un LOD per al glifosat de 0,02 ug/l.

Difference gel electrophoresis

DIGE is a protein labelling and separation technique allowing quantitative proteomics of two or more samples by optical fluorescence detection of differentially labelled proteins that are electrophoretically separated on the same gel. DIGE is an alternative to quantitation by MS-based methodologies and can circumvent their analytical limitations in areas such as intact protein analysis, (linear) detection over a wide range of protein abundances and, theoretically, applications where extreme sensitivity is needed. Thus, in quantitative proteomics DIGE is usually complementary to MS-based quantitation and has some distinct advantages. This review describes the basics of DIGE and its unique properties and compares it to MS-based methods in quantitative protein expression analysis.

Accumulation of anticoagulant rodenticides in a non-target insectivore, the European hedgehog (Erinaceus europaeus)

Studies on exposure of non-targets to anticoagulant rodenticides have largely focussed on predatory birds and mammals; insectivores have rarely been studied. We investigated the exposure of 120 European hedgehogs (Erinaceus europaeus) from throughout Britain to first- and second-generation anticoagulant rodenticides (FGARs and SGARs) using high performance liquid chromatography coupled with fluorescence detection (HPLC) and liquid-chromatography mass spectrometry (LCMS). The proportion of hedgehogs with liver SGAR concentrations detected by HPLC was 3-13% per compound, 23% overall. LCMS identified much higher prevalence for difenacoum and bromadiolone, mainly because of greater ability to detect low level contamination. The overall proportion of hedgehogs with LCMS-detected residues was 57.5% (SGARs alone) and 66.7% (FGARs and SGARs combined); 27 (22.5%) hedgehogs contained >1 rodenticide. Exposure of insectivores and predators to anticoagulant rodenticides appears to be similar. The greater sensitivity of LCMS suggests that hitherto exposure of non-targets is likely to have been under-estimated using HPLC techniques.

Developing a fluorimetric sequential injection methodology to study adsorption/desorption of glyphosate on soil and sediment samples

This paper describes the development of a sequential injection method to automate the fluorimetric determination of glyphosate based on a first step of oxidation to glycine by hypochlorite at 48 degrees C, followed by reaction with the fluorogenic reagent o-phthaldialdehyde in presence of 2-mercaptoethanol in borate buffer (pH > 9) to produce a fluorescent 1-(2`-hydroxyethylthio)-2-N-alkylisoindole. The proposed method has a linear response for glyphosate concentrations between 0.25 and 25.0 mu mol L(-1), with limits of detection and quantification of 0.08 and 0.25 mu mol L(-1), respectively. The sampling rate of the method is 18 samples per hour, consuming only a fraction of reagents consumed by the chromatographic method based on the same chemistry. The method was applied to study adsorption/desorption properties in a soil and in a sediment sample. Adsorption and desorption isotherms were properly fitted by Freundlich and Langmuir equations, leading to adsorption capacities of 1384 +/- 26 and 295 +/- 30 mg kg(-1) for the soil and sediment samples, respectively. These values are consistent with the literature, with the larger adsorption capacity of the soil being explained by its larger content of clay minerals, while the sediment was predominantly sandy. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Amino acids profile of sugar cane spirit (cachaca), rum, and whisky

An analytical procedure for the separation and quantification of 20 amino acids in cachacas has been developed involving C18 solid phase cleanup, derivatization with o-phthalaldehyde/2-mercaptoethanol, and reverse phase liquid chromatography with fluorescence detection. The detection limit was between 0.0050 (Cys) and 0.25 (Ser) mg L-1, whereas the recovery index varies from 69.5 (Lys) to 100 (Tyr)%. Relative standard deviations vary from 1.39 (Trp) to 13.4 (Glu)% and from 3.08 (Glu) to 13.5 (His) for the repeatability and intermediate precision, respectively. From the quantitative profile of amino acids in 41 cachacas, 5 turns, and 12 whisky samples, the following order of amino acids in significant quantities is observed: Gly = Ser < Cys < Ile < His < Pro = Asp < Asn < Tyr for cachaca; Phe < Glu = Gln = Val = Ala < His = Gly Thr = Arg = Tyr < Asn Ser = Lys = Pro < Cys = Asp for rum; and Ala = Asn < Trp < Gln = His = Met = Ile = Cys < Thr < Asp Leu < Phe = Lys < Ser = Gly = Tyr = Val < Glu = Pro < Arg for whisky samples. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Determination of fluoxetine in plasma by gas chromatography-mass spectrometry using stir bar sorptive extraction

This article presents a method employing stir bar sorptive extraction (SBSE) with in situ derivatization, in combination with either thermal or liquid desorption on-line coupled to gas chromatography-mass spectrometry for the analysis of fluoxetine in plasma samples. Ethyl chloroformate was employed as derivatizing agent producing symmetrical peaks. Parameters such as solvent polarity, time for analyte desorption, and extraction time, were evaluated. During the validation process, the developed method presented specificity, linearity (R-2 > 0.99), precision (R.S.D. < 15%), and limits of quantification (LOQ) of 30 and 1.37 pg mL(-1), when liquid and thermal desorption were employed, respectively. This simple and highly sensitive method showed to be adequate for the measurement-of fluoxetine in typical and trace concentration levels. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Simultaneous analysis of free amino acids and biogenic amines in honey and wine samples using in loop orthophthalaldeyde derivatization procedure

This work presents a RP-HPLC method for the simultaneous quantification of free amino acids and biogenic amines in liquid food matrices and the results of the application to honey and wine samples obtained from different production processes and geographic origins. The developed methodology is based on a pre-column derivatization with o-phthaldialdehyde carried out in the sample injection loop. The compounds were separated in a Nova-Pack RP-C18 column (150 mm × 3.9 mm, 4 μm) at 35 °C. The mobile phase used was a mixture of phase A: 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.3), methanol and tetrahydrofuran (91:8:1); and phase B: methanol and phosphate buffer (80:20), with a flow rate of 1.0 ml/min. Fluorescence detection was used at an excitation wavelength of 335 nm and an emission wavelength of 440 nm. The separation and quantification of 19 amino acids and 6 amines was carried out in a single run as their OPA/MCE derivatives elute within 80 min, ensuring a reproducible quantification. The method showed to be adequate for the purpose, with an average RSD of 2% for the different amino acids; detection limits varying between 0.71 mg/l (Asn) and 8.26 mg/l (Lys) and recovery rates between 63.0% (Cad) and 98.0% (Asp). The amino acids present at the highest concentration in honey and wine samples were phenylalanine and arginine, respectively. Only residual levels of biogenic amines were detected in the analysed samples.

Determination of lipophilic and hydrophilic antioxidants in Solanum Lycopersicum L. tomato from Gordal variety by LL-USAE combined with UHPLC-PDA/FLR

Tomato (Lycopersicon esculentum L.) is one of the main constituents of the Mediterranean diet. Its consumption has been proposed to reduce the risk of cardiovascular diseases and certain types of cancer. It is therefore one of the most popular and extensively consumed vegetable crop worldwide. To gain insights on the potential of Lycopersicon esculentum L. as bioactive food, two analytical methodologies were developed to determine the levels of the lipophilic -tocopherol, α-tocopherol, β-carotene, lycopene; and hydrophilic antioxidants ascorbic acid. The quantification of total carotenoids (β-carotene and lycopene) was assessed through a liquid–liquid ultrasound assisted extraction (LL-USAE) in combination with ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), according to method of mean, for total carotenoids (λmáx = 450 nm. The ultra-high performance liquid chromatographic using both photodiode array and fluorescence detection (UHPLC-PDA/FLR), allows the identification and quantification of the target lipophilic and hydrophilic antioxidants. This methodology UHPLC-PDA/FLR is fast, simple and revealed a high sensitivity for the compounds under study. The limits of detection (LODs) and quantification (LOQs) obtained were much lower (about 10 times) than the reported in literature. The method LL-USAE/UV-Vis was validated and applied to different tomato foodstuffs. The results reveal a small increase of carotenoids content during maturation, reaching the maximum level when ripe. These results complement those obtained by the ORAC and TBARS assays that show an increase of antioxidant capacity during maturation. The LODs ans LOQs obtained were also about 10 times lower than reported in literature. The carotenoid content was also evaluated by LL-USAE/UV-Vis in different tomatoes varieties. Regional variety present the high carotenoid level, followed by campari and gordal, and at last grape. This methodology was also applied to different processed food samples containing tomatoes derivatives. Highest carotenoids content were obtained in concentrated tomato foodstuffs.

Análise da frequência alélica de 15 LOCI STR na população do Rio Grande do Norte

Human population have a significant number of polymorphic loci, whose use and applications range from construction of linkage maps, to study the evolution of populations, through the determination of paternity, forensic medicine and migration. Currently, STRs (Short Tanden Repeats) markers are considered the major markers for human identification, mainly due to its abundance and high variability because of the fact that they are easily amplifiable by PCR (Polymerase Chain Reaction), work with low amounts of DNA and be capable of automation processes involving fluorescence detection. The creation of regional databases containing allele frequencies of population provide subsidies to increase the reliability of the results of determining the genetic link. This paper aims to obtain a database of allele frequencies of 15 polymorphic molecular loci (D8S1179, D21S11, D7S820, CSF1PO, D19S433, vWA, TPOX, D18S51, D3S1358, TH01, D13S317, D16S539, D2S1338, D5S818 e FGA) in a population classifies as born in the State of Rio Grande do Norte, Brazil, totaling 1100 unrelated individuals. To evaluate the frequency, DNA samples were submitted to PCR amplification, followed by capilarry electrophoresis genetic sequencer. The frequencies identified in this study were compared with brazilian population in general and other states in Brazil. Except for the loci D21S11, D19S433 and D2D1338, the genotypes found were in Hardy-Weinberg equilibrium and no significant differences among the frequencies were found in the populations studied. The most informative loci was D2S1338 and D18S51, and the less informative is the locus TPOX

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in raw cane sugar (rapadura) in Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Otimização e validação de uma metodologia analítica para determinação de 1-hidroxipireno em urina de cortadores de cana-de-açúcar

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