A espectrometria de massas, acoplada ou não a outras técnicas, tem sido de grande utilidade na determinação de novos compostos, produtos de transformação/degradação, metabólitos e na quantificação em nível de traços nas mais diferentes matrizes, devido à grande versatilidade dessa técnica, especialmente em relação aos modos de análise. Neste trabalho foi sistematizada uma metodologia para a aplicação das técnicas de espectrometria de massas na identificação de produtos de transformação/degradação de fármacos de uso humano e veterinário. Ferramentas da química computacional foram utilizadas para auxiliar na elucidação das estruturas dos compostos formados. A metodologia foi empregada para a identificação e quantificação dos produtos de transformação/degradação da rosuvastatina, gerados durante o processo de fotocatálise heterogênea com ZnO, para a identificação dos produtos de transformação/degradação gerados durante a fotólise em meio aquoso do sulfamentoxazol, ciprofloxacino e norfloxacino, e para a quantificação da amoxicilina transferida ao leite bovino. A viabilidade de se realizar a identificação de metabólitos da amoxicilina presentes no leite bovino por meio do mesmo processo de preparo de amostra e de análise utilizado para a quantificação também foi avaliada. Foram identificados dez principais produtos de transformação/degradação da fotocatálise da rosuvstatina, dez principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do sulfametoxazol, quinze principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do ciprofloxacino e quinze principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do norfloxacino. A metodologia empregada para a quantificação da amoxicilina em leite bovino se demostrou adequada, mas estudos adicionais são necessários para que seja possível identificar os seus metabólitos nessa matriz. Os resultados dos cálculos ab initio que foram utilizados para o estudo dos produtos de transformação/degradação da rosuvastatina e sulfametoxazol mostram que essa técnica pode ser bastante útil na elucidação estrutural dos compostos que são formados. / Mass spectrometry, coupled or not with other techniques, is very useful for the determination of new compounds, transformation/degradation products, metabolites and quantification at trace levels in many different matrices, due to the versatility of such a technique, specially regarding to analysis modes. In the present work a methodology was systematized for the application of mass spectrometry techniques in order to identify metabolites and transformation/degradation products for human and veterinary drugs usage. Computational chemistry tools were used to assist in the elucidation of the structure of the compounds formed during the process. The methodology was employed for identification and quantification of rosuvastatin transformation/degradation products generated during the heterogeneous photocatalysis process with ZnO, for the identification of sulfamethoxazole, ciprofloxacin and norfloxacion transformation/degradation products generated during the photolysis in aqueous medium and for quantifying amoxicillin transferred to bovine milk. The feasibility of identification of amoxicillin metabolites present in bovine milk using the same sample preparation procedure exploited for the quantification analysis was also assessed. Ten main transformation/degradation products of rosuvastatin photocatalysis were identified, as well as ten main transformation/degradation products of sulfamethoxaxole photolysis in aqueous medium, fifteen main transformation/degradation products of ciprofloxacin photolysis in aqueous medium and fifteen main transformation/degradation products of norfloxacin photolysis in aqueous medium. The methodology applied for the bovine milk amoxicillin quantification was demonstrated to be adequate, but additional studies are needed to identify amoxicillin metabolites in the milk matrix. The results of ab initio calculations utilised for the study of rosuvastatin and sulfamethoxazole transformation/degradation products show that this technique can be very useful for the structural elucidation of chemical compounds which are formed.

Submitted by Alexandre Sousa (alexandre.sousa@incqs.fiocruz.br) on 2015-05-13T17:02:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Livia.PDF: 2652314 bytes, checksum: 396aac83a3b7b6106b6eca1b2823cb17 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandre Sousa (alexandre.sousa@incqs.fiocruz.br) on 2015-05-13T17:02:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Livia.PDF: 2652314 bytes, checksum: 396aac83a3b7b6106b6eca1b2823cb17 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandre Sousa (alexandre.sousa@incqs.fiocruz.br) on 2015-05-13T17:02:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Livia.PDF: 2652314 bytes, checksum: 396aac83a3b7b6106b6eca1b2823cb17 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-13T17:02:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Livia.PDF: 2652314 bytes, checksum: 396aac83a3b7b6106b6eca1b2823cb17 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde / Passados quase 16 anos após o surgimento dos medicamentos genéricos no Brasil em 1999, sua aceitação por parte dos prescritores e da população ainda não chegou a níveis alcançados por países que adotaram a política há mais tempo. A principal desconfiança da população é em relação à qualidade dos produtos devido ao baixo custo e, associações que a palavra “genérico” tem conotação em determinadas frases como sendo algo de pouca qualidade ou incompleto, que não atingiu o esperado, carregando assim uma forma pejorativa de se referir a um produto. Apesar da qualidade destes produtos ser garantida pela resolução RDC n°17/2010 que regulamenta as boas práticas para fabricação de medicamentos, o controle de qualidade pós-mercado ainda deixa a desejar. A análise laboratorial do produto, salvo por motivos de renovação de registro, só é atualmente feita quando há denúncias devido a ocorrência de muitos casos de efeitos adversos ou ineficácia a cerca de um medicamento. Nestes casos, os testes realizados são relativos ao teor, características organolépticas, microbiológicas e potência. Porém, nenhuma dessas verificações gera resultados capazes de comprovar o real comportamento dos fármacos no organismo humano. Com isso, faz-se necessária a realização de estudos que comprovem a segurança e eficácia dos medicamentos genéricos disponíveis no mercado brasileiro para que haja uma maior adesão a este programa de governo. O objetivo deste trabalho foi de desenvolver um modelo animal para testar a biodisponibilidade/ bioequivalência dos medicamentos, uma vez que esses testes são feitos em humanos e possuem alto custo de realização além das implicações éticas. Os resultados obtidos confirmam que o fato dos antibióticos não apresentarem alterações na potência não pode ser associada a eficácia do tratamento. O teste de potência não reprovou nenhuma das formulações testadas, enquanto que a avaliação da bioequivalência in vivo foi negativa para um dos medicamentos. Nossos resultados comprovam a necessidade de revisão dos modelos de controle de qualidade utilizados atualmente. E, disponibiliza uma nova e importante opção para utilização no controle de qualidade de medicamentos e, que também pode ser utilizada no desenvolvimento de novos fármacos e medicamentos. / After almost 16 years since the beginning of the Brazilian generic medicines politics in 1999, the acceptance from physicians and the general population is unlike that in other countries that have adopted them for a longer time. The main distrust of consumers regarding the quality of the product lies on its lower cost and the association the word “generic” has with some expressions that infer something of poor quality or inefficient, which gives the product pejorative character. Even though the quality of the products is guaranteed by Resolution RDC No. 17/2010, which regulates good practice for the manufacturing of drugs, post-market quality control is still poor. The verification of the product, except for registration and renewal purposes, is currently only performed when there are reports or many cases of adverse events regarding a drug. In these cases, the tests made are content, organoleptic characteristics, microbiological and potency related. However, none of these tests yields results that prove the bioavailability of the drug. Thus, it is necessary to carry out studies to prove the safety and efficacy of generic drugs available in Brazilian market to promote a greater adherence to the program. The goal of this study was to develop an animal model to test the bioavailability / bioequivalence of drugs, once these tests are made in humans and have high costs to execution and ethical questions. The results confirm the fact that antibiotics that don’t present changes in potency can’t be associated with efficacy of treatment. The in vitro test didn’t reprove any of the tested compositions, whereas the in vivo bioequivalence assessment was negative for one the drugs. Our results show the need to review quality control models currently being used. And gives another and important option for the quality control of medicines and also can be used in new drugs development and medicines.

Les hypersensibilités retardées (HSR) cutanées sont hétérogènes, à la fois par la nature des mécanismes impliqués (allergiques versus non allergiques) mais aussi par les différents degrés de sévérité rencontrés. Seules les HSR allergiques sont dues à la présence de lymphocytes T (LT), mal caractérisés chez l'homme. Le but de ce travail est d'étudier la contribution des LT CD8 cytotoxiques dans le développement et la sévérité des HSR cutanées chez l'homme, à partir de deux pathologies fréquentes : les toxidermies aux béta lactamines et l'eczéma allergique de contact à la para-phénylènediamine (PPD). Tout d'abord, la présence de LT spécifiques de médicament au sein des toxidermies aux béta lactamines a été recherchée in vivo et in vitro. Nous avons montré que les HSR sévères étaient plus souvent d'origine allergique que les HSR bénignes. Nous avons ensuite caractérisé le rôle des LT CD8 dans les HSR allergiques. Dans les toxidermies bénignes à l'amoxicilline, l'étude de la cinétique de recrutement des LT au niveau cutané ainsi que l'analyse des LT spécifiques du sang circulant ont permis de mettre en évidence le rôle essentiel des LT CD8 cytotoxiques dans l'initiation de ces réactions. Ensuite, dans l'eczéma allergique de contact à la PPD, un recrutement épidermique précoce des LT CD8 associés à des marqueurs de cytotoxicité, a été retrouvé, corrélé avec la sévérité des lésions. Ces résultats ont été confortés par ceux obtenus dans un modèle pré-clinique d'HSR allergique à la PPD chez la souris. En conclusion, ce travail montre que les LT CD8 cytotoxiques pourraient être les principales cellules effectrices des HSR cutanées allergiques chez l'homme / Skin delayed hypersensitivity (DHS) are heterogeneous, by the nature of the mechanisms involved (allergic versus non allergic) and also by their different degrees of severity. Only allergic DHS is due to T cells, poorly characterized in humans. The aim of this work is to study the contribution of cytotoxic CD8 T cells in the development and severity of skin DHS in humans, induced by two common diseases: cutaneous adverse drug reactions to beta lactam antibiotics and allergic contact dermatitis to para-phenylenediamine (PPD). First, the presence of drug specific T cells in cutaneous adverse drug reactions to beta lactams was investigated in vivo and in vitro. We showed that severe DHS were more often allergic than benign DHS. Then, we characterized the role of CD8 T cells in allergic DHS. In benign cutaneous adverse drug reactions to amoxicillin, the study of the kinetics of skin T cell recruitment as well as the analysis of circulating specific T cells highlight the essential role of cytotoxic CD8 T cells in the initiation phase of these reactions. In allergic contact dermatitis to PPD, early recruitment of epidermal CD8 T cells associated with cytotoxic markers was found, correlated with the severity of lesions. These results were supported by those obtained in a mouse model of allergic contact dermatitis to PPD. In conclusion, this work showed that cytotoxic CD8 T cells could be the main effector cells of allergic skin DHS in humans

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4561.pdf: 2229870 bytes, checksum: e51008e96773b0184eb28a316cf86d57 (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / Penicillin G acylase (PGA, E.C.3.5.1.11) from Escherichia coli is an enzyme of great industrial importance, widely used for the hydrolysis of penicillin G, producing the 6-aminopenicillanic acid (6-APA), which is a key molecule for the synthesis of semi-synthetic penicillins. Among them, amoxicillin has a broad spectrum of activity against a variety of bacteriological infections. Industrially, amoxicillin is produced by chemical processes, which require drastic reaction conditions, several steps of protection and deprotection of reactive groups in order to prevent non-selective hydrolytic reactions, use of organochloride solvents with non-recyclable waste generation, which are toxic and harmful to the environment. The enzymatic synthesis is a more attractive alternative from the environmental point of view and economic. The tendency of the pharmaceutical industry is the development of enzymatic methods to produce these β-lactam semi-synthetic antibiotics, including amoxicillin. Nevertheless, a major obstacle to its industrial implementation is the limited yield, as a consequence of undesirable hydrolytic side-reactions, which lead to the formation of the by-product (p-hydroxyphenylglycine, POHPG) throughout the course of the reaction. This drawback can be partially avoided by reducing the water activity (aw) in the medium. For this purpose, ionic liquids (ILs) have emerged as an alternative to conventional organic media due to their high thermal and chemical stability, non-flammability, easy recycling, and negligible vapor pressure. Within this context, this work researched the development of an integrated green process for the recovery, reuse and recycle of the by-product (POHPG) of the kinetically controlled enzymatic synthesis of amoxicillin, employing PGA immobilized on Sepabeads® in a totally aqueous medium reaction (sodium phosphate buffer 100 mM, pH 6.5), and assessed the catalytic activity of this biocatalyst in the presence of different ILs as cosolvents for these synthetic reactions, in terms of selectivity (synthesis/hydrolysis, S/H ratio) and conversion of the substrate 6-aminopenicillanic acid (6-APA). The recovery of the by-product (POHPG) of the kinetically controlled enzymatic synthesis of amoxicillin in a totally aqueous reaction medium was done efficiently, achieving a final purity of 99% for the POHPG, which was successfully reused for the production of the substrate p-hydroxyphenylglycine ethyl ester (POHPGEE), achieving a conversion of 93%. Then, POHPGEE was recycled to the reactor (without any further purification) for another batch of enzymatic synthesis of amoxicillin, following the characteristic profile that is expected for these synthetic reactions. This integrated green process generated sodium chloride (NaCl) as waste, which is an inert and harmless salt. Moreover, the assessment of the use of ILs as cosolvents for the reactions of kinetically controlled enzymatic synthesis of amoxicillin presented promising results. An increase of 400% in the selectivity was observed for the reactions carried out in the presence of 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (BMI.PF6), as cosolvent at a concentration of 75% (VIL/VWATER) in relation to the standard reaction performed in totally aqueous medium. Similarly, this figure reached more than 350% for reactions conducted in 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (BMI.NTf2) at the same volume fraction, while for 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMI.BF4) there was only a slight increase in selectivity (about 57%). The highest conversion of 6-APA was achieved using BMI.NTf2 as cosolvent at a concentration of 71% (VIL/VWATER), representing an increase of more than 36% compared to standard aqueous reaction. No deactivation of the enzyme was observed after the reactions in any of the ILs, and the physical integrity of the biocatalyst particles was entirely maintained. The results of this work collaborated for the advance in the study of the enzymatic synthesis of semi-synthetic penicillins through the use of technologies more green . / Penicilina G acilase (PGA, E.C.3.5.1.11) de Escherichia coli é uma enzima de grande importância industrial, amplamente utilizada para a hidrólise de penicilina G, produzindo o ácido 6-aminopenicilânico (6-APA), que é uma molécula chave para a síntese de penicilinas semi-sintéticas, dentre elas, a amoxicilina, que possui um amplo espectro de ação contra uma variedade de infecções bacteriológicas. Industrialmente, a amoxicilina é produzida por meio de processos químicos, os quais requerem condições drásticas de reação, diversos passos de proteção e desproteção de grupos reativos para impedir reações hidrolíticas não seletivas, utilização de solventes organoclorados com geração de resíduos não recicláveis, que são tóxicos e nocivos ao meio ambiente. A síntese enzimática é uma alternativa mais interessante do ponto de vista ambiental e econômico. A tendência da indústria farmacêutica é o desenvolvimento de métodos enzimáticos para a produção destes antibióticos β-lactâmicos semi-sintéticos, incluindo a amoxicilina. Entretanto, um dos principais impedimentos para a sua implementação industrial é o rendimento limitado, em decorrência de reações laterais de hidrólise indesejáveis, que levam à formação do subproduto (p-hidroxifenilglicina, POHFG) durante todo o andamento da reação. Este inconveniente pode ser parcialmente evitado reduzindo a atividade da água (aw) no meio. Para esta finalidade, os líquidos iônicos (LIs) surgiram como uma alternativa aos meios orgânicos convencionais, devido à sua elevada estabilidade térmica e química, não inflamabilidade, fácil reciclagem e pressão de vapor desprezível. Neste contexto, este trabalho pesquisou o desenvolvimento de um processo integrado verde para a recuperação, reutilização e reciclo do subproduto (POHFG) da síntese enzimática cineticamente controlada de amoxicilina, empregando PGA imobilizada em Sepabeads® em um meio de reação totalmente aquoso (tampão fosfato de sódio 100 mM, pH 6,5), e avaliou a atividade catalítica deste biocatalisador na presença de diferentes LIs como cossolventes para estas reações sintéticas, em termos de seletividade (síntese/hidrólise, relação S/H) e conversão do substrato ácido 6-aminopenicilânico (6-APA). A recuperação do subproduto (POHFG) da síntese enzimática cineticamente controlada de amoxicilina em meio totalmente aquoso foi realizada eficientemente, atingindo uma pureza final de 99% para a POHFG, a qual foi reutilizada com sucesso para a produção do substrato éster etílico da p-hidroxifenilglicina (EEPOHFG), atingindo uma conversão de 93%. Em seguida, o EEPOHFG foi reciclado ao reator (sem qualquer purificação adicional) para outra batelada de síntese enzimática de amoxicilina, seguindo o perfil característico que é esperado para estas reações sintéticas. Este processo integrado verde gerou como resíduo o sal cloreto de sódio (NaCl) que é inerte e inofensivo. Além disso, a avaliação da utilização de LIs como cossolventes para as reações de síntese enzimática cineticamente controlada de amoxicilina apresentou resultados promissores. Um acréscimo de 400% na seletividade foi observado para as reações realizadas na presença de hexafluorfosfato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.PF6), como cossolvente na concentração de 75% (VLI/VÁGUA) em relação à reação padrão realizada em meio totalmente aquoso. De maneira similar, este número alcançou mais do que 350% para as reações conduzidas em bis(trifluormetilsulfonil)imida de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.NTf2) na mesma fração volumétrica, enquanto que para tetrafluorborato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.BF4) houve apenas um ligeiro aumento na seletividade (cerca de 57%). A mais elevada conversão de 6-APA foi obtida empregando BMI.NTf2 como cossolvente na concentração de 71% (VLI/VÁGUA), representando um aumento de mais do que 36% em comparação à reação padrão aquosa. Nenhuma desativação da enzima foi observada após as reações em qualquer um dos LIs, e a integridade física das partículas do biocatalisador foi integralmente mantida. Os resultados deste trabalho colaboraram para o avanço no estudo da síntese enzimática de penicilinas semi-sintéticas através do emprego de tecnologias mais verdes .

Submitted by Mateus Dassie Maximino (mateusmaximino23@gmail.com) on 2018-04-23T13:55:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado - Mateus Dassie Maximino.pdf: 5933036 bytes, checksum: 96040f746ca01578e5036f01f3d89e6e (MD5) / Approved for entry into archive by Claudia Adriana Spindola null (claudia@fct.unesp.br) on 2018-04-23T14:37:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 maximino_md_me_prud.pdf: 5933036 bytes, checksum: 96040f746ca01578e5036f01f3d89e6e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T14:37:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 maximino_md_me_prud.pdf: 5933036 bytes, checksum: 96040f746ca01578e5036f01f3d89e6e (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho trata do estudo da interação entre os poluentes emergentes amoxicilina (AMX) e azul de metileno (AM) com modelos-simples de membrana biológica compostas de fosfolipídios zwiteriônicos (DPPC e DOPC), através de filmes de Langmuir e vesículas unilamelares gigantes (GUVs). As membranas foram expostas aos poluentes de forma individual e também misturados (MIX) para que se aproximasse de uma situação real, neste caso, o chamado efeito coquetel, no qual os poluentes são encontrados misturados no ambiente. O objetivo principal foi investigar as possíveis interações entre os poluentes e os fosfolipídios e os consequentes efeitos nas membranas. Nos filmes de Langmuir, as isotermas π-A (pressão superficial por área molecular média) de DPPC revelaram que a AMX e o AM são expulsos da interface ar-água conforme a fase condensada é atingida. O DOPC demonstrou ser menos afetado pela AMX, uma vez que a isoterma não apresentou deslocamento. Contudo, o DOPC se mostrou mais susceptível a interagir com o AM, visto que um deslocamento significativo foi observado. Para ambos os lipídios a MIX causou maiores efeitos, evidenciados por deslocamentos maiores nas isotermas. Análises de módulo compressional mostraram um pequeno aumento na fluidez do filme de DPPC, não observado para o DOPC. As medidas de microscopia de ângulo de Brewster (BAM) na presença dos poluentes revelaram mudanças na morfologia dos filmes, afetando a formação dos domínios de DPPC e impedindo a formação dos mesmos nas monocamadas de DOPC. Os espectros de PMIRRAS para o DPPC indicaram possíveis interações eletrostáticas dos poluentes com a cabeça polar do lipídio, assim como uma desordem na região da sua cauda apolar. A monocamada de DOPC foi bastante afetada pois ocorreram mudanças nas vibrações de quase todos os grupos químicos do lipídio, apresentando inclusive mudanças na região da cauda do lipídio. Os espectros de emissão da sonda LAURDAN nas LUVs revelaram um aumento da rigidez para ambos os lipídios, diferentemente do observado pelas análises de elasticidade da monocamada de Langmuir. As GUVs para ambos os fosfolipídios, ao contrário das monocamadas, apresentaram maior efeito sobre os poluentes aplicados de forma individual, visto que para os poluentes avaliados individualmente foram observados a perda de contraste de fase para os lipídios na presença do AM, assim como mudanças na estabilidade para as GUVs de DOPC em AMX. Tais efeitos não foram observados para a MIX, devido as diferenças estruturais dos modelos de membrana. / The present work is about the interaction between the emerging pollutants amoxicillin (AMX) and methylene blue (MB), with biological membrane models of zwitterionic phospholipids (DPPC and DOPC), through Langmuir films and giant unilamellar vesicles (GUVs). The membrane was exposed to the presence of the pollutants individually, still being performed the analysis with the mixture (MIX) of both in order to get closer to a real situation, in which the pollutants are found mixed in the environment. The main goal was to investigate the possible interactions between the pollutants and phospholipids. The π-A (surface pressure by mean molecular area) isotherms of DPPC reveal that in the condensed phase the lipid expelled the AMX and MB of the air-water interface. The DOPC showed to be less affected by the AMX, once the isotherm did not present a displacement. However, the DOPC showed to be more susceptible to interact with the MB, since significant displacements were observed. In both lipids, the MIX showed to be more effective, causing bigger displacements. The analysis of compressional modulus showed a small increase of the fluidity of the DPPC film, which was not observed to the DOPC. The Brewster Angle Microscopy (BAM) measurements in the presence of the pollutants revealed changes in the morphology, affecting the domains formation of DPPC and inhibiting the formation of the same in monolayers. The PM-IRRAS specters to the DPPC indicated possible electrostatic interactions with the head, as well as a disorder in the tail. The DOPC monolayer was quite affected because there have been changes in almost all chemical groups of lipid, including changes in the tail region of the lipid. The emission spectrum from the dye LAURDAN in the LUVs revealed an increase in the rigidity for both lipids, different from the observed in the analysis of elasticity in the Langmuir monolayers. The GUVs for both phospholipids, unlike the monolayers, showed a major effect on the pollutants applied individually since that were observed losses of phase contrast for the lipids in the presence of MB, such as changes in the stability of the DOPC GUVs in AMX. Such effects were not observed in the MIX, due to the structural differences in the membrane models.

A espectrometria de massas, acoplada ou não a outras técnicas, tem sido de grande utilidade na determinação de novos compostos, produtos de transformação/degradação, metabólitos e na quantificação em nível de traços nas mais diferentes matrizes, devido à grande versatilidade dessa técnica, especialmente em relação aos modos de análise. Neste trabalho foi sistematizada uma metodologia para a aplicação das técnicas de espectrometria de massas na identificação de produtos de transformação/degradação de fármacos de uso humano e veterinário. Ferramentas da química computacional foram utilizadas para auxiliar na elucidação das estruturas dos compostos formados. A metodologia foi empregada para a identificação e quantificação dos produtos de transformação/degradação da rosuvastatina, gerados durante o processo de fotocatálise heterogênea com ZnO, para a identificação dos produtos de transformação/degradação gerados durante a fotólise em meio aquoso do sulfamentoxazol, ciprofloxacino e norfloxacino, e para a quantificação da amoxicilina transferida ao leite bovino. A viabilidade de se realizar a identificação de metabólitos da amoxicilina presentes no leite bovino por meio do mesmo processo de preparo de amostra e de análise utilizado para a quantificação também foi avaliada. Foram identificados dez principais produtos de transformação/degradação da fotocatálise da rosuvstatina, dez principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do sulfametoxazol, quinze principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do ciprofloxacino e quinze principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do norfloxacino. A metodologia empregada para a quantificação da amoxicilina em leite bovino se demostrou adequada, mas estudos adicionais são necessários para que seja possível identificar os seus metabólitos nessa matriz. Os resultados dos cálculos ab initio que foram utilizados para o estudo dos produtos de transformação/degradação da rosuvastatina e sulfametoxazol mostram que essa técnica pode ser bastante útil na elucidação estrutural dos compostos que são formados. / Mass spectrometry, coupled or not with other techniques, is very useful for the determination of new compounds, transformation/degradation products, metabolites and quantification at trace levels in many different matrices, due to the versatility of such a technique, specially regarding to analysis modes. In the present work a methodology was systematized for the application of mass spectrometry techniques in order to identify metabolites and transformation/degradation products for human and veterinary drugs usage. Computational chemistry tools were used to assist in the elucidation of the structure of the compounds formed during the process. The methodology was employed for identification and quantification of rosuvastatin transformation/degradation products generated during the heterogeneous photocatalysis process with ZnO, for the identification of sulfamethoxazole, ciprofloxacin and norfloxacion transformation/degradation products generated during the photolysis in aqueous medium and for quantifying amoxicillin transferred to bovine milk. The feasibility of identification of amoxicillin metabolites present in bovine milk using the same sample preparation procedure exploited for the quantification analysis was also assessed. Ten main transformation/degradation products of rosuvastatin photocatalysis were identified, as well as ten main transformation/degradation products of sulfamethoxaxole photolysis in aqueous medium, fifteen main transformation/degradation products of ciprofloxacin photolysis in aqueous medium and fifteen main transformation/degradation products of norfloxacin photolysis in aqueous medium. The methodology applied for the bovine milk amoxicillin quantification was demonstrated to be adequate, but additional studies are needed to identify amoxicillin metabolites in the milk matrix. The results of ab initio calculations utilised for the study of rosuvastatin and sulfamethoxazole transformation/degradation products show that this technique can be very useful for the structural elucidation of chemical compounds which are formed.

A espectrometria de massas, acoplada ou não a outras técnicas, tem sido de grande utilidade na determinação de novos compostos, produtos de transformação/degradação, metabólitos e na quantificação em nível de traços nas mais diferentes matrizes, devido à grande versatilidade dessa técnica, especialmente em relação aos modos de análise. Neste trabalho foi sistematizada uma metodologia para a aplicação das técnicas de espectrometria de massas na identificação de produtos de transformação/degradação de fármacos de uso humano e veterinário. Ferramentas da química computacional foram utilizadas para auxiliar na elucidação das estruturas dos compostos formados. A metodologia foi empregada para a identificação e quantificação dos produtos de transformação/degradação da rosuvastatina, gerados durante o processo de fotocatálise heterogênea com ZnO, para a identificação dos produtos de transformação/degradação gerados durante a fotólise em meio aquoso do sulfamentoxazol, ciprofloxacino e norfloxacino, e para a quantificação da amoxicilina transferida ao leite bovino. A viabilidade de se realizar a identificação de metabólitos da amoxicilina presentes no leite bovino por meio do mesmo processo de preparo de amostra e de análise utilizado para a quantificação também foi avaliada. Foram identificados dez principais produtos de transformação/degradação da fotocatálise da rosuvstatina, dez principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do sulfametoxazol, quinze principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do ciprofloxacino e quinze principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do norfloxacino. A metodologia empregada para a quantificação da amoxicilina em leite bovino se demostrou adequada, mas estudos adicionais são necessários para que seja possível identificar os seus metabólitos nessa matriz. Os resultados dos cálculos ab initio que foram utilizados para o estudo dos produtos de transformação/degradação da rosuvastatina e sulfametoxazol mostram que essa técnica pode ser bastante útil na elucidação estrutural dos compostos que são formados. / Mass spectrometry, coupled or not with other techniques, is very useful for the determination of new compounds, transformation/degradation products, metabolites and quantification at trace levels in many different matrices, due to the versatility of such a technique, specially regarding to analysis modes. In the present work a methodology was systematized for the application of mass spectrometry techniques in order to identify metabolites and transformation/degradation products for human and veterinary drugs usage. Computational chemistry tools were used to assist in the elucidation of the structure of the compounds formed during the process. The methodology was employed for identification and quantification of rosuvastatin transformation/degradation products generated during the heterogeneous photocatalysis process with ZnO, for the identification of sulfamethoxazole, ciprofloxacin and norfloxacion transformation/degradation products generated during the photolysis in aqueous medium and for quantifying amoxicillin transferred to bovine milk. The feasibility of identification of amoxicillin metabolites present in bovine milk using the same sample preparation procedure exploited for the quantification analysis was also assessed. Ten main transformation/degradation products of rosuvastatin photocatalysis were identified, as well as ten main transformation/degradation products of sulfamethoxaxole photolysis in aqueous medium, fifteen main transformation/degradation products of ciprofloxacin photolysis in aqueous medium and fifteen main transformation/degradation products of norfloxacin photolysis in aqueous medium. The methodology applied for the bovine milk amoxicillin quantification was demonstrated to be adequate, but additional studies are needed to identify amoxicillin metabolites in the milk matrix. The results of ab initio calculations utilised for the study of rosuvastatin and sulfamethoxazole transformation/degradation products show that this technique can be very useful for the structural elucidation of chemical compounds which are formed.

Novos sistemas biocompatíveis para aplicações biotecnológicas são relevantes não só do ponto de vista tecnológico, mas também para avanços científicos. A presente dissertação visou à criação e caracterização de filmes finos (espessura de até 100 nm) ou micrométricos (espessura de 50 µm a 100 µm) formados por goma xantana (GXT), poli(cloreto de dimetil dialil amônio), (PDDA), albumina bovina sérica (BSA), e nanopartículas de magnetita (NPM). A incorporação de amoxicilina (Amox), um antibiótico amplamente utilizado contra muitas infecções, nos filmes foi realizada durante a formação dos sistemas. Os filmes finos foram caracterizados através de elipsometria e microscopia de força atômica. Em solução, as interações favoráveis entre o Amox e a BSA foram evidenciadas por mudanças substanciais na estrutura secundária da BSA, como revelado pelo dicroísmo circular. Os filmes micrométricos (patches) de GXT e GXT/NPM/BSA foram imersos em Amox 2 g/L, levando a incorporação de 10 ± 3 e 17 ± 4 µg/cm³ de Amox, respectivamente. Sua caracterização compreendeu espectroscopia vibracional no infravermelho por transformada de Fourier no modo de refletância total atenuada (FTIR-ATR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medidas de sorção e espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). A incorporação de 0,2% em massa de Fe3O4 nos \"patches\" e sua exposição a um campo magnético externo, viabilizou a liberação total in vitro de Amox, em pH 5,5 e em 0,02 mol/L de NaCl, seguindo o comportamento quasi-Fickiano. A difusão da Amox dos \"patches\" de GXT/NPM/BSA em ágar contendo Staphylococcus aureus e Escherichia coli, levou halos de inibição consideráveis. A inibição do crescimento de E. coli foi particularmente eficiente sob efeito de campo magnético externo. / New biocompatible systems for biotech applications are relevant not only from a technological point of view, but also for scientific advances. The present project aimed at the creation and characterization of thin films (thickness up to 100 nm) or micrometric patches (thickness of 50 µm to 100 µm) formed by the deposition of xanthan gum (GXT), poly (dimethyl diallyl ammonium chloride) (PDDA), bovine serum albumin (BSA), and magnetite nanoparticles (NPM). The incorporation of amoxicillin (Amox), a widely used antibiotic against many infections, in the films was performed during the formation of the systems. Thin films were characterized by means of ellipsometry and atomic force microscopy. In solution, favorable interactions between Amox and BSA were evidenced by substantial changes in the secondary structure of BSA, as revealed by circular dichroism spectra. Patches of GXT and GXT/NPM/BSA were immersed into Amox solution at 2 g/L, leading to the Amox incorporation of 10 ± 3 and 17 ± 4 µg/cm3, respectively. The patches characterization included Fourier Transform Infrared vibration spectroscopy in the attenuated total reflectance mode (FTIR-ATR), scanning electron microscopy (MEV), sorption measurements and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). The incorporation of 0.2 wt% of Fe3O4 in the patches and their exposure to an external magnetic field, allowed the total in vitro release of Amox, at pH 5.5 and 0.02 mol/L NaCl, following the behavior quasi-Fickian. Amox diffusion from GXT/NPM/BSA patches in agar containing Staphylococcus aureus and Escherichia coli led to a considerable zone of inhibition. Inhibition of E. coli growth was particularly efficient under the effect of external magnetic field.

Orientadores: Peterson Bueno de Moraes, Christiane de Arruda Rodrigues Ragnini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T04:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_EdivaldoLuisde_M.pdf: 3079610 bytes, checksum: a78db6078a721c74f963b944bae72f47 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A sociedade e seus processos produtivos têm gerado e lançado quantidades elevadas e diversificadas de compostos orgânicos, inorgânicos e biológicos no meio ambiente. Juntamente com as emissões naturais, houve um grande acúmulo destes materiais nos diferentes compartimentos ambientais. A produção e o uso de medicamentos, como hormônios e antibióticos contribuíram muito para a ampliação deste quadro. Por serem persistentes não são totalmente metabolizados nos seres vivos e acabam sendo excretados e lançados em corpos receptores. Os mecanismos naturais de degradação e métodos de tratamento convencionais de efluentes não são suficientemente eficientes na remoção completa destes compostos; em função disso, é necessário o desenvolvimento e aplicação de tecnologias alternativas para a redução destes impactos. Entre estas tecnologias podemos citar os Processos Oxidativos Avançados (POA) que são mais eficientes para o tratamento destes tipos de efluentes. Objetivamos neste trabalho desenvolver, caracterizar e utilizar eletrodos nanoestruturados de TiO2 para a confecção de um reator fotoeletroquímico para a degradação do antibiótico amoxicilina e do citrato de sildenafil, este último, princípio ativo do medicamento Viagra®, submetidos à radiação UV e solar. Foram desenvolvidos eletrodos nanoestruturados com TiO2 sobre substrato de titânio, a partir de processos de anodização eletroquímica, na qual foram variados diferentes parâmetros que influenciaram nas características dos nanotubos de TiO2 desenvolvidos. Os nanotubos formados foram avaliados por Microscopia Eletrônica de Varredura quanto ao comprimento, espessura de parede e homogeneidade de distribuição. Testou-se contra-eletrodos de platina, Anodo Dimensionalmente Estável (ADE), níquel, aço-inoxidável 304 e 316L e obteve-se nanotubos de TiO2 com comprimentos entre 100 e 650 nm. Observou-se na maioria dos eletrodos nanoestruturados uma distribuição homogênea dos nanotubos. Visando a obtenção de nanoestruturas mais fotoativas, realizou-se cristalização por aquecimento em estufa. Na cristalização dos nanotubos, as análises de Difratometria de Raios-X evidenciaram intenso sinal no ângulo 2? próximo a 25º para todas as amostras significando que os nanotubos de TiO2 se cristalizaram na fase anatase, a qual é mais fotoativa. A degradação de amoxicilina apresentou rendimento de aproximadamente 85% em um intervalo de 4 horas de tratamento, enquanto que o rendimento na degradação do citrato de sildenafil foi de aproximadamente 88%, para um volume de amostra de 160,0 mL etanol/água destilada à 20% V/V em Na2SO4 0,1 M, concentração do fármaco de 10,0 mg L-1, lâmpada de vapor de mercúrio, WUV=13 W/m2, disposição horizontal dos eletrodos, distância de 3,0 mm entre lâmpada e ânodo de TiO2, cátodo de platina em tela, tensão de 1,5 volts, anodo de titânio nanoestruturado obtido a partir de contra-eletrodo de ADE 70%TiO2/30%RuO2 com d = 5,0 mm a 700 rpm e t = 120 min, 2 horas de tratamento. As nanoestruturas apresentaram-se com baixa resistência mecânica em relação à aplicação de valores de potencial elétrico superiores a 1,5 V. No entanto, abaixo destes valores, as estruturas de TiO2 mostraram-se altamente estáveis em relação à durabilidade. A eletrólise apresentou eficiência insignificante na degradação do fármaco citrato de sildenafil, sendo então aplicado um potencial aos eletrodos para fotoassistir ao processo fotocatalítico o qual se mostrou fortemente dependente da drenagem eletrônica / Abstract: The modern society and its production processes have generated and released high amounts of synthetic organic compounds which accumulate in different environmental compartments. The production and use of drugs such as hormones and antibiotics have greatly contributed to the expansion of this problem. Due to persistent-profile of these drugs, they are not completely metabolized and the conventional Wastewater Treatment Plants are not fully effective for the removal of these compounds. Thus, the development and application of alternative technologies is needed. In the other hand, the Advanced Oxidation Processes (AOP) has been effective for the treatment of pharmaceutical residues. This work aimed to produce, characterize and use nanostructured TiO2 electrodes and an photoelectrochemical reactor for the degradation of the antibiotic amoxicillin and sildenafil citrate, the latter, the active ingredient of Viagra©. The experiments were carried out using ultraviolet (UV) and solar radiation. Nanostructured TiO2 electrodes were developed from titanium substrate by electrochemical anodization process in which the different parameters were varied in order to verify its influence on the length, thickness and uniformity of distribution of TiO2 nanotubes formed, evaluated by Scanning Electron Microscopy. It was tested different counter-electrodes such as platinum, dimensionally stable anode (DSA), nickel, stainless-steel 304 and stainless-steel 316L and were obtained TiO2 nanotubes with lengths between 100 and 650 nm. It was observed in most nanostructured electrodes a homogeneous distribution of the nanotubes. Also, in order to obtain nanostructures more photoactive, crystallization was performed by heating in an oven. After crystallization process, analysis of X-Ray diffraction showed intense signal at 2? close to 25º for all samples, meaning that the TiO2 nanotubes were crystallized in the anatase phase which is more photoactive. Photocatalytic experiments with the Amoxicillin solution resulted in approximately 85% of degradation in 4 hours of treatment, whereas the degradation of sildenafil citrate was about 88%. The samples consisted of 160.0 mL ethanol / distilled water at 20 % V/V in 0.1 M Na2SO4, drug concentration of 10.0 mg L-1. The experimental setup consisted of a mercury vapor lamp or a solar simulator, horizontal arrangement of the electrodes and a platinum screen cathode. It was applied 1.5 volts, distance of 3,0 mm between the lamp and TiO2 nanostructured anode, obtained from the anodization using a DSA (70%TiO2/30%RuO2) counter-electrode placed at 5.0 mm, under stirring of 700 rpm over 120 minutes. The nanostructures had low strength to the application of higher electrical potential values than 1.5 V. However, below this value the TiO2 structures were more stable and with greater durability. Electrolytic process had a negligible efficiency in the degradation of sildenafil citrate; thus the applied potential was more important to help the photocatalytic process, which is strongly dependent of the electronic drainage / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

The increasing spread of antibiotic resistance among bacteria poses a major threat to the public health. There is an urge for the development of innovative formulations of existing and new antibiotics. One area of interest is in wound care, where two interesting antimicrobials are the conventional antibiotic amoxicillin and the antimicrobial peptide AP114. The objective of this work was to systemically evaluate topical gel formulations of these APIs by following a Quality by Design approach. A short excipient compatibility study was performed and the thickening agents poloxamer 407 and HPMC were chosen to be included in the following Design of Experiment (DoE) study of formulation composition and storage climate. The DoE set up was generated by the software MODDE Pro® and a short stability study of four weeks was performed, including analysis of the apparent pH, rheology stability, appearance, BCA assay, UV-Vis and FTIR spectroscopy and Franz cell diffusion. The results showed that AP114 formulations stored at 2-8˚C with poloxamer 407 should be with buffer pH 5-6 and 5-15 wt% organic phase to maximize stability, while HPMC based AP114 gels should be with buffer pH 6-8 and 10-40 wt% organic phase. Poloxamer 407 was not preferrable for amoxicillin formulations. The optimal HPMC based amoxicillin formulations included the storage temperature 25˚C, a buffer pH 7-8 and 40-60 wt% organic phase. HPMC based amoxicillin gels stored at 2-8˚C should be composed with buffer pH 6-8 and 10-40 wt% organic phase.