Otimização e validação de metodologia analítica empregando SPE e LC-ESI-MS/MS para determinação de multiclasses de agrotóxicos e metabólitos em água de superfície e de abastecimento público

A aplicação de agrotóxicos nas práticas agrícolas aumentou muito nos últimos anos. Isto vem ocorrendo devido ao crescimento populacional, demandando maior produção de alimentos. O uso de agrotóxicos e seus resíduos tornaram-se um problema devido a possível contaminação das águas de superfície e subterrânea, podendo impactar o meio ambiente e causar danos à saúde pública. Na cidade de Rio Grande, RS, Brasil, o suprimento de água potável é realizado pela CORSAN (Companhia Riograndense de Saneamento), que capta a água do Canal São Gonçalo, o qual estabelece uma ligação entre as duas lagoas: Lagoa dos Patos e Lagoa Mirim. Em suas margens há também a captação de água para irrigação das culturas agrícolas. Esta interação entre o uso da água das lagoas e a agricultura, pode resultar na contaminação das águas que são captadas para abastecimento dos municípios situados na região. Uma metodologia analítica empregando Extração em Fase Sólida (SPE) e Cromatografia Líquida acoplada a uma fonte de ionização por Electrospray tandem Espectrometria de Massas (LCESI-MS/MS) foi desenvolvida e validada para a determinação de dezoito agrotóxicos multiclasses (herbicidas, inseticidas e fungicidas) e dois metabólitos em amostras de água superficial e de abastecimento público. Esta metodologia foi aplicada para monitoramento durante dez meses na água superficial do Canal São Gonçalo e na água de consumo da cidade de Rio Grande, após o tratamento pela CORSAN. Os agrotóxicos selecionados foram: clomazona, bispiribaque-sódio, diurom, atrazina, simazina, imazetapir, imazapique, metsulfuron-metílico, quincloraque, penoxsulam, 2,4-D, pirazosulfuron-etílico, bentazona, propanil, irgarol, tebuconazol, fipronil e carbofurano. Os metabólitos foram: 3,4-DCA e 3-hidroxicarbofurano. Os limites de detecção do método variaram entre 0,4 – 40,0 ng L -1 , enquanto para os limites de quantificação a variação foi de 4,0 – 100,0 ng L -1 . Todos os compostos apresentaram excelente linearidade, com coeficiente de determinação maior do que 0,99. As recuperações empregando SPE com cartuchos contendo 500 mg de C18ec, variaram entre 70 a 120%, para 95% dos compostos, apresentando %RSD 20%. Através do monitoramento de múltiplas reações (MRM), duas transições diferentes (íon precursor – íon produto) foram selecionadas para cada composto, uma para quantificação e outra para confirmação, o que aumentou a seletividade do método. Para as amostras analisadas, foram detectados agrotóxicos nível de ng L -1 . O método desenvolvido é sensível, rápido e apresenta elevada seletividade, permitindo a identificação e a quantificação dos agrotóxicos em águas superficiais e de abastecimento público, atendendo os níveis requeridos pelos órgãos reguladores como da União Européia (98/83/EC) e do Brasil segundo a Portaria Nº. 518 (25/03/2004).

Otimização e validação de métodos empregando DLLME, SPE, HPLC-DAD e LC-ESI-MS/MS para determinação de agrotóxicos em água subterrânea

A preocupação com a poluição das águas por agrotóxicos tem aumentado, visto que aumentou o número de detecções de agrotóxicos em águas. A falta de avaliação da qualidade da água consumida pela população de áreas rurais onde não existe o abastecimento público de água potável, deve ser considerada, pois essas águas se encontram próximo a áreas de cultivo, onde há intensa aplicação de agrotóxicos. Nessas regiões, o abastecimento de água para as residências e para a irrigação é feito geralmente através das águas de poços. Neste trabalho, um método para determinação dos agrotóxicos carbofurano, clomazona, 2,4-D e tebuconazol em água subterrânea foi desenvolvido e validado. O método utilizou a Extração em Fase Sólida (SPE) e determinação por Cromatografia Líquida de Alta eficiência com Detecção por Arranjo de Diodos (HPLC-DAD) e confirmação por Cromatografia Líquida tandem Espectrometria de Massas (LC-MS/MS). Para a SPE utilizou-se cartuchos C18 de 200 mg, e eluição com 1 mL de metanol. Após a otimização dos parâmetros de extração e separação dos compostos, o método foi validado avaliando-se curva analítica, linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão (repetitividade e precisão intermediária) e exatidão (recuperação). Todas as curvas analíticas apresentaram valores de r maiores que 0,99. Os LOQs para o método, considerando a etapa de pré-concentração de 250 vezes, foram de 0,2 µg L -1 para todos os agrotóxicos por HPLC-DAD e, por LC-MS/MS, 4,0 ng L -1 para clomazona, carbofurano e tebuconazol e de 40,0 ng L -1 para 2,4-D. As recuperações foram entre 60,3 e 107,7% para a repetitividade e entre 67,5 e 115,3% para a precisão intermediária, com RSD de 0,8 a 20,7% para todos os compostos por HPLC-DAD. Para o LC-MS/MS a precisão em termos de repetitividade, variou entre 0,97 e 20,7%, e as recuperações entre 67,0 e 108,9%. O método foi aplicado na determinação de agrotóxicos em amostras de águas subterrâneas durante um ano. Nas amostras foram detectados agrotóxicos em níveis de µg L -1 . Dentro do contexto atual da Química Analítica, de desenvolver métodos mais rápidos, que utilizem menor quantidade de solvente, de amostra e com altos fatores de enriquecimento, foi otimizado um método de extração para os agrotóxicos carbofurano, clomazona e tebuconazol utilizando a Microextração Líquido-Líquido Dispersiva (DLLME) e determinação por LC-MS/MS. Foram otimizados alguns parâmetros que influenciam no processo de extração, como: tipo e volume dos solventes dispersores e extratores, tempo de extração, força iônica e velocidade de centrifugação. Nas condições otimizadas, as recuperações para os níveis de concentração entre 0,02 e 2,0 g L -1 variaram entre 62,7 e 120,0%, com valores de RSD entre 1,9 e 9,1%. O LOQ do método foi de 0,02 µg L -1 para todos os compostos. Quando comparado com a SPE se demonstrou rápido, simples, de baixo custo, além de necessitar de menores volumes de amostra para determinação de agrotóxicos em águas. O método mostrou-se adequado à análise dos agrotóxicos em água subterrânea e todos os parâmetros de validação obtidos estão dentro dos limites sugeridos para validação de métodos cromatográficos

Analyse simultanée des hormones stéroïdiennes et leurs formes chimiques dans les matrices d'eau et d'urine par SPE-LC-MS/MS en ligne

Dans les dernières années, les perturbateurs endocriniens ont été observés dans les rivières qui reçoivent des entrées importantes d’eaux usées. Parmi les perturbateurs endocriniens, les hormones stéroïdiennes naturelles et synthétiques sont des composés dont le potentiel d'imiter ou d'interférer avec les fonctions hormonales normales (développement, croissance et reproduction), est reconnu même au niveau ultra-traces (ng L-1). Bien que les hormones conjuguées soient moins actives que les hormones libres, elles peuvent être clivées et redevenir libres une fois exposées aux processus microbiens avant ou pendant le traitement des eaux usées. En raison de la nécessité d'identifier et de quantifier ces composés dans l'eau, une nouvelle méthode, entièrement automatisée, a été développée pour la détermination simultanée des deux formes de plusieurs hormones stéroïdiennes (conjuguées et libres) dans les matrices d'eau et dans l’urine des femmes. La méthode est basée sur l'extraction en phase solide couplée en ligne à la chromatographie liquide et la spectrométrie de masse en tandem (SPE-LC-MS/MS). Plusieurs paramètres ont été évalués dans le but d'optimiser l'efficacité de la méthode, tels que le type et le débit de la phase mobile, des différentes colonnes de SPE et de chromatographie, ainsi que différentes sources et modes d'ionisation des échantillons pour la MS. La méthode démontre une bonne linéarité (R2 > 0.993), ainsi qu'une précision avec un coefficient de variance inférieure à 10%. Les limites de quantification varient d’un minimum de 3 à 15 ng L-1 pour un volume d'injection entre 1 mL et 5 mL et le recouvrement des composés varie de 72 % à 117 %.

Casca de arroz como adsorvente para extração de micotoxinas em cebola

A produção mundial de arroz chega a 80 milhões de toneladas ao ano, considerando que as cascas representam 20% deste valor, anualmente são geradas cerca de 1.162.000 toneladas desse rejeito. Há alguns anos, esse material era descartado no ambiente, atualmente as leis de proteção ambiental, demandaram na preocupação com resíduos de casca de arroz (FOLETO, 2005). Segundo Mayer (2006) a casca leva aproximadamente 5 anos para se decompor e exala um volume elevado de metano, um dos gases responsáveis pelo efeito estufa. Visando proteger a integridade do meio ambiente, estão sendo buscadas alternativas para reduzir os impactos ambientais do descarte e recuperar os investimentos na cultura do grão. Devido seu alto teor de silício a casca de arroz, é matéria-prima de grande interesse para aplicação em vários ramos: indústria eletrônica, cerâmica e na agricultura e também pode ser utilizada como fonte energética e ser aplicadas como adsorvente, em análises químicas (FOLETO, 2005; ROSA, 2009). Neste trabalho o objetivo foi padronizar método para a determinação das aflatoxinas B1, B2, G1, G2 e ocratoxiana A em cebola, empregando a técnica de extração, Dispersão da Matriz em Fase Sólida (MSPD), tendo a casca de arroz como adsorvente, de forma a possibilitar a determinação dos contaminantes empregando cromatografia de camada delgada de alta eficiência (HPTLC) e/ou cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a detector de fluorescência (HPLC-FD). A cebola (Allium cepa L.) foi a matriz escolhida devido sua importância econômica, ela é a terceira hortaliça mais importante economicamente no Brasil, depois do tomate e da batata. O país está entre os dez maiores produtores do mundo, sendo que na safra de 2010 a produção foi de 1.548.146 toneladas. Dentre os estados que se destacam pela sua produção estão: Santa Catarina, São Paulo e Rio Grande do Sul. No entanto, a cebola assim como os demais alimentos é suscetível à contaminação fúngica e se entre a microbiota estiverem espécies toxigênicas pode ocorrer à produção de micotoxinas. O método foi validado avaliando-se curva analítica, linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão (repetitividade e precisão intermediária) e exatidão (recuperação) para cada tipo de determinação cromatográfica. Para HPTLC, os limites de detecção variaram entre 0,33-5µg Kg-1 e os de quantificação entre 1-15µg Kg-1 Para o método HPLC-FD os limites de detecção variaram entre 0,003– 0,26 µg Kg-1 e os de quantificação 0,03 – 2,6 µg Kg-1 . As recuperações para o método HPTLC variaram entre 76- 95% e para HPLC-FD variaram entre 72-88%. O método desenvolvido foi aplicado para verificar a ocorrência de micotoxinas em 14 amostras de cebola. A contaminação com aflatoxinas foi verificada em 43% das amostras analisadas. O nível máximo encontrado foi de 90 µg Kg-1 para aflatoxina B2 em uma amostra de cebola crioula, com o defeito de mancha negra.

Desenvolvimento de método para determinação de resíduos de sedativos e B-bloqueadores em rim por LC-MS/MS

O desenvolvimento de métodos adequados que permitam o monitoramento de resíduos e contaminantes em alimentos é de suma importância pois é a única forma de garantir a segurança dos alimentos evitando danos à saúde do consumidor. Para isso, fazse necessário que estes métodos sejam rápidos, fáceis e de baixo custo, capazes de detectar a presença de resíduos em concentrações baixas e em diferentes matrizes. Este trabalho consistiu no desenvolvimento de método para determinação de 5 sedativos e 14 β-bloqueadores em amostras de rim suíno e posterior análise por Cromatografia Líquida Acoplada à Espectrometria de Massas em Série (LC-MS/MS). O procedimento de extração que melhor se adequou para análise destes compostos consistiu na pesagem de 2 g de amostra e adição de 10 mL de acetonitrila seguida de homogeneização com auxílio de Ultra-Turrax e mesa agitadora. Após extração, as amostras foram submetidas a duas técnicas de clean-up, sendo elas, congelamento do extrato à baixa temperatura e extração em fase sólida dispersiva (d-SPE) utilizando como sorvente Celite® 545. Uma etapa de concentração foi realizada com auxílio de concentrador de amostras sob fluxo de N2 e temperatura controlada. As amostras secas foram retomadas com metanol e analisadas utilizando sistema LC-MS/MS com Ionização por Eletrospray (ESI), operando no modo MRM positivo, coluna Poroshell 120 EC-C18 (3,0 x 50 mm, 2,7 μm) para separação dos analitos, e gradiente de fase móvel composta por (A) solução aquosa acidificada com 0,1% de ácido fórmico (v/v) e (B) metanol 0,1% ácido fórmico (v/v). Os parâmetros de validação avaliados foram linearidade, seletividade, efeito matriz, precisão, veracidade, recuperação, limite de decisão, capacidade de detecção, incerteza da medição, robustez, limite de detecção e de quantificação. Além disso foram observados os critérios de desempenho aplicáveis à detecção por espectrometria de massas e estabilidade dos compostos. A recuperação foi avaliada em 10 μg kg-1 e a veracidade em 5, 10 e 15 μg kg-1 apresentando resultados satisfatórios entre 70 - 85% e 90 - 101%, respectivamente. O limite de quantificação determinado foi de 2,5 μg kg-1 , exceto para carazolol que foi de 1,25 μg kg- 1 . O estudo de linearidade foi realizado entre 0 e 20 μg kg-1 apresentando coeficientes de determinação superiores a 0,98. Estes procedimentos foram realizados através de análise de matriz branca fortificada. Além disso, o presente método foi utilizado para analisar carazolol, azaperone e azaperol em amostras de ensaio colaborativo de rim suíno, apresentando resultados muito próximos aos reais. Portanto, é possível concluir que o método desenvolvido é adequado para análise de sedativos e β-bloqueadores através de extração dos compostos e limpeza do extrato eficientes utilizando procedimentos rápidos, fáceis e de baixo custo, garantindo resultados seguros e confiáveis.

Avaliação da técnica de dispersão da matriz em fase sólida assistida por vórtex para análise de fármacos em peixes

Os fármacos classificados como contaminantes orgânicos emergentes tornaramse tópico de discussão ambiental pois estes são capazes de atingir diferentes matrizes do meio ambiente, como água, solo e organismos aquáticos, e estudos demonstrando a toxicidade tem despertado o interesse científico. Neste estudo um método analítico foi otimizado e validado para determinação de quinze fármacos em amostras de peixes empregando preparo de amostras por dispersão da matriz em fase sólida (MSPD) assistida por vórtex e determinação por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas sequencial (LC-MS/MS). O estudo ainda focou na aplicação de diferentes suportes sólidos na etapa de dispersão da MSPD, sendo que três (quitina, quitosana e concha de mexilhão dourado) foram utilizados pela primeira vez para esta finalidade, O método otimizado foi validado seguindo os parâmetros do INMETRO, ANVISA, SANCO e FDA. A curva analítica e linearidade foram avaliados através da calibração externa e superposição na matriz. Os compostos demonstraram linearidade dentro da faixa recomendada, com coeficiente de correlação maior do que 0,99. Os limites de detecção do método variaram de 1 a 100 ng g -1 , e os limites de quantificação a variaram de 5 a 1000 ng g -1 . Os valores de recuperação variaram de 68% a 108%, com RSD menores que 13% para todos os compostos. O efeito de matriz foi avaliado e quatro dos quinze compostos apresentaram efeito maior que ±20%. Na aplicabilidade o método demonstrou ser eficiente para extração de fármacos de diferentes espécies de peixe, apresentando exatidão e precisão adequados. Não foram encontrados resíduos de fármacos nas amostras analisadas.

Otimização e validação de método empregando SPE e LC-APCI-MS/MS para determinação de fármacos em água de supefície e de abastecimento público

O uso mundial dos fármacos classificados como contaminantes emergentes tornouse um novo problema ambiental devido à possível contaminação das águas de superfície e de abastecimento, podendo impactar o meio ambiente e causar danos à saúde pública. Na cidade de Rio Grande, RS, Brasil, o suprimento de água potável é realizado pela CORSAN (Companhia Riograndense de Saneamento), que capta a água do Canal São Gonçalo, o qual estabelece uma ligação entre as lagoas: dos Patos e Mirim. Neste trabalho um método analítico empregando Extração em Fase Sólida (SPE) e Cromatografia Líquida com Fonte de Ionização Química a Pressão Atmosférica acoplada a Espectrometria de Massas (LC-APCI-MS/MS) foi desenvolvido e validado para a determinação dos fármacos atenolol, cafeína, diclofenaco, fluoxetina e sulfametoxazol em amostras de água superficial e de abastecimento público. O método foi validado conforme parâmetros do INMETRO e SANCO. Os limites de detecção do método variaram entre 0,053 – 0,53 µg L -1 , enquanto para os limites de quantificação a variação foi de 0,16 – 1,6 µg L-1 . Todos os compostos apresentaram excelente linearidade, com coeficiente de correlação maior do que 0,99. Os valores de recuperação estiveram na faixa de 70 a 120%, com RSD menores que 20% para todos os compostos. Através do monitoramento de múltiplas reações (MRM), duas transições diferentes (íon precursor – íon produto) foram selecionadas para cada composto, uma para quantificação e outra para confirmação, o que aumentou a seletividade do método. O efeito de matriz foi avaliado, e dois compostos apresentaram supressão de sinal. O efeito de matriz foi compensado com calibração dos padrões na matriz.

Study of antioxidant, antiproliferative and apoptosis-inducing properties of wild mushrooms from the Northeast of Portugal

Mushrooms are known as a powerful source of bioactive compounds including antioxidants, inhibitors of human tumour cell lines growth, inducers of apoptosis and enhancers of immunity. Indeed, many pre-clinical studies have been conducted in human tumour cell lines and in some cases a number of compounds isolated from mushrooms have followed to clinical trials. The Northeast of Portugal is one of the European regions with higher wild mushrooms diversity. However, to our knowledge, no studies had been conducted so far to verify their bioactivities. The main aim of this work was the evaluation of the bioactive properties (antioxidant properties and growth inhibitory potential on human tumour cell lines) of wild edible mushrooms collected in the Northeast of Portugal. Once properly identified, methanolic, ethanolic and boiling water extracts were prepared from thirty eight wild mushroom species collected in that region. Chemical characterization was obtained by high performance liquid chromatography (HPLC) coupled to a photodiode array detector (DAD) or to a refraction index detector (RI). Antioxidant activity assays were carried out in those extracts, including evaluation of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radicals scavenging capacity, reducing power and inhibition of β-carotene bleaching. Extract-induced cell growth inhibition was assessed with the sulforhodamine B assay in four human tumour cell lines (NCI-H460 - lung cancer, MCF-7 -breast cancer, HCT-15 -colon cancer and AGS - gastric cancer). The effects on cell cycle profile and apoptosis were evaluated by flow cytometry and the effect on the expression levels of proteins related to cell cycle and apoptosis was further investigated by Western blotting. Three wild edible mushroom species revealed growth inhibitory activity in the studied human tumour cell lines: Clitocybe alexandri ethanolic extract, Lepista inversa methanolic extract and Suillus collinitus methanolic extract. C. alexandri ethanolic extract induced an S-phase cell cycle arrest and increased the percentage of apoptotic cells, in the NCI-H460 cell line. The analysed mushroom species also provided interesting antioxidant potential, mainly the boiling water extract of L. inversa which showed the highest DPPH radical scavenging activity, reducing power and β-carotene bleaching inhibition. S. collinitus methanolic extract induced a slight increase in the number of cells in G1, with a concomitant decrease in the percentage of cells in the S phase of the cell cycle and an increase in the percentage of apoptotic cells, in the MCF-7 cell line. The combined use of the S. collinitus methanolic extract and etoposide caused a greater decrease in the percentage of cell growth, when compared to either of them used individually, indicating the potential benefit of this combination. The tested extracts were chemically characterized and protocatechuic, p-hydroxybenzoic, p-coumaric and cinnamic acids were the main compounds identified on the phenolic (methanolic and ethanolic) extracts, while mannitol, trehalose and arabinose were the main sugars found in the polysaccharidic (boiling water) extracts after hydrolysis. The individual compounds identified in the extracts were submitted to a screening of tumour cells growth inhibitory activity, but only the phenolic acids and a related compound, cinnamic acid, presented activity. This compound was found to be the most potent one regarding cell growth inhibition in the NCI-H460 cell line. The effect of the individual and combined treatment with the identified compounds was also evaluated. Cinnamic and protochatequic acids caused a statistically significantly reduction in the number of viable cells. In addition, p-hydroxybenzoic acid did not show any significantly reduction in the viable cell number. Nevertheless, it was verified that the concomitant use of the three compounds provided the strongest decrease in the viable cell number, suggesting a possible concomitant effect of those compounds. Overall, the present work has contributed to further understand the bioactive potential of wild edible mushrooms from the Northeast of Portugal. This study allowed to identify some species with antioxidant or tumour cell growth inhibitory potential.

Étude des mécanismes d’extraction lipidique par le peptide mélittine et la protéine BSP1

Les peptides et protéines extracteurs de lipides (PEL) se lient aux membranes lipidiques puis en extraient des lipides en formant de plus petits auto-assemblages, un phénomène qui peut aller jusqu'à la fragmentation des membranes. Dans la nature, cette extraction se produit sur une gamme de cellules et entraîne des conséquences variées, comme la modification de la composition de la membrane et la mort de la cellule. Cette thèse se penche sur l’extraction lipidique, ou fragmentation, induite par le peptide mélittine et la protéine Binder-of-SPerm 1 (BSP1) sur des membranes lipidiques modèles. Pour ce faire, des liposomes de différentes compositions sont préparés et incubés avec la mélittine ou la BSP1. L'association aux membranes est déterminée par la fluorescence intrinsèque des PEL, tandis que l'extraction est caractérisée par une plateforme analytique combinant des tests colorimétriques et des analyses en chromatographie en phase liquide et spectrométrie de masse (LCMS). La mélittine fait partie des peptides antimicrobiens cationiques, un groupe de PEL très répandu chez les organismes vivants. Ces peptides sont intéressants du point du vue médical étant donné leur mode d’action qui vise directement les lipides des membranes. Plusieurs de ceux-ci agissent sur les membranes des bactéries selon le mécanisme dit « en tapis », par lequel ils s’adsorbent à leur surface, forment des pores et ultimement causent leur fragmentation. Dans cette thèse, la mélittine est utilisée comme peptide modèle afin d’étudier le mécanisme par lequel les peptides antimicrobiens cationiques fragmentent les membranes. Les résultats montrent que la fragmentation des membranes de phosphatidylcholines (PC) est réduite par une déméthylation graduelle de leur groupement ammonium. L'analyse du matériel fragmenté révèle que les PC sont préférentiellement extraites des membranes, dû à un enrichissement local en PC autour de la mélittine à l'intérieur de la membrane. De plus, un analogue de la mélittine, dont la majorité des résidus cationiques sont neutralisés, est utilisé pour évaluer le rôle du caractère cationique de la mélittine native. La neutralisation augmente l'affinité du peptide pour les membranes neutres et anioniques, réduit la fragmentation des membranes neutres et augmente la fragmentation des membranes anioniques. Malgré les interactions électrostatiques entre le peptide cationique et les lipides anioniques, aucune spécificité lipidique n'est observée dans l'extraction. La BSP1 est la protéine la plus abondante du liquide séminal bovin et constitue un autre exemple de PEL naturel important. Elle se mélange aux spermatozoïdes lors de l’éjaculation et extrait des lipides de leur membrane, notamment le cholestérol et les phosphatidylcholines. Cette étape cruciale modifie la composition lipidique de la membrane du spermatozoïde, ce qui faciliterait par la suite la fécondation de l’ovule. Cependant, le contact prolongé de la protéine avec les spermatozoïdes endommagerait la semence. Cette thèse cherche donc à approfondir notre compréhension de ce délicat phénomène en étudiant le mécanisme moléculaire par lequel la protéine fragmente les membranes lipidiques. Les résultats des présents travaux permettent de proposer un mécanisme d’extraction lipidique en 3 étapes : 1) L'association à l’interface des membranes; 2) La relocalisation de l’interface vers le cœur lipidique; 3) La fragmentation des membranes. La BSP1 se lie directement à deux PC à l'interface; une quantité suffisante de PC dans les membranes est nécessaire pour permettre l'association et la fragmentation. Cette liaison spécifique ne mène généralement pas à une extraction lipidique sélective. L'impact des insaturations des chaînes lipidiques, de la présence de lysophosphatidylcholines, de phosphatidyléthanolamine, de cholestérol et de lipides anioniques est également évalué. Les présentes observations soulignent la complexe relation entre l'affinité d'un PEL pour une membrane et le niveau de fragmentation qu'il induit. L'importance de la relocalisation des PEL de l'interface vers le cœur hydrophobe des membranes pour permettre leur fragmentation est réitérée. Cette fragmentation semble s'accompagner d'une extraction lipidique préférentielle seulement lorsqu'une séparation de phase est induite au niveau de la membrane, nonobstant les interactions spécifiques PEL-lipide. Les prévalences des structures amphiphiles chez certains PEL, ainsi que de la fragmentation en auto-assemblages discoïdaux sont discutées. Finalement, le rôle des interactions électrostatiques entre les peptides antimicrobiens cationiques et les membranes bactériennes anioniques est nuancé : les résidus chargés diminueraient l'association des peptides aux membranes neutres suite à l'augmentation de leur énergie de solvatation.

Purification and biological effects of a C-type lectin isolated from Bothrops moojeni

Snake venom proteins from the C-type lectin family have very distinct biological activities despite their highly conserved primary structure, which is homologous to the carbohydrate recognition region of true C-type lectins. We purified a lectin-like protein (BmLec) from Bothrops moojeni venom and investigated its effect on platelet aggregation, insulin secretion, antibacterial activity, and isolated kidney cells. The BmLec was purified using two chromatographic steps: affinity chromatography and reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC). BmLec showed a dose-dependent platelet aggregation and significantly decreased the bacterial growth rate in approximately 15%. During scanning electron microscopy, the profile of Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae treated with lectin disclosed a high vesiculation and membrane rupture. BmLec induced a strong and significant increase in insulin secretion at 2.8 and 16.7 mM glucose concentrations, and this effect was seen in the presence of EGTA in both experiments. BmLec (10 mu g/mL) increased the perfusion pressure, renal vascular resistance and urinary flow. The glomerular filtration rate and percentages of sodium, potassium and chloride tubular transport were reduced at 60 minutes of perfusion. Renal alterations caused by BmLec were completely inhibited by indomethacin in all evaluated parameters. In conclusion, the C-type lectin isolated from Bothrops moojeni affected platelet aggregation, insulin secretion, antibacterial activity and isolated kidney function.

Desenvolvimento e validação de métodos para a determinação de agrotóxicos em água e solo das áreas de recarga de Aquífero Guarani, na região das nascentes do Rio Araguaia, MT/GO.

Abstract: The area near the Araguaia River, between Goiás and Mato Grosso States, is the location of a portion of the recharging of the Guarani Aquifer, which is one of the world¿s largest aquifer systems and an important source of drinking water. This reservoir could be threatened by the widespread use of pesticides in maize and soybean cultivation in this area. Thus, this work developed analytical methods for the determination of imazethapyr, nicosulfuron, imazaquin, carbofuran, atrazine, linuron, clorimuronethyl and diflubenzuron, pesticides used in maize and soybean cultivation. Pesticide separation, identification and quantification were performed using High-Performance Liquid Chromatography with Diode Array Detection (HPLC-DAD) and Liquid Chromatography-Electrospray Ionization Tandem Mass Spectrometry (LC-ESI-MS/MS). Solid Phase Extraction (SPE) with C18 sorbents was optimized for sample extraction from water. Soil samples were extracted by mechanical shaking, sonication or microwave-assisted extraction with industrial and home microwave ovens. Methods were validated resulting in limits of quantification (LOQ) for the pesticides in water in the range of 0.015-0.1 ng mL, using SPE-HPLC-DAD, and 0.01 ng mL using LC-ESI-MS/MS. LOQ of 1 ng mL for all pesticides in soil were achieved using the home microwave oven and LC-ESI-MS/MS. Recoveries for pesticides with all methods were in the range 70-120 %. Relative standard deviations for repeatability and intermediate precision were less than 15 %. SPEHPLC- DAD and LC-ESI-MS/MS were employed for the analysis of samples of water from the recharge area and most of the pesticides were detected at concentrations below the minimum residue limit (MRL) of 0.1 ng mL established by the European Community. The home microwave oven and LC-ESI-MS/MS were used for the analysis of soil samples from two other regions of Brazil and the pesticides were not detected in these samples. Adsorption and desorption parameters were determined for imazethapyr, imazaquin, nicosulfuron and chlorimuron-ethyl, indicating that these pesticides have little affinity for the soil of the region of the Guarani Aquifer recharge, and show significant leaching potential, according to the ground water ubiquity score (GUS index) for these pesticides.

An investigation into the suitability of time-of-flight mass spectrometry in forensic toxicology

Liquid chromatography coupled with mass spectrometry is one of the most powerful tools in the toxicologist’s arsenal to detect a wide variety of compounds from many different matrices. However, the huge number of potentially abused substances and new substances especially designed as intoxicants poses a problem in a forensic toxicology setting. Most methods are targeted and designed to cover a very specific drug or group of drugs while many other substances remain undetected. High resolution mass spectrometry, more specifically time-of-flight mass spectrometry, represents an extremely powerful tool in analysing a multitude of compounds not only simultaneously but also retroactively. The data obtained through the time-of-flight instrument contains all compounds made available from sample extraction and chromatography, which can be processed at a later time with an improved library to detect previously unrecognised compounds without having to analyse the respective sample again. The aim of this project was to determine the utility and limitations of time-of-flight mass spectrometry as a general and easily expandable screening method. The resolution of time-of-flight mass spectrometry allows for the separation of compounds with the same nominal mass but distinct exact masses without the need to separate them chromatographically. To simulate the wide variety of potentially encountered drugs in such a general screening method, seven drugs (morphine, cocaine, zolpidem, diazepam, amphetamine, MDEA and THC) were chosen to represent this variety in terms of mass, properties and functional groups. Consequently, several liquid-liquid and solid phase extractions were applied to urine samples to determine the most general suitable and unspecific extraction. Chromatography was optimised by investigating the parameters pH, concentration, organic solvent and gradient of the mobile phase to improve data obtained by the time-of-flight instrument. The resulting method was validated as a qualitative confirmation/identification method. Data processing was automated using the software TargetAnalysis, which provides excellent analyte recognition according to retention time, exact mass and isotope pattern. The recognition of isotope patterns allows excellent recognition of analytes even in interference rich mass spectra and proved to be a good positive indicator. Finally, the validated method was applied to samples received from the A& E Department of Glasgow Royal Infirmary in suspected drug abuse cases and samples received from the Scottish Prison Service, which we received from their own prevalence study targeting drugs of abuse in the prison population. The obtained data was processed with a library established in the course of this work.

A micro-extraction technique using a new digitally controlled syringe combined with UHPLC for assessment of urinary biomarkers of oxidatively damaged DNA

The formation of reactive oxygen species (ROS) within cells causes damage to biomolecules, including membrane lipids, DNA, proteins and sugars. An important type of oxidative damage is DNA base hydroxylation which leads to the formation of 8-oxo-7,8-dihydro-29-deoxyguanosine (8-oxodG) and 5-hydroxymethyluracil (5-HMUra). Measurement of these biomarkers in urine is challenging, due to the low levels of the analytes and the matrix complexity. In order to simultaneously quantify 8-oxodG and 5-HMUra in human urine, a new, reliable and powerful strategy was optimised and validated. It is based on a semi-automatic microextraction by packed sorbent (MEPS) technique, using a new digitally controlled syringe (eVolH), to enhance the extraction efficiency of the target metabolites, followed by a fast and sensitive ultrahigh pressure liquid chromatography (UHPLC). The optimal methodological conditions involve loading of 250 mL urine sample (1:10 dilution) through a C8 sorbent in a MEPS syringe placed in the semi-automatic eVolH syringe followed by elution using 90 mL of 20% methanol in 0.01% formic acid solution. The obtained extract is directly analysed in the UHPLC system using a binary mobile phase composed of aqueous 0.1% formic acid and methanol in the isocratic elution mode (3.5 min total analysis time). The method was validated in terms of selectivity, linearity, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), extraction yield, accuracy, precision and matrix effect. Satisfactory results were obtained in terms of linearity (r2 . 0.991) within the established concentration range. The LOD varied from 0.00005 to 0.04 mg mL21 and the LOQ from 0.00023 to 0.13 mg mL21. The extraction yields were between 80.1 and 82.2 %, while inter-day precision (n=3 days) varied between 4.9 and 7.7 % and intra-day precision between 1.0 and 8.3 %. This approach presents as main advantages the ability to easily collect and store urine samples for further processing and the high sensitivity, reproducibility, and robustness of eVolHMEPS combined with UHPLC analysis, thus retrieving a fast and reliable assessment of oxidatively damaged DNA.

Evaluation of the evolution of the anthocyanins profile in red wine grape varieties in Alentejo

The flavonoids (including anthocyanins) are wine compounds with important anti-oxidant activity, protecting the cells against oxidative processes, preventing cardiovascular and neurodegenerative diseases, cancer, among others (Antoniolli et al. 2015; Castañeda-Ovando et al. 2009; Hosu et al. 2014; Huang et al. 2009; Kong et al. 2003). Anthocyanins in grapes at harvest are determinant to red wine quality and their development in the grape must be characterised in order to determine the most suitable date for the harvest. Thus the aim of this research is the evaluation of anthocyanins composition in two red wine grape varieties from véraison continuing through ripening. Anthocyanins were quantified by high resolution liquid chromatography (HPLC-DAD). Additionally, the total phenols content were quantified by UV-Vis Spectrometry. The anthocyanins’ profile evolution may be dependent on the variety and ripening phase. During ripening grape samples have shown an increase of coumaryl derivatives. This information may lead us to understand the anthocyanins biosynthesis pathway in different grape varieties. The development of anthocyanins from the véraison seems to follow a pattern that coincides with the increasing accumulation of soluble sugars.

Study of the urinary biomarkers of synthetic cannabinoid receptor agonists (SCRAs) for the forensic unequivocal proof of consumption: medico-legal implications for drug abuse prevention

Introduction. Synthetic cannabinoid receptor agonists (SCRAs) represent the widest group of New Psychoactive Substances (NPS) and, around 2021-2022, new compounds emerged on the market. The aims of the present research were to identify suitable urinary markers of Cumyl-CB-MEGACLONE, Cumyl-NB-MEGACLONE, Cumyl-NB-MINACA, 5F-EDMB-PICA, EDMB-PINACA and ADB-HEXINACA, to present data on their prevalence and to adapt the methodology from the University of Freiburg to the University of Bologna. Materials and methods. Human phase-I metabolites detected in 46 authentic urine samples were confirmed in vitro with pooled human liver microsomes (pHLM) assays, analyzed by liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry (LC-qToF-MS). Prevalence data were obtained from urines collected for abstinence control programs. The method to study SCRAs metabolism in use at the University of Freiburg was adapted to the local facilities, tested in vitro with 5F-EDMB-PICA and applied to the study of ADB-HEXINACA metabolism. Results. Metabolites built by mono, di- and tri-hydroxylation were recommended as specific urinary biomarkers to monitor the consumption of SCRAs bearing a cumyl moiety. Monohydroxylated and defluorinated metabolites were suitable proof of 5F-EDMB-PICA consumption. Products of monohydroxylation and amide or ester hydrolysis, coupled to monohydroxylation or ketone formation, were recognized as specific markers for EDMB-PINACA and ADB-HEXINACA. The LC-qToF-MS method was successfully adapted to the University of Bologna, as tested with 5F-EDMB-PICA in vitro metabolites. Prevalence data showed that 5F-EDMB-PINACA and EDMB-PINACA were more prevalent than ADB-HEXINACA, but for a limited period. Conclusion. Due to undetectability of parent compounds in urines and to shared metabolites among structurally related compounds, the identification of specific urinary biomarkers as unequivocal proofs of SCRAs consumption remains challenging for forensic laboratories. Urinary biomarkers are necessary to monitor SCRAs abuse and prevalence data could help in establishing tailored strategies to prevent their spreading, highlighting the role for legal medicine as a service to public health.