Os corantes sintéticos são amplamente empregados em indústrias têxteis, de cosméticos, alimentícia, farmacêutica, dentre diversas outras. Entretanto, vários destes compostos apresentam elevada toxicidade intrínseca, e são precursores de intermediários tóxicos e/ou mutagênicos gerados durante a metabolização. Portanto, o emprego de corantes naturais destaca-se como uma alternativa aos sintéticos, na busca por compostos seguros para a saúde humana e ambiental. Neste contexto, no presente trabalho nós investigamos o potencial toxicológico e ecotoxicológico do corante natural eritrostominona (Ery), uma naftoquinona extraída de micro-organismo, utilizando modelos alternativos à experimentação animal. Adicionalmente, foi avaliada a ecotoxicidade do Basic Red 51 (BR51), um corante sintético azo utilizado em indústrias têxteis e de cosméticos, e do Ery degradado (EryD) após a exposição à luz, visando uma alternativa simples para o tratamento de efluentes industriais contendo o corante. As avaliações ecotoxicológicas foram realizadas em diferentes níveis tróficos: nos microcrustáceos Daphnia magna e nos estágios iniciais de desenvolvimento de zebrafish (Danio rerio). As avaliações toxicológicas do Ery foram realizadas em linhagem hepatocelular humana (HepG2) como órgão-alvo de metabolização de xenobióticos, e em epiderme humana equivalente (EHE), um modelo 3D construído com queratinócitos humanos imortalizados (HaCaT), visto que é esperado o contato dérmico devido ao potencial uso como corante de cosmético. Nossos resultados mostraram que o Ery e o BR51 são tóxicos para D. magna e zebrafish. O BR51 induziu alterações na imobilidade, na reprodução, no consumo de oxigênio e no comportamento de D. magna em concentrações até 200 vezes superiores às do Ery capazes de alterar a imobilidade, reprodução e comportamento. Todavia, para embriões e larvas de zebrafish ambos os corantes apresentaram efeitos tóxicos em concentrações próximas, com alterações do desenvolvimento embrionário e do comportamento, indução de efeitos pró-oxidantes e alterações no balanço energético dos organismos. O EryD interessantemente não apresentou nenhum efeito tóxico para os organismos aquáticos, demonstrando que a luz foi capaz de reduzir e/ou inativar a toxicidade da estrutura inicial. Para as linhagens celulares humanas, o Ery foi citotóxico para HepG2, tendo a apoptose como a principal causa de morte celular. O Ery também causou um atraso no ciclo celular de HepG2, em particular na fase da mitose (G2/M), diminuindo a proliferação das células. Por outro lado, o Ery não apresentou potencial genotóxico e mutagênico para HepG2 e não induziu citotoxicidade e genotoxicidade após exposições por períodos curtos em EHE. Em conclusão, o Ery e o BR51 são classificados como tóxicos e muito tóxicos para o ambiente aquático, respectivamente. O Ery também induz efeitos pró-apoptóticos, o qual pode estar ligado à estrutura química das quinonas. No entanto, o Ery apresenta potencial aplicabilidade industrial como um corante eco-friendly, com destaque para a simples e rápida fotodegradação, e como um corante não genotóxico e mutagênico para células humanas. Avaliações adicionais sobre os mecanismos de apoptose devem ser realizadas para assegurar a segurança à saúde humana / Synthetic dyes are widely used by textiles, cosmetic, food and pharmaceutical industries. However, several compounds have high inherent toxicity, and many are precursors of mutagenic and/or carcinogenic intermediates produced during metabolism. Thereby, the use of natural dyes became an alternative to the synthetic ones, in search of safe compounds for human and environmentl health. In this context, we aimed to investigate the toxicological and ecotoxicological potential of the natural dye erythrostominone (Ery), a naphthoquinone compound extracted from microorganism, using alternative methods to animal experimentation. Additionally, it was assessed the ecotoxicity of the Basic Red 51 (BR51), an azo synthetic dye used bu cosmetic and textile industries, and the Ery degraded (EryD) after exposure to light, aiming an easy alternative to industrial effluent treatments containing the dye. Ecotoxicological assessment was performed at different trophic levels: in the microcrutaceans Daphnia magna and in zebrafish (Danio rerio) early life stages. Toxicological assessment of Ery was also performed in human hepatocellular line (HepG2) as target organ of xenobiotic metabolism, and in equivalent human epidermis (EHE), a 3D model constructed with immortalized human keratinocytes (HaCaT), since dermal contact is expected due to potential use as cosmetic dye. Our results showed that Ery and BR51 are toxic for D. magna and zebrafish. BR51 induced alterations in immobility, reproduction, oxygen uptake and behavior of D. magna at concentrations up to 200-fold higher than those of Ery able to impair immobility, reproduction and behavior. However, for zebrafish embryos and larvae, both dyes showed toxic effects at close concentrations, with changes in embryo development and behavior, induction of pro-oxidant effects and changes in the energy balance of organisms. Interestingly, EryD showed no toxic effect on aquatic organisms, demonstrating that light was able to reduce and/or inactivate the toxicity of the initial chemical structure. For human cell lines, Ery showed to be cytotoxic to HepG2, with apoptosis being the main source of cell death. Ery also induced a delay in HepG2 cell cycle, particularly in the mitosis phase (G2/M), decreasing cell proliferation. On the other hand, Ery presented no genotoxic and mutagenic potential for HepG2 and did not induce cytotoxicity and genotoxicity after short-term exposure to EHE. In conclusion, Ery and BR51 are classified as toxic and very toxic to the aquatic environment, respectively. Ery also induces pro-apoptotic effects, which may be linked to the chemical structure of quinones. Therefore, Ery presents potential industrial applicability as an eco-friendly dye, highlighting the easy and rapid photodegradation, and the non-genotoxic and mutagenic effects for human cells. Further assessment of apoptosis mechanisms should be performed to ensure safety to human health

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Além disso, a análise de corante de cabelo em fios de cabelo tingidos, poderia favorecer informações úteis para análise forense. Em virtude de alto consumo de corantes de cabelo, que podem ser encontrados na forma de tinturas permanente, semipermantes e temporárias, com diferentes estruturas e comportamento físico-químico, a demanda por métodos analíticos sensíveis e robustos para sua quantificação é altamente pertinente. Diante disso, o presente trabalho descreve a construção de sensores eletroquímicos para quantificação de corantes de cabelo do tipo temporário, pois são classe de corantes facilmente removidos do cabelo e, consequentemente, podem ser liberados para o meio ambiente. O sensor eletroquímico consiste no desenvolvimento de um eletrodo compósito com partículas magnéticas modificadas como grupos carboxílicos (CFMP) para determinação dos corantes basic brown 16 (BB16), basic red 51 (BR51) e basic yellow 57 (BY57) em amostras de extratos de fios de cabelos, amostras comercias de tintura temporária, água de lavagem, amostras de água de rio e de torneira. Os três corantes apresentam grupos azos como cromóforos. No presente trabalho, investigou-se a oxidação de aminas e hidroxilas presentes como grupos auxocromos nos corantes. Os resultados mostraram que a oxidação do grupo funcional nos corantes sobre o eletrodo compósito modificados por grupos carboxílicos pode ocorrer em potenciais de 0,44 V, 0,86 V e 0,65, respectivamente para os corantes BB16, BR51 e BY57 e a corrente de pico aumenta significativamente em relação ao eletrodo sem modificação. A interação entre corante + CFMP foi comprovada por espectroscopia de UV/Vis e FTIR. Foram construídas curvas analíticas para os corantes BB16, BR51 e BY57, usando as condições otimizadas na técnica de voltametria de onda quadrada (VOQ): frequência de aplicação dos pulsos (f) = 30 s-1, amplitude de pulsos (a) = 50 mV e incremento de varredura (ΔEs) = 2 mV para os corantes. Relações lineares foram obtidas nos intervalos de 2,0 x 10-7 mol L-1 a 9,0 x 10-7 mol L-1, 1,5 x 10-6 mol L-1 a 5,5 x 10-5 mol L-1, 2,0 x 10-7 mol L-1 a 1,2 x 10-7 mol L-1 para os corantes BB16, BR51 e BY57, respectivamente. Foram obtidos limites de detecção de 1,01 x 10-8 mol L-1, 1,19 x 10-7 mol L-1 e 2,89 x 10-7 mol L-1 para os corantes BB16, BR51 e BY57, respectivamente. O método foi aplicado em amostras de extratos de fios de cabelo, água de lavagem, água de torneira e formulações comerciais. A determinação simultânea dos corantes BB16, BR51 e BY57 foi também proposto usando o método descrito e otimizado. O método foi aplicado em amostras de água de torneira e água de rio com recuperações de aproximadamente 100% e em amostra da tintura de cabelo comercial (COLOR EXPRESS (Vermelho intenso). O método eletroquímico foi comparado com o método de referência usando cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodo (HPLC/DAD). / Hair dyes, mainly coming from commercial hair colorants in beauty salons, when not properly discarded, can generate effluents that are difficult to treat. In addition, hair dye analysis in dyed hair strands could be used as useful information for forensic analysis. Due to the high consumption of hair dyes, which can be found in the form of permanent, semipermanent and temporary dye, with different structures and physicochemical behavior, the demand for sensitive and robust analytical methods for their quantification is highly relevant. Therefore, the present work describes the construction of electrochemical sensors for the quantification of hair dyes of the temporary type, because they are class of dyes easily removed from the hair and, consequently, are released in great quantity for the environment. The electrochemical sensor consists of the development of a composite electrode using modified magnetic particles with carboxylic groups (CFMP) to determine the dyes basic brown 16 (BB16), basic red 51 (BR51), and basic yellow 57 (BY57) in samples of yarn extracts Hair samples, commercial samples of temporary tincture, wash water, samples of river water and tap water. The three dyes analyzed have azide groups as chromophores. In the present work, the oxidation of amines and hydroxyls present as auxochromic groups in the dyes was investigated. The results showed that the oxidation of the functional group in the dyes on the composite electrode modified by carboxylic groups can occur in Ea = 0.44 V, Ea = 0.86 V and Ea = 0.65, respectively for the dyes BB16, BR51, and BY57 and the peak current increases significantly with respect to the electrode without modification. The interaction between dye + CFMP was confirmed by UV/Vis and FTIR spectroscopy. Analytical curves for the BB16, BR51, and BY57 dyes were constructed using the optimized conditions in the square wave voltammetry (SWV) technique: pulse frequency (f) = 30 s-1, pulse amplitude (a) = 50 mV and scanning increment (ΔEs) = 2 mV for the dyes. Linear relationships were obtained at intervals of 2.0 x 10-7 mol L-1 to 9.0 x 10-7 mol L-1, 1.5 x 10-6 mol L-1 at 5.5 x 10-5 mol L-1, 2.0 x 10-7 mol L-1 to 1.2 x 10-7 mol L-1 for the dyes BB16, BR51, and BY57, in this order, using the SWV technique. Detection limits of 1.01 x 10-8 mol L-1, 1.19 x 10-7 mol L-1, 2.89 x 10-7 mol L-1 were obtained for the dyes BB16, BR51, and BY57, respectively. The method was applied to hair strands, wash water, tap water, and commercial formulation samples. The simultaneous determination of the dyes BB16, BR51, and BY57 was also proposed using the method described and optimized. The simultaneous determination of the dyes BB16, BR51 and, BY57 was also proposed using the method described and optimized. The method was applied to tap water and river water samples with approximately 100% recoveries and commercial hair dye sample (COLOR EXPRESS®). The electrochemical method was compared with the reference method using high performance liquid chromatography with diode arrangement detector (HPLC/DAD). / FAPESP: 2013/21542-6