A tuberculose é a segunda maior causa de mortes por doença infecciosa no mundo depois do HIV. A pirazinamida, um dos fármacos utilizados no tratamento atual, é um pró-fármaco do ácido pirazinóico que tem ação relevante contra Mycobacterium tuberculosis latentes, possui alta atividade bactericida sendo capaz de eliminar micobactérias intracelulares como nos macrófagos, por exemplo. A observação de que micobactérias resistentes à pirazinamida ainda são suscetíveis aos ésteres do ácido pirazinóico direcionou as pesquisas no desenvolvimento de derivados ésteres como pró-fármaco, com a vantagem de que as esterases presentes nas micobactérias possibilitam a ativação do pró-fármaco. O éster do ácido pirazinóico, pirazinoato de etila, apresenta como vantagem a fácil obtenção por apenas uma etapa de reação. A estruturação de fármacos em nanopartículas poliméricas traz como vantagens a melhora na estabilidade e alta capacidade de carreamento do fármaco. A nanoestruturação de ativos cria a necessidade de métodos capazes de quantificar os componentes presentes. Neste contexto, a eletroforese capilar apresenta-se como uma técnica analítica de baixo custo e tem como vantagem a diminuição do tempo de análise. O objetivo deste trabalho foi desenvolver a nanoestruturação do éster pirazinoato de etila e quantificar o mesmo nas nanopartículas pela técnica de eletroforese capilar. O éster do ácido pirazinóico foi caracterizado por ponto de fusão, calorimetria exploratória diferencial, análise elementar, espectroscopia no infravermelho e ressonância magnética nuclear. As nanopartículas obtidas pelo método de nanoprecipitação foram caracterizadas por espalhamento dinâmico de luz, potencial Zeta, pH, calorimetria exploratória diferencial e microscopia eletrônica de varredura. Um método por eletroforese capilar foi desenvolvido e validado de acordo com os guias ANVISA e ICH. O método apresentou boa linearidade (R2>0,99), precisão (DPR< 3%) e exatidão (recuperação de 99% ±0,2). O método desenvolvido foi usado para quantificar o éster contido nas nanopartículas e a eficiência da encapsulação do fármaco foi determinada. / Tuberculosis the second leading cause of deaths from infectious diseases after HIV. Pyrazinamide, one of the drugs available in therapy of tuberculosis, is a prodrug from pirazinoic acid wich is active against latent bacilli, besides the high bacterial activity since it is capable to eliminate within macrophages. Since bacteria which is not susceptible to pyrazinamide is still susceptible to pyrazinoic acid esters, has directed research on developing pirazinoic acid esters derivative as prodrug, with the advantage this is activated for mycobacterial esterases. Pyrazinoic acid ester, ethyl pyrazinoate, it has the advantage to be done in only one reaction step and simply obtaining. Structured drugs in polymeric nanoparticles presenting advantages such as stability improvement and high drug carrying capacity. The drugs nanostructuring makes necessary methods to this quantifying. In this context, capillary electrophoresis represents an analytical technique low cost and the advantage of the shorter analysis. The aim of this work was the nanostructuring of ethyl pyrazinoate ester and quantify this in nanoparticles by capillary electrophoresis. The pyrazinoic ester was characterized by melting point, differential scanning calorimetry, elemental analysis, infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance. Nanoparticles were prepared by nanoprecipitation method and were characterized by dynamic light scattering, zeta potential, pH, differential scanning calorimetry and scanning electron microscopies. A capillary electrophoresis method was developed and validated in accordance with the requirements of ANVISA and ICH guidelines. The method showed good linearity (R2>0,99), precision (RSD < 3%) and accuracy (recovery 99% ±0,2). The method was used to quantify the ester loaded in nanoparticles and the entrapment efficiency was determined.

O ácido cis-11-metil-2-dodecenóico (DSF), substância utilizada como autoindutor nos sistemas de Quorum Sensing da bactéria Xanthomonas axonopodis pv. citri, foi utilizado como um modelo de estudos para a análise de moléculas secretadas por populações celulares utilizando técnicas eletroanalíticas. Cultivos celulares provenientes de três linhagens diferentes da bactéria Xanthomonas axonopodis pv. citri foram utilizados para os estudos. Uma linhagem selvagem (WT), que produzia DSF em quantidades naturalmente observadas, e duas linhagens geneticamente modificadas. Em uma linhagem (&#916;C) a modificação genética resultava em elevada produção de DSF, para a segunda (&#916;F) o resultado era a anulação da produção do autoindutor. As principais técnicas analíticas utilizadas foram: voltametria cíclica, eletroforese capilar e cromatografia líquida (com detecção UV-Vis e acoplada a espectrometria de massas), sendo a última para efeitos de comparação. Procedimentos de extração líquido-líquido com solventes orgânicos foram realizados como etapas de pré-tratamento de amostras, visando diminuir a quantidade de interferentes e realizar uma pré-concentração do analito. Três metodologias principais foram adotadas. Uma primeira voltada para a diferenciação dos cultivos celulares, analisando-se ou os sobrenadantes provenientes dos cultivos ou os extratos resultantes dos pré-tratamentos desses sobrenadantes, tendo como principal foco a identificação de um sinal diferencial entre os cultivos que correspondesse às quantidades de DSF, ou seja, inexistente para a linhagem &#916;F, de alta intensidade para linhagem &#916;C e de intensidade intermediária para a linhagem WT. A segunda metodologia foi baseada no uso de uma molécula modelo para realizar experimentos e obter dados como parâmetros físico-químicos, o ácido láurico (ácido dodecanóico) foi escolhido por sua semelhança estrutural e facilidade de obtenção, curvas de calibração e experimentos de separação de moléculas com estrutura semelhante foram realizados com a técnica de eletroforese capilar. Uma terceira metodologia foi desenvolvida utilizando o padrão do ácido cis-11-metil-2-dodecenóico (DSF), curvas de calibração foram obtidas com o padrão isolado apresentando ótimas linearidades, tanto com a técnica de eletroforese capilar quanto com cromatografia líquida com detecção UV-Vis, experimentos de adição de padrão às amostras também foram executados. Os experimentos realizados com as amostras não apresentaram os resultados esperados, os problemas foram associados principalmente à quantidade de interferentes na amostra e a baixa concentração do analito nos cultivos, sendo que os métodos de extração realizados não foram suficientes para solucioná-los. O insucesso da técnica de voltametria cíclica foi associado ao envenenamento do eletrodo, devido à alta quantidade de compostos orgânicos presentes na amostra, e dúvidas relacionadas à eletroatividade do DSF. As dificuldades encontradas com a técnica de eletroforese capilar foram associadas à alta força iônica da amostra, presença de interferentes e baixa concentração do analito nos cultivos. Mesmo os experimentos realizados com cromatografia líquida acoplada a detecção com espectrometria de massas não atenderam às expectativas, dificultando a elucidação dos problemas encontrados até então e impossibilitando o desenvolvimento de uma metodologia que atendesse aos objetivos propostos. / Cis-11-methyl-2-dodecenoic acid, also known as DSF (autoinducer of the Quorum Sensing system used by the bacteria Xanthomonas axonopodis pv. citri) was explored as a study model for the cell secreted molecules analysis by electroanalytical techniques. Cell cultures from three different cell lines of the bacteria Xanthomonas axonopodis pv. citri were used for this study. A wild type (WT), which produced DSF in naturally observed quantities and two genetically modified ones. One of the lines (&#916;C) had a genetic modification that resulted in an elevated production of DSF, and the other (&#916;F) had a modification that stopped DSF production. Main analytical techniques used were: cyclic voltammetry, capillary electrophoresis and liquid chromatography (with UV-Vis detection and coupled with mass spectrometry), this last one was used with comparison purposes. Liquid-liquid extractions with organic solvents were realized as sample pre-treatment steps aiming the reduction of interfering species and analyte pre-concentration. Three main methodologies were adopted. One based in the differentiation of cell cultures analyzing or the cell culture supernatants or the resulting extracts from the pre-treatment steps. The main focus was the identification of a differential signal between the cultures that corresponded to the DSF quantities, in other words, null for the &#916;F line, high intensity for the &#916;C line and a an intermediary intensity for the WT line. The second methodology was based in experiments with a model molecule to obtain some data such as physical-chemistry parameters. Lauric acid (dodecanoic acid) was chosen for its structural similarity and easily acquisition. Calibration curves and similar structure molecules separation experiments were realized using capillary electrophoresis. Third and last methodology was developed using standard cis-11-methyl-2-dodecenoic acid (DSF). Calibration curves were obtained with the isolated standard showing great linearities using both capillary electrophoresis and liquid chromatography with UV-Vis detection. Experiments of standard addiction to the samples were also realized. Experiments using the samples did not show the expected results. Problems found were mainly associated with high amount of interfering species and low analyte concentration at the cultures, extraction methods used were not enough to solve this. The failures with the cyclic voltammetric techniques were associated to electrode poisoning, due to the high amount of organic compounds present at the sample, and DSF lack of electroactivity. Difficulties found with capillary electrophoresis were associated with the samples high ionic strength, presence of interfering species and low analyte concentration. Even liquid chromatography coupled with mass spectrometry experiments didn\'t attended the expectations. Making it difficult to elucidate the problems and not allowing the development of a methodology that could achieve the proposed objectives.

Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de metodologias para análise de metais pesados em águas de abastecimento (sistema Guarapiranga) e em água de chuva por métodos voltamétricos, a quantificação de cátions e ânions por eletroforese capilar com detecção condutométrica sem contato (EC-DCC), a construção de eletrodos de prata a partir de CD-Rs e sua aplicação para medidas potenciométricas, amperométricas e voltamétricas, a confecção de microeletrodos de ouro explorando técnicas de micro-fabricação com toner e sua aplicação como detector amperométrico em eletroforese capilar e o uso de máscaras de toner para construção de redes de microeletrodos de ouro, platina e carbono. Para o desenvolvimento de metodologia para monitorar chumbo, cobre e mercúrio em águas de abastecimento e em água de chuva, enfatizou-se a utilização de dispositivos semidescartáveis de ouro construídos a partir de CD-Rs utilizando técnicas eletroanalíticas de redissolução. O limite de detecção para 300 s de pré-concentração foi calculado em 80, 90 e 100 ng L-1 para Pb2+, Cu2+ e Hg2+, respectivamente. O volume mínimo de amostra necessário para esta análise é de 0,5 mL. Para analisar estes metais em amostras de águas coletadas do sistema Guarapiranga, foi implementado um método alternativo simples e de baixo custo para eliminação da matéria orgânica presente nestas amostras. Este método permite o pré-tratamento de um grande número de amostras simultaneamente. Em adição à quantificação de metais pesados, ao longo deste trabalho também foi otimizada uma metodologia para o monitoramento de vários outros íons (Cl-, NO3-, SO42-, CH3COO-, F-, PO43-, NH4+, K+, Na+, Ca2+, Mg2+ e Li+) em águas do sistema Guarapiranga utilizando equipamento de eletroforese capilar com detecção condutométrica sem contato (EC-DCC) construído no laboratório. O limite de detecção para estes íons foi calculado em 0,23, 0,43, 0,50, 4,26, 0,75, 1,00, 0,09, 0,18, 0,19, 0,20, 0,19 e 0,23 mg L-1, respectivamente. Além da utilização de eletrodos de ouro, ao longo desta tese também foi desenvolvida metodologia para a construção de sensores a partir de CD-Rs de prata. São discutidas as diferentes etapas envolvidas na elaboração destes dispositivos, é apresentada a sua caracterização e são mostrados os resultados obtidos por voltametria de redissolução para análise de chumbo, por amperometria/FIA para análise de cianeto e por potenciometria/FIA para análise de cloreto. A aplicação de técnicas de micro-fabricação com toner para desenvolver detectores amperométricos de ouro para eletroforese capilar foi outro assunto estudado. Estes sensores foram acoplados a um sistema de eletroforese capilar utilizando uma célula do tipo \"wall-jet\". A potencialidade deste tipo de detecção em eletroforese capilar foi demonstrada com a análise simultânea de iodeto, ácido ascórbico, dipirona e paracetamol. O limite de detecção para estes íons foi calculado em 0,1, 0,5, 3,1 e 1,1 µmol L-1, respectivamente. O uso de máscaras de toner para construir redes de microeletrodos de ouro, platina e carbono é outro tópico apresentado nesta tese. Informações detalhadas sobre as etapas e parâmetros envolvidos na construção deste tipo de sensor são apresentadas. O desempenho, assim como algumas características peculiares destes dispositivos são demonstradas através do uso de sistemas químicos conhecidos e os resultados obtidos comparados com os de um eletrodo convencional. / This study describe the development of methodologies for the analysis of heavy metals in drinking water supply (Guarapiranga system) and in rain water by using voltammetric methods, for the quantification of cations and anions by capillary electrophoresis using contactless conductometric detection (CE-CCD), the construction of silver electrodes utilizing recordable CDs and its application for potentiometric, amperometric and voltammetric analysis, the confection of microelectrodes utilizing microfabrication techniques with toner and its application as electrochemical detector in capillary electrophoresis and the utilization of toner masks to construct gold, platinum and carbon microelectrodes arrays. In the development of methodologies for lead, copper and mercury monitoring for natural waters and in rain water, was emphasized the utilization of semi-disposable gold electrodes constructed from recordable CDs, utilizing stripping analysis techniques. The detection limit utilizing 300 s pre-concentration time was calculated as 80, 90 and 100 ng L-1 for Pb2+, Cu2+ e Hg2+, respectively. The minimum sample volume for each analysis is 0.5 mL. For the analysis of these metals in waters samples collected in the Guarapiranga dam, a simple and alternative low cost method to eliminate the organic mater present in these samples was implemented. This method permits the pre-treatment of many samples simultaneously. In addition to the quantification of heavy metals, in the course of this work, the methodology for monitoring many other ions (Cl-, NO3-, SO42-, CH3COO-, F-, PO43-, NH4+, K+, Na+, Ca2+, Mg2+ e Li+) in the waters from Guarapiranga dam utilizing capillary electrophoresis with contactless conductometric detection (CE-CCD), an instrument constructed in the laboratory was also optimized. The detection limit for these ions was calculated as 0.23, 0.43, 0.50, 4.26, 0.75, 1.00, 0.09, 0.18, 0.19, 0.20, 0.19 e 0.23 mg L-1, respectively. Apart from the utilization of gold electrodes, on this work, we also developed a new methodology for the construction of sensors starting from silver CD-Rs. The different steps involved in the manufacture of these devices are discussed, its characterization is presented and the results obtained utilizing voltammetry for lead analysis, FIA/amperometry for the analysis of cyanide and FIA/potentiometry for the analysis of chloride. The utilization of microfabrication techniques with toner to develop amperometric gold detectors for capillary electrophoresis applications was another subject investigated. These sensors were coupled a capillary electrophoresis system using a wall-jet type cell. The potentiality of this type of detection for capillary electrophoresis was demonstrated for the simultaneous analysis of iodide, ascorbic acid, dipyrone and paracetamol. The detection limit for these ions was calculated as 0.1, 0.5, 3.1 and 1.1 µmol L-1, respectively. The utilization of masks made with toner to construct arrays of gold, platinum and carbon microelectrodes is another topic presented in this thesis. Detailed information about the steps and factors involved in the construction of this kind of sensor are presented. The performance as well as some peculiar characteristics of these devices are demonstrated utilizing well know chemical systems and the results obtained compared to the ones of a conventional electrode.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um protocolo de extração hormonal à partir de fezes de onça-pintada (Panthera onca) e validar uma metodologia de análise destes extratos por eletroforese capilar, verificando a eficiência analítica desta técnica no estudo dos metabólitos de esteróides sexuais em fezes, com o intuito de utilização futura desta metodologia na rotina dos laboratórios de endocrinologia. Foram testados sete tratamentos para as amostras de fezes liofilizadas: quatro protocolos de extração em diferentes solventes, um de hidrólise ácida e dois protocolos de extração em fase sólida (SPE). O protocolo de extração em acetonitrila foi satisfatório como pré-tratamento da amostra e aliado à SPE C-18 apresentou bons resultados no que diz respeito à sensibilidade, precisão, recuperação e tempo de análise. Com base nos resultados obtidos, a eletroforese capilar pode ser considerada uma ótima alternativa para a prospecção de metabólitos de hormônios, podendo ser utilizada em análises de rotina nos laboratórios de endocrinologia animal, sobretudo naqueles que se dedicam às metodologias não-invasivas de avaliação da função reprodutiva em animais selvagens. / The objective of this work was to develop a protocol of hormonal extraction from jaguar feces (Panthera onca) and validate a methodology of analysis of these extracts with capillary electrophoresis, verifying the analytical efficiency of this technique in the study of the steroids metabolites in feces, with the objective of future use of this methodology in the routine of the endocrinology laboratories. Seven treatments were tested for the samples: four extraction protocols in different solvents, one of acid hydrolysis and two extraction protocols in solid phase (SPE). The extraction protocol in acetonitrila was satisfactory as pre-treatment of the samples and ally to SPE C-18, it presented good results with respect to the sensibility, precision, recovery and time of analysis. Based on the obtained results, the capillary electrophoresis can be considered a great alternative for the research of metabolites of hormones, it could also be used in routine analyses in the endocrinology laboratories, mainly in those that are devoted to the non-invasive evaluation methodologies of the reproductive function in wild animals.

A tuberculose é a segunda maior causa de mortes por doença infecciosa no mundo depois do HIV. A pirazinamida, um dos fármacos utilizados no tratamento atual, é um pró-fármaco do ácido pirazinóico que tem ação relevante contra Mycobacterium tuberculosis latentes, possui alta atividade bactericida sendo capaz de eliminar micobactérias intracelulares como nos macrófagos, por exemplo. A observação de que micobactérias resistentes à pirazinamida ainda são suscetíveis aos ésteres do ácido pirazinóico direcionou as pesquisas no desenvolvimento de derivados ésteres como pró-fármaco, com a vantagem de que as esterases presentes nas micobactérias possibilitam a ativação do pró-fármaco. O éster do ácido pirazinóico, pirazinoato de etila, apresenta como vantagem a fácil obtenção por apenas uma etapa de reação. A estruturação de fármacos em nanopartículas poliméricas traz como vantagens a melhora na estabilidade e alta capacidade de carreamento do fármaco. A nanoestruturação de ativos cria a necessidade de métodos capazes de quantificar os componentes presentes. Neste contexto, a eletroforese capilar apresenta-se como uma técnica analítica de baixo custo e tem como vantagem a diminuição do tempo de análise. O objetivo deste trabalho foi desenvolver a nanoestruturação do éster pirazinoato de etila e quantificar o mesmo nas nanopartículas pela técnica de eletroforese capilar. O éster do ácido pirazinóico foi caracterizado por ponto de fusão, calorimetria exploratória diferencial, análise elementar, espectroscopia no infravermelho e ressonância magnética nuclear. As nanopartículas obtidas pelo método de nanoprecipitação foram caracterizadas por espalhamento dinâmico de luz, potencial Zeta, pH, calorimetria exploratória diferencial e microscopia eletrônica de varredura. Um método por eletroforese capilar foi desenvolvido e validado de acordo com os guias ANVISA e ICH. O método apresentou boa linearidade (R2>0,99), precisão (DPR< 3%) e exatidão (recuperação de 99% ±0,2). O método desenvolvido foi usado para quantificar o éster contido nas nanopartículas e a eficiência da encapsulação do fármaco foi determinada. / Tuberculosis the second leading cause of deaths from infectious diseases after HIV. Pyrazinamide, one of the drugs available in therapy of tuberculosis, is a prodrug from pirazinoic acid wich is active against latent bacilli, besides the high bacterial activity since it is capable to eliminate within macrophages. Since bacteria which is not susceptible to pyrazinamide is still susceptible to pyrazinoic acid esters, has directed research on developing pirazinoic acid esters derivative as prodrug, with the advantage this is activated for mycobacterial esterases. Pyrazinoic acid ester, ethyl pyrazinoate, it has the advantage to be done in only one reaction step and simply obtaining. Structured drugs in polymeric nanoparticles presenting advantages such as stability improvement and high drug carrying capacity. The drugs nanostructuring makes necessary methods to this quantifying. In this context, capillary electrophoresis represents an analytical technique low cost and the advantage of the shorter analysis. The aim of this work was the nanostructuring of ethyl pyrazinoate ester and quantify this in nanoparticles by capillary electrophoresis. The pyrazinoic ester was characterized by melting point, differential scanning calorimetry, elemental analysis, infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance. Nanoparticles were prepared by nanoprecipitation method and were characterized by dynamic light scattering, zeta potential, pH, differential scanning calorimetry and scanning electron microscopies. A capillary electrophoresis method was developed and validated in accordance with the requirements of ANVISA and ICH guidelines. The method showed good linearity (R2>0,99), precision (RSD < 3%) and accuracy (recovery 99% ±0,2). The method was used to quantify the ester loaded in nanoparticles and the entrapment efficiency was determined.

A cada ano a malária mata cerca de um milhão de pessoas. Segundo a OMS, 3,3 bilhões de pessoas, metade da população mundial, estão expostas à doença, principalmente em países subdesenvolvidos. Os fármacos utilizados no tratamento da malária incluem: cloroquina, primaquina, quinina, mefloquina, doxiclina, clindamicina e artemisina. A extensa resistência do parasita Plasmodium falciparum ao medicamento sintético cloroquina re-estabeleceu a quinina, um alcalóide encontrado na planta do gênero Cinchona, como droga antimalarial. A quinidina, o diastereoisômero da quinina, é usada como droga antiarrítmica e no tratamento de fibrilação arterial. Os estereoisômeros, cinchonina e cinchonidina, não são usados como medicamentos, embora mostrem efeitos similares àqueles da quinina e da quinidina. Os efeitos cardíacos da quinidina impossibilita seu uso como antimalarial. Outro alcalóide presente na espécie Cinchona é a hidroquinidina, que assim como a quinidina também apresenta atividade antiarrítmica. Os extratos vegetais são base para a produção de fitoterápicos, porém sem padronização o produto perde qualidade e a indústria não pode garantir a eficácia apregoada já que desconhece a concentração do princípio ativo no produto à venda. A portaria RDC 48/04 de 16.03.04 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) estabeleceu uma legislação específica, que se baseia na &#8220;garantia da qualidade&#8221;, exigindo a reprodutibilidade dos fitoterápicos produzidos, que só pode ser garantida com a utilização de extratos padronizados. De acordo com essa tendência, o objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de métodos de análise para os principais alcalóides da Cinchona por eletroforese capilar, podendo ser usada em caracterização de drogas vegetais, no controle de qualidade de extratos, bem como em possíveis adulterações. As determinações dos cinco principais alcalóides da Cinchona foram realizadas por eletroforese capilar de zona (CZE), utilizando como eletrólito TEA (1,1% v/v) com pH ajustado para 2,5 com ácido fosfórico e 20 mmol L-1 de &#945;-ciclodextrina, com tempo total de análise inferior a 12 minutos. A otimização das condições de análise foi realizada através da realização de experimentos de planejamento fatorial 32+1, sendo as variáveis do estudo a concentração de TEA e de &#945;-ciclodextrina. Com o uso de seletores quirais também foi desenvolvido um método para análise confirmatória dos alcalóides através do acoplamento de eletroforese capilar à espectrometria de massas, utilizando a estratégia de &#8220;partial filling&#8221;. Com objetivo de verificar o efeito do solvente na separação dos presentes alcalóides foi realizado um estudo do mecanismo de separação modulada por solvente em meio micelar (MEKC) e em meio não-aquoso (NACE). / Every year, malaria kills about one million people. According to OMS, 3.3 billion people, half of the world population, are exposed to the disease, mostly in underdeveloped countries. The pharmaceuticals used in the treatment of malaria include: chloroquine, primaquine, quinine, mefloquine, doxyclyne, clindamicina and artemisin. The increased resistance of the parasite Plasmodium falciparum to the synthetic pharmaceutical chloroquine reestablished quinine, an alkaloid found in the genus Cinchona, as antimalarial drug. Quinidine, the diasteroisomer of quinine, is used as antiarrhythmic drug in the treatment of arterial fibrillation. The diastereoisomers cinchonine and cinchonidine are not employed as pharmaceuticals although present similar effects to quinine and quinidine. The cardiac effects of quinidine hinders its use as antimalarial. Another alkaloid found in Cinchona is hydroquinidine, which similarly to quinidine also presents antiarrhythmic activity. Herbal extracts are the basis of phytotherapic production, however, with no standardization, the product lacks quality and the industry cannot guarantee its alleged efficacy, since there is no knowledge of the active principle concentration in the product put to sale. The ANVISA protocol (RDC 48/04 published on March16, 2004) established a specific legislation based on the &#8220;guarantee of quality&#8221;, which demands the reprodutibility of the produced phytotherapic, only achievable with standardized extracts. Following this tendency, the aim of this work was to develop methods of analysis for the main alkaloids of Cinchona using capillary electrophoresis, to apply in the characterization of herbal drugs, in the quality control of extracts as well as in the searching of possible adulterations. The determinations of five main alkaloids of Cinchona were carried out by capillary zone electrophoresis (CZE) using an electrolyte composed of 1.1% (v,v) TEA adjusted to pH 2.5 with phosphoric acid containing 20 mmol L-1 &#945;-cyclodextrin, providing a less than 12 min total analysis time. The optimization of analytical conditions was conducted experimentally by a 32+1 factorial design where the studied variables were TEA and &#945;-cyclodextrin concentrations. With the use of chiral selectors a confirmatory analytical method for alkaloids was also developed with the coupling of capillary electrophoresis and mass spectrometry employing a strategy called &#8220;partial filling&#8221;. With the purpose of verifying solvent effects on the separation of the alkaloids under investigation, studies of the separation mechanism as modulated by solvent in micelar medium (MEKC), and non aqueous medium (NACE) were conducted.

A malária é a doença que mais mortes causa no mundo. O uso de fármacos antimaláricos representa a solução mais eficaz para o combate e controle da doença e o interesse pelo desenvolvimento de novos fármacos é grande devido a problemas de resistência. Existe uma grande variedade de fármacos antimaláricos, sendo que muitos deles são quirais, vendidos e administrados como mistura racêmica. Nas últimas décadas, houve um aumento no interesse quanto aos aspectos farmacodinâmicos e farmacocinéticos de fármacos quirais, devido ao conhecimento de que um dos isômeros pode ser mais ativo ou mais tóxico que o outro. Sendo assim, tem-se a necessidade do desenvolvimento de métodos analíticos enantiosseletivos, e a eletroforese capilar tem emergido como uma técnica de separação quiral com alto poder de resolução. Além disso, a inexistência de métodos oficiais para fármacos antimaláricos e os poucos estudos que relatam aplicações na análise de formulações farmacêuticas, demandam o desenvolvimento e validação de novos métodos para tal finalidade. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de dois métodos analíticos, não quiral e quiral, para a determinação de fármacos antimaláricos em formulações farmacêuticas por eletroforese capilar. O método não quiral utilizou eletroforese capilar de zona, sendo otimizado para a separação de 7 fármacos antimaláricos (cloroquina, hidroxicloroquina, primaquina, quinidina, quinina, quinacrina e mefloquina) com um eletrólito composto por 45 mmol L-1 de tampão citrato, pH 4,50, e apresentou um tempo de análise de 10 minutos, permitindo a separação dos diastereoisômeros quinina e quinidina sem a adição de aditivos. O método quiral utilizou eletroforese capilar de zona modificada por ciclodextrina e foi otimizado para separação enantiosseletiva de cloroquina, mefloquina, hidroxicloroquina, primaquina, quinina e quinidina com um eletrólito composto por 50 mmol L-1 de tampão citrato, e 2% de S-&#946;-CD, pH 2,7. A separação dos fármacos antimaláricos e seus enantiômeros foi alcançada com tempo de análise de 12 minutos. Os métodos desenvolvidos foram validados de acordo com os protocolos oficiais, apresentando características adequadas e foram aplicados na determinação de cloroquina, hidroxicloroquina e mefloquina em formulações farmacêuticas. Como figuras de mérito para o método não quiral, tem-se: linearidade (R2 > 0,99), LD (7,43 - 24,4 &#181;mol L-1), LQ (22,5 - 73,8 &#181;mol L-1), precisão intermediária (0,76 - 1,7% RSD), recuperação (97,8 - 102,2%). Para o método quiral, tem-se: linearidade (R2 > 0,99), LD (7,43 - 9,58 &#181;mol L-1), LQ (22,8 - 29,0 &#181;mol L-1), precisão intermediária (0,50 - 1,8% RSD), recuperação (97,7 - 102,5%). Um ensaio de robustez para ambos os métodos foi realizado para comparar os resultados obtidos aplicando-se pequenas variações de tensão e temperatura. Observou-se que não existe uma diferença significativa entre os resultados, a um nível de confiança de P = 95 %. / Malaria is a disease that causes a large number of deaths worldwide. The use of antimalarial drugs is the most effective solution to combat and control the disease and interest in the development of new antimalarial drugs is still of great importance due to resistance issues. There is a wide variety of antimalarial drugs, many of which are chiral, sold and administered as racemic mixtures. In recent decades there has been an increased interest regarding the pharmacodynamic and pharmacokinetic aspects of chiral drugs, due to the knowledge that one of the isomers can be more active or more toxic than the other. Thus, there is a need for the development of enantioselective analytical methods, and capillary electrophoresis has emerged as a chiral technique separation with high resolving power. Moreover, the lack of official methods for antimalarial drugs and the few studies reporting applications in the analysis of pharmaceutical formulations, demands the development and validation of new methods for this purpose. This work aims at the development of two analytical methods, non-chiral and chiral, for the determination of antimalarial drugs in pharmaceutical formulations by capillary electrophoresis. The non-chiral method used capillary zone electrophoresis, being optimized for the separation of 7 antimalarial drugs (chloroquine, hydroxychloroquine, primaquine, quinidine, quinine, quinacrine and mefloquine) with an electrolyte consisting of 45 mmol L-1 of citrate buffer, pH 4.50, and had an analysis time of 10 minutes, allowing separation of isolated diasteroisomers quinine and quinidine without any additives. The chiral method used capillary zone electrophoresis modified by cyclodextrin and was optimized for enantioselective separation of chloroquine, mefloquine, hydroxychloroquine, primaquine, quinine and quinidine with an electrolyte consisting of 50 mmol L-1 citrate buffer and 2% S-&#946;-CD, pH 2.7. The separation of the antimalarial drugs and their enantiomers was achieved in less than 12 minutes. The proposed methods were validated following official protocols, with adequate results and were used for determination of chloroquine, hydroxychloroquine, and mefloquine in pharmaceutical formulations. Figures of merit for the non-chiral method include: linearity (R2> 0.99), LD (7.43 to 24.4 &#181;mol L-1), LQ (22.5 to 73.8 &#181;mol L-1), intermediary precision (0.76 to 1.7% RSD), and recovery (from 97.8 to 102.2%). For the chiral method, we have: linearity (R2> 0.99), LD (7.43 to 9.58 &#181;mol L-1), LQ (22.8 to 29.0 &#181;mol L-1), intermediary precision (0.50 to 1.8% RSD), and recovery (from 97.7 to 102.5%). For both methods a robustness test was performed to compare the results obtained by applying slight variations in voltage and temperature. It was observed that there is no significant difference between the results, a confidence level P = 95%.

Les aptamères sont des oligomères d'ADN ou d'ARN simple brin qui, en se repliant sous forme de structures tridimensionnelles peuvent avoir des interactions fortes et spécifiques envers un certain nombre de cibles. L'objectif de cette thèse a été de compléter les études existantes sur l'utilisation de l'électrophorèse capillaire (CE) et les aptamères afin de mettre au point une méthode de sélection d'aptamères par CE couplée à la fluorescence induite par laser et le séquençage haut-débit Illumina. Dans un premier temps, nous avons mis au point une méthode de détection et de séparation par électrophorèse capillaire couplée à la double détection UV-LEDIF d'une banque d'ADN en interaction avec une cible : la thrombine. C'est un modèle déjà étudié pour lequel deux aptamères ont fait l'objet de publications. Nous avons utilisé l'aptamère T29 dans le cadre de notre étude car c'est celui qui présente la meilleure affinité. L'électrophorèse capillaire est un puissant outil analytique qui facilite l'efficacité de sélection des aptamères et précise la détermination des paramètres d'interactions. Nous avons ainsi pu déterminer la constante d'affinité KD par CE-UV-LEDIF sur le modèle de base : la thrombine. Par ailleurs, nous montrons également comment l'utilisation du tampon Tris peut dégrader un ADN simple brin en électrophorèse capillaire et nous proposons comme alternative l'utilisation d'un tampon sodium phosphate dibasique qui évite ce phénomène de dégradation. Enfin, nous expliquons la difficulté d'amplification par qPCR et PCR d'un aptamère comme le T29 ayant une structure en G-quadruplex. Nous avons montré que le séquençage haut-débit Illumina nous a permis de trouver une corrélation entre le nombre de molécules séquencées et le nombre de séquences obtenues. L'analyse des séquences obtenues montre une quantité importante (20%) de séquences de T29 qui ne correspondent pas à la séquence de cet aptamère. Cela prouve que les étapes de PCR et de séquençage haut débit pour la détection de G-quadruplex peuvent induire un biais dans l'identification de ces molécules. / Aptamers are oligomers of small single-stranded DNA or RNA which can have strong and specific interactions with some targets when they fold into three-dimensional structures. The objective of this thesis was to complete existing studies on the use of capillary electrophoresis in order to develop a method for the selection of aptamers by CE coupled to laser induced fluorescence and Illumina high-throughput sequencing. In a first step, we developed a method of detection and separation by capillary electrophoresis coupled with the double detection UV-LEDIF of a DNA library interacting with a target: thrombin. It is a model already studied and for which two aptamers have been published. We used aptamer T29 as part of our study because it has the best affinity. Capillary Electrophoresis is a powerful analytical tool that facilitates the selection efficiency of aptamers and specifies the determination of the interaction parameters. We thus were able to determine the affinity constant KD by CE-UV-LEDIF on the basic model: thrombin. Moreover, we also show how the use of Tris buffer can degrade single-stranded DNA during capillary electrophoresis and we propose as an alternative the use of a dibasic sodium phosphate buffer which avoids the phenomenon of degradation. Finally, we explain the difficulty of amplification by qPCR and PCR of an aptamer such as T29 with a G-quadruplex structure. We showed that the Illumina high-throughput sequencing allowed us to find a correlation between the number of sequenced molecules and the number of sequences obtained. Analysis of the sequences obtained shows a significant amount (20%) of T29 sequences which do not correspond to the sequence of this aptamer. This shows that the PCR and high-throughput sequencing steps for the detection of G-quadruplex can induce bias in the identification of these molecules.

In the development of noninvasive optical biopsy, normal tissues can be statistically differentiated from precancerous and cancerous tissues by analyzing their autofluorescence spectra. The observed cancer hallmarks in the spectra are manifestations of biochemical and morphological changes in tissue during cancerous transformation. For detection of colorectal cancers, it has been hypothesized that the major contributors to tissue fluorescence are three endogenous fluorophores – reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), flavin adenine dinucleotide (FAD) and collagen. Separating and identifying endogenous fluorophores in cells/tissues using capillary electrophoresis (CE) with laser–induced fluorescence (LIF) detection holds promise as a simple and fast method to analyze fluorophore compositions in tissues during the cancerous transformation. To this end, we have established the extraction and separation protocols for quantifying endogenous fluorophores in Chinese Hamster Ovary (CHO) cells, human colorectal adenocarcinoma cells (HT–29) and human normal colon cells (FHC). Flavin mononucleotide (FMN), FAD, NADH and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) have been identified in the cell extracts by spiking them with standards and quantified by standard addition methods. The influence of cell densities and cell growth stages on fluorophore composition has been closely examined. Two–dimensional (2D) correlation coefficient mapping of electropherograms of HT–29 and FHC cell extracts reveals that the HT–29 cell extracts with higher cell density can be differentiated from FHC and HT–29 cell extracts with lower cell density, which is also demonstrated by the comparison of peak area ratios of NADH and NADPH. The electropherograms for 2D correlation analysis are pretreated by aligning their prominent peaks to account for peak shifting. A challenge in biological spectroscopy of cells and tissue is the identification of endogenous components that contribute to the overall complex spectra and the diagnostic signature. We propose 2D generalized correlation of CE–LIF electropherograms and fluorescence spectra in order to resolve the overlapped fluorescence spectra into their individual components. Separation of the endogenous fluorophores in normal and cancer cells by CE–LIF has provided us insight into fluorophore compositions and tools for classifications of cells. It has also prepared us for extraction and separation of tissues under different physiological conditions to assist cancer diagnosis.

Thesis (Ph. D.)--University of Hong Kong, 2007. / Title proper from title frame. Also available in printed format.