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

Otimização do método QuEChERS para determinação de agrotóxicos, fármacos e produtos de cuidado pessoal em lodo de ETA por LC-ESI-MS/MS

O lodo gerado em Estação de Tratamento de Água (ETA) durante as etapas de floculação e decantação é classificado como resíduo não inerte. Estudos recentes apontam para uma diminuição na concentração de agrotóxicos, fármacos e Produtos de Cuidado Pessoal (PCP) em águas, após o seu tratamento. Uma possível explicação seja que estes compostos possam estar ficando aderidos ao lodo; entretanto, a investigação desses compostos no lodo de ETA é bastante reduzida. Neste trabalho, foi realizada a otimização do método QuEChERS com determinação por Cromatografia Líquida acoplada a Espectrometria de Massas sequencial para analisar agrotóxicos (atrazina, simazina, clomazona e tebuconazol), fármacos (amitriptilina, cafeína, diclofenaco e ibuprofeno) e PCP (metilparabeno, propilparabeno, triclocarban e bisfenol A) em lodo de ETA, uma matriz bastante complexa, constituída basicamente de compostos inorgânicos (areia, argila e silte) e orgânicos (substâncias húmicas). Após otimizado, o método apresentou limites de quantificação ente 1 e 50 µg kg-1 e as curvas analíticas apresentaram valores de r maiores que 0,98. As recuperações variaram entre 50 e 120% com RSD ≤ 15%. O efeito matriz foi avaliado e observou-se a supressão do sinal para a maioria dos compostos, sendo o efeito compensado utilizando a quantificação por superposição na matriz. O método foi aplicado em amostras de lodo de ETA e foram identificados tebuconazol e metilparabeno em concentrações

HPLC-DAD-ESI/MS phenolic characterization and biological activity of Equisetum giganteum L.

Naturally-occurring phytochemicals have received a pivotal attention in the last years, due to the increasing evidences of biological activities. Equisetum giganteum L., commonly known as “giant horsetail”, is a native plant from Central and South America, being largely used in dietary supplements as diuretic, hemostatic, antiinflammatory and anti-rheumatic agents [1,2]. The aim of the present study was to evaluate the antioxidant (scavenging effects on 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radicals- RSA, reducing power- RP, β-carotene bleaching inhibition- CBI and lipid peroxidation inhibition- LPI), anti-inflammatory (inhibition of NO production in lipopolysaccharidestimulated RAW 264.7 macrophages) and cytotoxic (in a panel of four human tumor cell lines: MCF-7- breast adenocarcinoma, NCI-H460- non-small cell lung cancer, HeLa- cervical carcinoma and HepG2- hepatocellular carcinoma; and in non-tumor porcine liver primary cells- PLP2) properties of E. giganteum, providing a phytochemical characterization of its extract (ethanol/water, 80:20, v/v), by using highperformance liquid chromatography coupled to diode array detection and electrospray ionisation mass spectrometry (HPLC-DAD–ESI/MS). E. giganteum presented fourteen phenolic compounds, two phenolic acids and twelve flavonol glycoside derivatives, mainly kaempferol derivatives, accounting to 81% of the total phenolic content, being kaempferol-O-glucoside-O-rutinoside, the most abundant molecule (7.6 mg/g extract). The extract exhibited antioxidant (EC50 values = 123, 136, 202 and 57.4 μg/mL for RSA, RP, CBI and LPI, respectively), anti-inflammatory (EC50 value = 239 μg/mL) and cytotoxic (GI50 values = 250, 258, 268 and 239 μg/mL for MCF-7, NCI-H460, HeLa and HepG2, respectively) properties, which were positively correlated with its concentration in phenolic compounds. Furthermore, up to 400 μg/mL, it did not revealed toxicity in non-tumor liver cells. Thus, this study highlights the potential of E. giganteum extracts as rich sources of phenolic compounds that can be used in the food, pharmaceutical and cosmetic fields.

Analysis of phenolic compounds in Cynara scolymus L. and Silybum marianum (L.) Gaertn. by HPLC-DAD-ESI/MS

Cynara scolymus L. (artichoke) and Silybum marianum (L.) Gaertn. (milk thistle) are medicinal plants native to the Mediterranean Basin that belong to the Asteraceae family. The flowers and leaves of milk thistle are used in the treatment of liver, spleen and gallbladder disorders [1] and artichoke leaves are used for their cholagogue, choleretic and choliokinetic actions, and also for treatment of dyspepsia and as antidiabetics [2]. The beneficial properties of medicinal plants can be related to their large diversity of phytochemicals, among which phenolic compounds are outstanding. Thereby, the aim of the present work was to obtain and compare the phenolic profiles of artichoke and milk thistle aqueous (prepared by infusion) and hydromethanolic (maceration in methanol: water 80:20, v/v) extracts, using HPLC-DAD-ESI/MS. The aqueous extract of artichoke presented higher concentration in total phenolic compounds (15.29 mg/g extract) than the hydromethanolic extract (4.37 mg/g) with slight differences between the respective profiles; the major flavonoid found in the aqueous and hydromethanolic extract was luteolin-7-O-glucuronide (5.64 and 0.70 mg/g, respectively), followed by luteolin-7-O-glucoside (2.88 and 0.49 mg/g, respectively). Monocaffeoylquinic acid derivatives were only present in the hydromethanolic extract, being 5-O-caffeoylquinic acid (0.49 mg/g) the most abundant one, while dicaffeoylquinic acid derivatives were mostly identified in the aqueous extract; 1,3-O-dicaffeoylquinic acid was the most abundant one in both extracts (0.90 and 0.37 mg/g in the aqueous and hydromethanolic extract, respectively). Regarding to milk thistle preparations, similar phenolic profiles were observed, with only quantitative differences between them. The aqueous extract revealed a higher phenolic compounds concentration (5.57 mg/g) than the hydromethanolic extract (3.56 mg/g), with apigenin-7-O-glucuronide as the major compound in both preparations (3.14 mg/g in the aqueous extract, and 0.58 mg/g in the hydromethanolic extract). Total flavonoids were higher in the aqueous extract (4.66 mg/g), with apigenin-7-Oglucuronide, luteolin-7-O-glucuronide (1.17 mg/g), and apigenin-O-deoxyhexosylglucuronide (0.36 mg/g) as the main constituents. The phenolic acids found in the hydromethanolic extract (total content 1.65 mg/g), included 5-O-caffeolyquinic and protocatechuic acids (0.56 and 0.44 mg/g, respectively). Besides these phenolic acids, the hydromethanolic extract also revealed high levels of luteolin-7-O-glucuronide (0.58 mg/g). Overall, aqueous extracts presented higher phenolic contents than their hydromethanolic extracts in both species, which could be related with the heat treatment to which infusions were subjected.

Phenolic compounds in Coleostephus myconis (L.) Rchb.f.: characterization by HPLC-DAD-ESI/MS and phenology effects

The Asteraceae family is spread worldwide. In Portugal, there are more than 300 species, standing out as one of the botanical families with largest representation in the Portuguese flora. Coleostephus myconis (L.) Rchb.f. is a scarcely studied Asteraceae species, characterized as having ruderal growth and persistence in abandoned soils (an expanding problem due to the desertification phenomena in rural areas). In this work, the flowers of C. myconis were collected in three different flowering stages (i: flower bud; ii: flower in anthesis; iii: senescent flower) from the Northwestern area of the Portuguese territory. Powdered samples (1 g) were extracted twice with ethanol:water 50:50 (v/v). After removing solvents, the combined extracts were re-dissolved, filtered through 0.22-μm disposable LC filter disks and analyzed by high performance liquid chromatography coupled to a diode array detector and electrospray ionization-mass spectrometry (HPLC-DAD/ESI-MS). The phenolic compounds were characterized according to their UV and mass spectra, and retention times. For the quantitative analysis, calibration curves of standard compounds were used. According to the UV spectra (λmax = 314-330 nm) and pseudomolecular ions ([M-H]-) at m/z 353 and 515, all producing an m/z 191 ion, four compounds derived from quinic acid were detected: 3-O-caffeoylquinic acid (Figure 1A), 5-O-caffeoylquinic acid (Figure 1B), 3,5-O-dicaffeoylquinic acid (Figure 1C) and 4,5-O-dicaffeoylquinic acid (Figure 1D), as also supported by the literature [1,2]. A fifth phenolic acid was identified as protocatechuic acid. The detected flavonoid were quercetin-O-glucuronide, quercetin-3-Oglucoside, myricetin-O-methyl-hexoside and a second glycosylated myricetin (not possible to identify completely). Some statistically significant changes were detected among the different assayed flowering stages; nevertheless, 3,5-O-dicaffeoylquinic acid was the major compound, independently of the phenologic stage. According to the previous results, C. myconis might be considered as a potential natural source of these valuable bioactive compounds, especially considering the high botanical representativeness of this plant and its inexpensiveness.

HPLC-DAD-ESI/MS analysis of phenolic compounds in four tomato varieties and evaluation of the antioxidant capacity

Tomato (Lycopersicon esculentum L.) is the second most important vegetable crop worldwide and a key component in the so-called “Mediterranean diet”. In the Northeastern region of Portugal, local populations still prefer to consume traditional tomato varieties which they find very tasty and healthy, as they are grown using extensive farming techniques. A previous study of our research team described the nutritional value of the round (batateiro), long (comprido), heart (coração) and yellow (amarelo) tomato varieties [1], but the phenolic profile was unknown until now. Thus, the objective of this study was to characterize the phenolic profiles of these four tomato farmers’ varieties by using HPLC-DAD-ESI/MS and evaluate its antioxidant capacity through four in vitro assays based on different reaction mechanisms. A cis p-coumaric acid derivative was the most abundant compound in yellow and round tomato varieties, while 4-O-caffeolyquinic acid was the most abundant in long and heart varieties. The most abundant flavonoid was quercetin pentosylrutinoside in the four tomato varieties. Yellow tomato presented the highest levels of phenolic compounds, including phenolic acids and flavonoids, but the lowest antioxidant activity. In turn, the round tomato gave the best results in all the antioxidant activity assays. This study demonstrated that these tomato farmers’ varieties are a source of phenolic compounds, mainly phenolic acid derivatives [2], and possess high antioxidant capacity [1]; being thus key elements in the diet to prevent chronic degenerative diseases associated to oxidative stress, such as cancer and coronary artery disease.

Gomphrena globosa L. como fonte alternativa de pigmentos naturais: caracterização de betacianidinas por HPLC-PDA-ESI/MS

A perceção, as opiniões e os desejos dos consumidores têm um enorme impacto na indústria alimentar. Na perceção visual, a cor torna-se um fator fundamental e, neste campo, os corantes alimentares assumem uma extrema importância. A cor pode ser considerada um dos atributos mais impressionantes dos géneros alimentícios, que influencia diretamente a preferência e a seleção dos consumidores[1]. Existem muitos corantes naturais utilizados na indústria alimentar, tais como carotenóides, antocianinas e betalaínas. As betalaínas incluem compostos com cores que vão do vermelho-violeta (betacianidinas) ao amarelo-laranja (betaxantinas). As betalaínas não têm sido tão extensamente estudadas como as antocianinas, mas possuem uma capacidade corante três-vezes maior. A única betalaína autorizada como corante natural deriva da beterraba(E-162)[2], mas existem outras fontes alternativas de betacianidinas ,como a que se apresenta neste trabalho: Gomphrenaglobosa L., vulgarmente designada por perpétua roxa.

Método multiresíduo para determinação de pesticidas em amostras de alface por QuEChERS e UPLC-ESI-MS/MS.

2009

Método multirresíduo de pesticidas em camarão por QuEChERS e UPLC-ESI-MS/MS.

2009

Multiresidue determination of pesticides in surface water by SPE-HPLC-ESI and SPE-UPLC-ESI tandem mass spectrometry (MS/MS- triple quadrupole analyser).

2009

Validação de metodologia para análise de alguns herbicidas em água de rio por LC-ESI-MS/MS.

2008

Determination Of The Phenolic Composition From Brazilian Tropical Fruits By Uhplc-ms/ms.

Although Brazil is the third largest fruit producer in the world, several specimens consumed are not well studied from the chemical viewpoint, especially for quantitative analysis. For this reason and the crescent employment of mass spectrometry (MS) techniques in food science we selected twenty-two phenolic compounds with important biological activities and developed an ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (UHPLC-MS/MS) method using electrospray (ESI) in negative ion mode aiming their quantification in largely consumed Brazilian fruits (açaí-do-Amazonas, acerola, cashew apple, camu-camu, pineapple and taperebá). Multiple reaction monitoring (MRM) was applied and the selection of proper product ions for each transition assured high selectivity. Linearity (0.99580%), precision (CV<20%) and extraction recovery rate (>80%) were satisfactory and showed that the method provides an efficient protocol to analyze phenolic compounds in fruit pulp extracts.

Enantioselective determination of chloroquine and its n-dealkylated metabolites in plasma using liquid-phase microextraction and LC-MS

A selective method using three-phase liquid-phase microextraction (LPME) in conjunction with LC-MS-MS was devised for the enantioselective determination of chloroquine and its n-dealkylated metabolites in plasma samples. After alkalinization of the samples, the analytes were extracted into n-octanol immobilized in the pores of a polypropylene hollow fiber membrane and back extracted into the acidic acceptor phase (0.1 M TFA) filled into the lumen of the hollow fiber. Following LPME, the analytes were resolved on a Chirobiotic V column using methanol/ACN/glacial aceti acid/diethylamine (90:10:0.5:0.5 by volume) as the mobile phase. The MS detection was carried out using multiple reaction monitoring with ESI in the positive ion mode. The optimized LPME method yielded extraction recoveries ranging from 28 to 66%. The method was linear over 5 - 500 ng/mL and precision (RSD) and accuracy (relative error) values were below 15% for all analytes. The developed method was applied to the determination of the analytes in rat plasma samples after oral administration of the racemic drug.