Orientadora: Profa. Dra. Sônia Maria Malmonge / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2014.

Dois extratos secos de Achyrocline satureioides (Lam.) DC., preparados a partir de soluções extrativas hidroetanólicas contendo 40 %(v/v) e 80 % (v/v) de etanol, denominados respectivamente de PS40 e PS80, foram avaliados no que concerne a sua estabilidade frente à temperatura e à luz. Para a avaliação de PS40 e PS80 frente à temperatura foram realizados estudos em condição de estresse (80 °C, 28 dias para PS40 e 14 dias para PS80), estudo de estabilidade acelerada (50 ± 2 °C/ 90 ± 5 UR, durante 3 meses para o PS40 e 40 ± 2 °C/ 75 ± 5 UR, durante 6 meses para o PS80) e estudo de longa duração, 12 meses (25 ± 2 °C e 60 ± 5 % UR, para PS40 e 30 ± 2 °C e 75 ± 5 % UR, para PS80). Para a avaliação da fotoestabilidade, PS40 e PS80 foram submetidos à radiação UV-C, durante 48 horas. Em todos os testes, a concentração dos constituintes fenólicos foi avaliada por CLAE, sendo a quercetina, luteolina, e 3-Ometilquercetina utilizadas como substâncias de referência, em ambos os extratos PS40 e PS80. A concentração de ácido caféico e das substâncias não identificadas P1, P2 e P3 foram avaliadas em PS40 e a concentração de P4, P5ab, P6, P7 e P8 em PS80. Os testes de estabilidade de longa duração de PS40 e PS80 revelaram que a concentração total dos constituintes fenólicos manteve-se dentro dos limites de ± 10 %, por 9 e 12 meses, respectivamente. Nestes extratos, as substâncias quercetina, luteolina e 3-Ometilquercetina, individualmente, mantiveram-se dentro dos limites de ± 10 %, por 12 meses. O estudo do PS40 e do PS80, em condições de estresse, revelou aumento do teor de quercetina a partir do segundo dia até 7 dias, mas com redução dos constituintes, ácido caféico e P3 no PS40 e P5ab e P8 no PS80. O produto contendo maior teor de quercetina obtido a partir do PS40, denominado PS40+, foi avaliado quanto a sua atividade antiedematogênica, apresentando, na terceira hora diferença significativa (p < 0,05; Student’s t-test) em relação ao controle negativo e, também, em relação ao controle positivo e na quarta hora, apresentou diferença significativa (p < 0,01; Student’s t-test) em relação ao grupo controle negativo. Não houve diferença significativa entre a atividade observada para o PS40 e PS40+ contendo o maior teor de quercetina (p < 0,05; Student’s t-test). No teste de estabilidade acelerado, para o PS40, o ácido caféico, a quercetina e a substância P3 reproduziram o comportamento instável, demonstrado no estudo em condições de estresse, as demais substâncias mantiveramse dentro dos limites de ± 10 %, durante 3 meses. Para o PS80 as substâncias P5ab e P8 tiveram seus teores reduzidos além do limite de ± 10 % e as demais substâncias mantiveram-se dentro deste limite, no teste de estabilidade acelerado, durante 6 meses. O estudo da fotoestabilidade revelou que PS40 e PS80 são estáveis por 48 horas, quando acondicionados em frasco de vidro âmbar ou transparente. No entanto, quando expostos à luz UVC em vidro de relógio, os constituintes fenólicos apresentaram-se instáveis. O estudo de cinética de degradação do PS80 demonstrou que as substâncias estudadas: quercetina, luteolina, 3-O-metilquercetina e P8 seguem cinética de reação de segunda ordem, quando submetidas à temperatura de 80 °C e por sua vez, seguem cinética de primeira ordem quando submetidas à radiação UV-C. Por meio de comparação com substância de referência e pelo teste de recuperação, foi possível identificar o ácido caféico, presente no PS40. Utilizando a cromatografia em coluna, foram isoladas as substâncias P1, P2, P3 e 3-O-metilquercetina a partir do PS40. A partir de PS80 foi isolada, por cromatografia em camada delgada preparativa, e identificada a substância P8. A elucidação estrutural da substância P8 (PS80) e a correspondente P3 (PS40) revelou tratar-se da 4,2’,4’’,2’’’-tetraidróxi-6’,6’’’-dimetóxi-4’- O-4’’’- bichalcona. / Thermal and photo stabilities of two Achyrocline satureioides spray dried powders, SDP40 and SDP80, were evaluated. These spray dried powders were, respectively, prepared from 40 % (v/v) or 80 % (v/v) ethanol extractive solution of the inflorescences. The thermal stability test conditions for SDP40 and SDP80 were the stress testing (80 °C, 28 days for SDP40 e 14 days for SDP80), the accelerated term testing (50 ± 2 °C/ 90 ± 5 RH, 3 months, for SDP40 and 40 ± 2 °C/ 75 ± 5 RH, 6 months, for SDP80) and the long term testing (25 ± 2 °C / 60 ± 5 % RH, for SDP40 and 30 ± 2 °C /75 ± 5 % RH for SDP80). In the photo stability study SDP40 and SDP80 were submitted to UV-C radiation, for 48 hours. The long term testing for SDP40 and SDP80 revealed that the total concentration of phenolic constituents remained within the limit of ± 10 %, for 12 month, in both extracts. When SDP40 and SDP80 were submitted to stress testing, at the final of the second or the seventh day, respectively, it was observed an anomalous increase in the quercetin concentration; in contrast, caffeic acid and P3 in SDP40 and P5ab and P8 in SDP80 presented its concentrations decreased. The product with higher amount of quercetin, obtained from SDP40, designed SDP40+, was evaluated regarding to antiedematogenic activity, showing at the third hour significant difference (p < 0,05; Student’s t-test) related to the negative control, as well as to the positive control. At the forth hour it showed significant difference (p < 0,01; Student’s t-test), related to the negative control. Between, SDP40 and SDP40+ it was not observed significant difference (p < 0,05; Student’s t-test). In the accelerate term testing, for SDP40, caffeic acid, quercetin and substance P3, reproduced the unstable behavior observed in the stress testing; the other phenolic constituents remained within the limit of ± 10 %, for 3 months. For SDP80 accelerated term testing, the substances P5ab and P8 degradated below the limit of ± 10 % its concentration; the other phenolic constituents remained with its concentrations within the limit, for 6 months. The photostability study revealed that SDP40 and SDP80 were stable for 48 hours, when they were conditioned in amber or transparent flask. However, when they were conditioned in open-dish, the phenolics showed unstable behavior. The kinetic of degradation study revealed that the polyphenols quercetin, luteolin, 3-O-methylquercetin and P8 followed second order reaction, when submitted to temperature (80 °C), and first order reaction when submitted to UV-C radiation. Regarding the identification of the phenolic constituents in SDP40 or SDP80, caffeic acid was identified in SDP40 by comparison with the reference substance. Column chromatography was used to isolate, from SDP40, the substances P1, P2, P3 and 3-O-methylquercetin. Preparative thin layer chromatography was used to isolate, from SDP80, the substance P8, which was identified. The structural elucidation of substance P8 (SDP80) and the corresponding P3 (SDP40) revealed that it chemical molecular formule is 4,2’,4’’,2’’’-tetrahydroxy-6’,6’’’-dimethoxy-4’-O-4’’’- bichalcone, for the first time reported to Achyrocline satureioides.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1997340 bytes, checksum: d9de6932e705d57a480fc922a17f1ba4 (MD5) Previous issue date: 2009-11-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, modified silica gel with the group aminopropiletanoimina was used as retention capacity for the ions cadmium, lead and cromate. The tests were accomplished in aqueous solutions under different conditions of pH, in constant temperature of 298±1 K. The number of mol of the organic chain anchored to the matrix was 0,97mmol /g. The analysis of the curves TG, for the degradation interval between 0,12 and 0,4, shows certain constancy of the value of the activation energy with the increase of the value of the conversion degree, however, the comparison of the activation energies calculated by the method of FWO and by the method of Coats-Redfern shows different results for all the models of simple mechanisms, for that, it is believed that the process in such area conversion doesn't happen through a simple mechanism, but through a complex process where more than one mechanism is acting in the dynamics of the degradation reaction. Based in the number of mols of cadmium, lead and cromate adsorbed, it can settle down the following order: cadmium > cromate > lead. The analysis of the kinetics of the reaction for the three ions shows that the processes of adsorption follow a kinetic law of speed of pseudo-second order with the constants of speed cadmium > lead > cromate. The balance of the process of adsorption is not described by the same model of adsorption; the lead and the cromate are described reasonably well by Langmuir, but for the cadmium it was not found any model to describe the behavior of the process of adsorption satisfactorily. / Neste trabalho, sílica gel modificada com o grupo aminopropiletanoimina foi utilizada como adsorvente para os íons cádmio, chumbo e cromato. Os testes foram realizados em soluções aquosas sob diferentes condições de pH em temperatura constante de 298±1 K. O número de mol da cadeia orgânica ancorada à matriz foi de 0,97mmol /g. A análise das curvas TG, para o intervalo de degradação entre 0,12 e 0,4, mostra certa constância do valor da energia de ativação com o aumento do valor do grau de conversão, entretanto, a comparação das energias de ativação calculadas pelo método de FWO e pelo método de Coats-Redfern mostra resultados diferentes para todos os modelos de mecanismos simples, por isso, acredita-se que o processo em tal região de conversão não ocorre a través de um mecanismo simples, mas sim, através de um processo complexo onde mais de um mecanismo está atuando na dinâmica da reação de degradação. Com base no número de moles de cádmio, chumbo e cromato adsorvidos pode-se estabelecer a seguinte ordem: cádmio > cromato > chumbo. A análise da cinética da reação para os três íons mostra que os processos de adsorção seguem uma lei cinética de velocidade de pseudo-segunda ordem com as constantes de velocidade de cádmio > chumbo > cromato. O equilíbrio do processo de adsorção não é descrito pelo mesmo modelo de adsorção; o chumbo e o cromato são descritos razoavelmente bem pelo Langmuir, mas, para o cádmio não foi encontrado nenhum modelo que descrevesse o comportamento do processo de adsorção satisfatoriamente.

A estabilidade de medicamentos constitui um tema atual e de grande importância no meio científico. Tem sido constantemente abordada em estudos direcionados à avaliação da qualidade das preparações farmacêuticas. O meropenem, um antibiótico carbapenêmico de amplo espectro de ação, é utilizado como um importante recurso terapêutico para o tratamento de infecções graves. Por ser um agente antimicrobiano ativo e eficaz, de uso clínico em muitos países, tornase necessária a pesquisa mais aprofundada de sua estabilidade, propiciando um maior entendimento dos aspectos que podem influenciar na sua manipulação e armazenamento. O presente trabalho objetiva a avaliação da estabilidade do meropenem em condições de degradação forçada, contemplando a determinação da cinética de degradação, o isolamento e identificação de produtos de decomposição e a determinação da citotoxicidade das amostras degradadas e dos produtos isolados. Amostras de meropenem pó para solução injetável (500 mg) e solução reconstituída em água (50 mg/mL) foram submetidas à degradação térmica em diferentes temperaturas. Para a decomposição ácido-base, soluções aquosas de meropenem a 1,0 mg/mL foram preparadas em HCl 0,1 M e NaOH 0,1 M, e estocadas a 25 °C. As amostras foram analisadas por cromatografia líquida de alta eficiência, em sistema de fase reversa. Para o ensaio de determinação cinética, as amostras submetidas à maior temperatura de degradação foram também analisadas por ensaio microbiológico – método de difusão em ágar-cilindros em placas. O isolamento do produto de degradação térmica foi efetuado através da combinação das técnicas de cromatografia em coluna e cromatografia em camada delgada preparativa. Para o produto oriundo de catálise básica, a identificação foi efetuada diretamente na amostra degradada, não havendo a necessidade de prévio isolamento. A elucidação estrutural dos produtos de degradação foi realizada por ressonância magnética nuclear e espectrometria de massas. As amostras degradadas e o produto de catálise básica foram avaliados in vitro quanto ao potencial citotóxico frente a células mononucleares. Para determinação da viabilidade celular, os conteúdos celulares foram avaliados por citometria de fluxo. Os resultados dos ensaios de cinética química indicaram que o meropenem sofre decomposição térmica seguindo reação de primeira ordem. As amostras degradadas apresentaram uma acentuada redução de teor, com formação de produtos de degradação. As técnicas cromatográficas de purificação utilizadas permitiram o isolamento de um produto oriundo da degradação térmica da solução reconstituída. A identificação demonstrou que o mesmo teve uma modificação estrutural extensa, gerada a partir de reações de decomposição passíveis de ocorrer para o derivado carbapenêmico avaliado. Para o produto de degradação básica, verificou-se o rompimento do anel β-lactâmico, em reação característica destes compostos. A avaliação preliminar da citotoxicidade indicou que as amostras ensaiadas apresentam toxicidade celular in vitro após 48 horas de incubação, fornecendo indícios de necessidade de atenção para este aspecto. A totalidade dos resultados obtidos neste trabalho permite a conclusão de que a estabilidade do meropenem é um tema de grande relevância e deve ser considerada na hora da manipulação do produto, de modo a evitar problemas de qualidade oriundos de amostras degradadas e seus produtos de degradação. / The stability of pharmaceuticals is a current and important subject in the scientific field. It has been frequently cited in studies related with the quality evaluation of pharmaceutical preparations. Meropenem, a carbapenemic antibiotic with broad spectrum, is used as an important therapeutic agent for the treatment of several infections. Since it is an active and effective antimicrobial, used in many countries, it is necessary the complete research about its stability, providing more knowledge about the aspects that could influence in its handle and storage. The aim of this work is the evaluation of meropenem stability in forced degradation conditions, including the determination of degradation kinetics, the isolation and identification of decomposition products and the citotoxicity evaluation of degraded samples and isolated products. Meropenem powder for injection (500 mg) and reconstituted solution in water (50 mg ml-1) were submitted to thermal degradation. For acid-basic decomposition, meropenem aqueous solution at 1.0 mg ml-1 were prepared in HCl 0.1 M and NaOH 0.1 M, and stored at 25 °C. The samples were analysed by high performance liquid chromatography, in reverse phase system. In the kinetics determination, the samples stored at 45 °C and 90 °C were also evaluated by microbiological assay, applying the cylinder-plate method. The isolation of thermal degradation product was carried out by column chromatography and preparative thin layer chromatography. For the product obtained through basic catalysis, the identification was done directly in the degraded sample, without previous isolation. The structural elucidation of degradation products was performed by nuclear magnetic ressonance and mass spectrometry. The degraded samples and basic catalysis product were evaluated with respect to citotoxic potential in vitro against mononuclear cells. The cellular viability was determined by flow citometry. The results of chemical kinetics indicated that thermal decomposition of meropenem is described by first order reaction. The degraded samples showed a significant reduction in the potency, with formation of degradation products. The chromatographic purification techniques allowed the isolation of one thermal degradation product. For the basic degradation product, it was verified the hidrolysis of β-lactam ring, in a caracterisitc reaction for these compounds. The preliminary citotoxicity evaluation indicated that samples were toxic after 48 hours. The results obtained in this work allowed to conclude that the stability of meropenem is a subject of great importance and should be considered in the handle of the product, in order to avoid quality problems from degraded samples and degradation products.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the development and validation of analytical methods to assay daptomycin injection. Daptomycin is a drug of a new class of antibiotics, known as cyclic lipopeptides. It was approved in USA in 2003 and in Brazil in 2009. Up to now, there are no reports about methods to assay the drug in pharmaceutical products, both in scientific literature or in official compendia. Methods to identify daptomycin in raw material were realized as solubility, melting point, infrared spectrophotometry (IR), ultraviolet spectrophotometry (UV) and differential scanning calorimetry (DSC) and they showed appropriate results. The following methods to assay daptomycin injection were developed and validated: high performance liquid chromatography (HPLC), microbiological assay (turbidimetric) and UV-spectrophotometry. All of them were validated according current guidelines, by the following parameters: specificity, linearity, precision, accuracy and robustness, being all the requirements met. The mean values of daptomycin assay by the three methods were: 100,23 ± 0,59% (HPLC); 100,96 ± 2,58% (turbidimetric assay) and 98,98 ± 1,35% (UV-spectrophotometry). They were compared by ANOVA, which indicated that HPLC and turbidimetric assay are interchangeable. The stress testing showed that daptomycin is very susceptible to alkaline medium and that the degradation follows first order kinetic, in the conditions adopted. It was found that the degradation product(s) of daptomycin do not have antimicrobial activity. Considering their characteristics, HPLC and turbidimetric assays can be used in routine quality control and in stability studies of daptomycin injection. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento e validação de métodos analíticos para o doseamento da daptomicina injetável. A daptomicina é um antibiótico pertencente a uma nova classe de antimicrobianos, conhecidos como lipopeptídeos cíclicos. Foi aprovada para comercialização nos Estado Unidos em 2003 e no Brasil em 2009. Até o momento, não foram relatados métodos de quantificação para o fármaco em produtos farmacêuticos, tanto na literatura científica quanto em compêndios oficiais. Foram realizados métodos para a caracterização da matéria-prima como solubilidade, ponto de fusão, espectrofotometria no infravermelho (IV) e na região do ultravioleta (UV) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), sendo que os mesmos permitiram a identificação do fármaco na matéria-prima. Os seguintes métodos para análise quantitativa da daptomicina injetável foram desenvolvidos e validados: cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), ensaio microbiológico (método turbidimétrico) e espectrofotometria na região do UV. Todos os métodos foram validados de acordo com as guias vigentes, frente aos parâmetros de especificidade, linearidade, precisão, exatidão e robustez, tendo sido atendidos os requisitos estabelecidos. Os teores médios de daptomicina na formulação em estudo, pelos métodos desenvolvidos (n=12/método) foram: 100,23 ± 0,59% (CLAE); 100,96 ± 2,58% (ensaio microbiológico) e 98,98 ± 1,35% (espectrofotometria no UV). Esses resultados foram comparados pelo teste de ANOVA, que indicou que os métodos de CLAE e microbiológico são intercambiáveis. Pelo estudo de degradação forçada verificou-se que a condição que induz à maior degradação do fármaco é o meio alcalino, sendo que a reação segue cinética de primeira ordem nas condições usadas. Constatou-se ainda que a amostra degradada da daptomicina não tem ação antimicrobiana. Pelas suas características, os métodos de CLAE e microbiológico podem sem usados no controle de qualidade de rotina e em estudos de estabilidade da formulação injetável de daptomicina.

A estabilidade de medicamentos constitui um tema atual e de grande importância no meio científico. Tem sido constantemente abordada em estudos direcionados à avaliação da qualidade das preparações farmacêuticas. O meropenem, um antibiótico carbapenêmico de amplo espectro de ação, é utilizado como um importante recurso terapêutico para o tratamento de infecções graves. Por ser um agente antimicrobiano ativo e eficaz, de uso clínico em muitos países, tornase necessária a pesquisa mais aprofundada de sua estabilidade, propiciando um maior entendimento dos aspectos que podem influenciar na sua manipulação e armazenamento. O presente trabalho objetiva a avaliação da estabilidade do meropenem em condições de degradação forçada, contemplando a determinação da cinética de degradação, o isolamento e identificação de produtos de decomposição e a determinação da citotoxicidade das amostras degradadas e dos produtos isolados. Amostras de meropenem pó para solução injetável (500 mg) e solução reconstituída em água (50 mg/mL) foram submetidas à degradação térmica em diferentes temperaturas. Para a decomposição ácido-base, soluções aquosas de meropenem a 1,0 mg/mL foram preparadas em HCl 0,1 M e NaOH 0,1 M, e estocadas a 25 °C. As amostras foram analisadas por cromatografia líquida de alta eficiência, em sistema de fase reversa. Para o ensaio de determinação cinética, as amostras submetidas à maior temperatura de degradação foram também analisadas por ensaio microbiológico – método de difusão em ágar-cilindros em placas. O isolamento do produto de degradação térmica foi efetuado através da combinação das técnicas de cromatografia em coluna e cromatografia em camada delgada preparativa. Para o produto oriundo de catálise básica, a identificação foi efetuada diretamente na amostra degradada, não havendo a necessidade de prévio isolamento. A elucidação estrutural dos produtos de degradação foi realizada por ressonância magnética nuclear e espectrometria de massas. As amostras degradadas e o produto de catálise básica foram avaliados in vitro quanto ao potencial citotóxico frente a células mononucleares. Para determinação da viabilidade celular, os conteúdos celulares foram avaliados por citometria de fluxo. Os resultados dos ensaios de cinética química indicaram que o meropenem sofre decomposição térmica seguindo reação de primeira ordem. As amostras degradadas apresentaram uma acentuada redução de teor, com formação de produtos de degradação. As técnicas cromatográficas de purificação utilizadas permitiram o isolamento de um produto oriundo da degradação térmica da solução reconstituída. A identificação demonstrou que o mesmo teve uma modificação estrutural extensa, gerada a partir de reações de decomposição passíveis de ocorrer para o derivado carbapenêmico avaliado. Para o produto de degradação básica, verificou-se o rompimento do anel β-lactâmico, em reação característica destes compostos. A avaliação preliminar da citotoxicidade indicou que as amostras ensaiadas apresentam toxicidade celular in vitro após 48 horas de incubação, fornecendo indícios de necessidade de atenção para este aspecto. A totalidade dos resultados obtidos neste trabalho permite a conclusão de que a estabilidade do meropenem é um tema de grande relevância e deve ser considerada na hora da manipulação do produto, de modo a evitar problemas de qualidade oriundos de amostras degradadas e seus produtos de degradação. / The stability of pharmaceuticals is a current and important subject in the scientific field. It has been frequently cited in studies related with the quality evaluation of pharmaceutical preparations. Meropenem, a carbapenemic antibiotic with broad spectrum, is used as an important therapeutic agent for the treatment of several infections. Since it is an active and effective antimicrobial, used in many countries, it is necessary the complete research about its stability, providing more knowledge about the aspects that could influence in its handle and storage. The aim of this work is the evaluation of meropenem stability in forced degradation conditions, including the determination of degradation kinetics, the isolation and identification of decomposition products and the citotoxicity evaluation of degraded samples and isolated products. Meropenem powder for injection (500 mg) and reconstituted solution in water (50 mg ml-1) were submitted to thermal degradation. For acid-basic decomposition, meropenem aqueous solution at 1.0 mg ml-1 were prepared in HCl 0.1 M and NaOH 0.1 M, and stored at 25 °C. The samples were analysed by high performance liquid chromatography, in reverse phase system. In the kinetics determination, the samples stored at 45 °C and 90 °C were also evaluated by microbiological assay, applying the cylinder-plate method. The isolation of thermal degradation product was carried out by column chromatography and preparative thin layer chromatography. For the product obtained through basic catalysis, the identification was done directly in the degraded sample, without previous isolation. The structural elucidation of degradation products was performed by nuclear magnetic ressonance and mass spectrometry. The degraded samples and basic catalysis product were evaluated with respect to citotoxic potential in vitro against mononuclear cells. The cellular viability was determined by flow citometry. The results of chemical kinetics indicated that thermal decomposition of meropenem is described by first order reaction. The degraded samples showed a significant reduction in the potency, with formation of degradation products. The chromatographic purification techniques allowed the isolation of one thermal degradation product. For the basic degradation product, it was verified the hidrolysis of β-lactam ring, in a caracterisitc reaction for these compounds. The preliminary citotoxicity evaluation indicated that samples were toxic after 48 hours. The results obtained in this work allowed to conclude that the stability of meropenem is a subject of great importance and should be considered in the handle of the product, in order to avoid quality problems from degraded samples and degradation products.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The acrylamide monomer is used mainly for the production of polyacrylamides, flocculation aids used in water supply systems. While its polymeric form does not pose health risks, the World Health Organization warns of the presence of residual acrylamide in flocculants, which would be responsible for releasing this contaminant in tap water. Acrylamide is considered as probably carcinogenic to humans, and has its standard for drinking water set at 0.5 μg L -1 in Brazil and in the United States, and 0.1 μg L-1 in Europe. Given the concern of the possibility of drinking water intake with the presence of acrylamide and lack of constant monitoring of this parameter, the objective of this study was to evaluate the application of photolytic processes for degradation of acrylamide and develop analytical methodology to quantify the acrylamide levels in trait, based on the Brazilian benchmark. The study was conducted following up the following steps: (I) development of bench photolytic reactor in Engineering Laboratory of Environment - LEMA, the Federal University of Santa Maria - UFSM; (II) conducting initial tests of direct photolysis (UV) photolysis combined with hydrogen peroxide (UV / H2O2) and use of hydrogen peroxide in the built reactor; (III) acrylamide analysis of development in the range of 0.5 to 5 mg L-1 via liquid chromatography with ultraviolet detection for monitoring the degradation in Environmental Analytical Chemistry Laboratory - LQAA, from the Chemistry Institute of the Federal University of Rio Grande do Sul - IQ-UFRGS; (IV) adequacy of degradation parameters and carrying out final tests of photolysis with lamp cooled reactor and analysis of results and preparation of the degradation kinetics, the LQAA; (V) defining parameters for most appropriate method of solid phase extraction to acrylamide; and (VI) adequacy of liquid chromatography via acrylamide analysis methodology of high efficiency with ultraviolet detection for a lower concentration range and validation of the method. The results demonstrated that acrylamide is slowly degraded via direct photolysis (k = 0.0143 mg L-1 min-1) and almost instantaneously when adding hydrogen peroxide (UV/H2O2), although alone peroxide has no effect. As for the method SPE according to the literature, active carbon is the most efficient for solid concentration of acrylamide. Thus, activated carbon was used cartridge for this step to give a satisfactory recovery of 72% acrylamide. The method developed via HPLC-UV showed good results as to the validation parameters of standard solutions. Same quality was not obtained when evaluated SPE-HPLC-UV conjunction with real fortified sample, probably due to the large number of possible interferences present in drinking water, coupled with the high solubility of acrylamide and difficulty of retention. The improvement of these analytical conditions should be required to make feasible the use of this method for the analysis of drinking water. / A acrilamida é um monômero utilizado principalmente para produção de poliacrilamidas, auxiliares de floculação empregadas em sistemas de abastecimento de água. Embora sua forma polimérica não represente riscos à saúde, a Organização Mundial da Saúde alerta para a presença de residuais de acrilamida nos floculantes, o que seria responsável por liberar esse contaminante na água tratada. Acrilamida é considerada como provavelmente carcinogênica para humanos, e tem seu padrão para água potável estabelecido em 0,5 μg L-1 no Brasil e nos Estados Unidos da América, e de 0,1 μg L-1 na Europa. Diante da preocupação da possibilidade de ingestão de água potável com a presença de acrilamida e da falta de monitoramento constante desse parâmetro, o objetivo desse trabalho foi avaliar a aplicação de processos fotolíticos para degradação da acrilamida e desenvolver metodologia analítica capaz de quantificar a acrilamida em níveis traço, baseado no valor de referência brasileiro. O estudo foi realizado seguindo-se as seguintes etapas: (I) desenvolvimento de reator fotolítico de bancada no Laboratório de Engenharia do Meio Ambiente - LEMA, na Universidade Federal de Santa Maria UFSM; (II) realização de testes iniciais de fotólise direta (UV), fotólise conjugada com peróxido de hidrogênio (UV/H2O2) e uso de peróxido de hidrogênio no reator construído; (III) desenvolvimento de análise de acrilamida na faixa de 0,5 a 5 mg L-1 via cromatografia a líquido com detecção por ultravioleta para acompanhamento da degradação, no Laboratório de Química Analítica Ambiental LQAA, do Instituto de Química da Universidade Federal do Rio Grande do Sul IQ-UFRGS; (IV) adequação dos parâmetros de degradação e realização dos testes finais de fotólise com reator de lâmpada resfriada, bem como análise dos resultados e avaliação da cinética de degradação, no LQAA; (V) definição de parâmetros para escolha do método mais adequado de extração em fase sólida para acrilamida; e (VI) adequação da metodologia de análise de acrilamida via cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por ultravioleta para uma menor faixa de concentração e validação do método. Os resultados demonstraram que a acrilamida é lentamente degradada via fotólise direta (k = 0,0143 mg L-1 min-1) e, praticamente, de forma instantânea quando se adiciona peróxido de hidrogênio (UV/H2O2), embora, isoladamente, o peróxido não tenha qualquer efeito. Quanto ao método de EFS, de acordo com a literatura, o carvão ativo é o mais eficiente sólido para concentração de acrilamida. Assim, foi utilizado cartucho de carvão ativo para essa etapa, obtendo-se uma recuperação satisfatória de 72 % de acrilamida. O método desenvolvido via CLAE-UV demonstrou bons resultados quanto aos parâmetros de validação em soluções padrão. No entanto, os resultados não foram tão bons quando esta metodologia (EFS-CLAE-UV) foi aplicada à amostra real fortificada, provavelmente pela presença de grande quantidade de interferentes na água potável, aliada à grande solubilidade da acrilamida e dificuldade da sua retenção. A melhoria dessas condições analíticas deve ser pretendida a fim de tornar viável a utilização do método para análise de acrilamida em água potável.

A estabilidade de medicamentos constitui um tema atual e de grande importância no meio científico. Tem sido constantemente abordada em estudos direcionados à avaliação da qualidade das preparações farmacêuticas. O meropenem, um antibiótico carbapenêmico de amplo espectro de ação, é utilizado como um importante recurso terapêutico para o tratamento de infecções graves. Por ser um agente antimicrobiano ativo e eficaz, de uso clínico em muitos países, tornase necessária a pesquisa mais aprofundada de sua estabilidade, propiciando um maior entendimento dos aspectos que podem influenciar na sua manipulação e armazenamento. O presente trabalho objetiva a avaliação da estabilidade do meropenem em condições de degradação forçada, contemplando a determinação da cinética de degradação, o isolamento e identificação de produtos de decomposição e a determinação da citotoxicidade das amostras degradadas e dos produtos isolados. Amostras de meropenem pó para solução injetável (500 mg) e solução reconstituída em água (50 mg/mL) foram submetidas à degradação térmica em diferentes temperaturas. Para a decomposição ácido-base, soluções aquosas de meropenem a 1,0 mg/mL foram preparadas em HCl 0,1 M e NaOH 0,1 M, e estocadas a 25 °C. As amostras foram analisadas por cromatografia líquida de alta eficiência, em sistema de fase reversa. Para o ensaio de determinação cinética, as amostras submetidas à maior temperatura de degradação foram também analisadas por ensaio microbiológico – método de difusão em ágar-cilindros em placas. O isolamento do produto de degradação térmica foi efetuado através da combinação das técnicas de cromatografia em coluna e cromatografia em camada delgada preparativa. Para o produto oriundo de catálise básica, a identificação foi efetuada diretamente na amostra degradada, não havendo a necessidade de prévio isolamento. A elucidação estrutural dos produtos de degradação foi realizada por ressonância magnética nuclear e espectrometria de massas. As amostras degradadas e o produto de catálise básica foram avaliados in vitro quanto ao potencial citotóxico frente a células mononucleares. Para determinação da viabilidade celular, os conteúdos celulares foram avaliados por citometria de fluxo. Os resultados dos ensaios de cinética química indicaram que o meropenem sofre decomposição térmica seguindo reação de primeira ordem. As amostras degradadas apresentaram uma acentuada redução de teor, com formação de produtos de degradação. As técnicas cromatográficas de purificação utilizadas permitiram o isolamento de um produto oriundo da degradação térmica da solução reconstituída. A identificação demonstrou que o mesmo teve uma modificação estrutural extensa, gerada a partir de reações de decomposição passíveis de ocorrer para o derivado carbapenêmico avaliado. Para o produto de degradação básica, verificou-se o rompimento do anel β-lactâmico, em reação característica destes compostos. A avaliação preliminar da citotoxicidade indicou que as amostras ensaiadas apresentam toxicidade celular in vitro após 48 horas de incubação, fornecendo indícios de necessidade de atenção para este aspecto. A totalidade dos resultados obtidos neste trabalho permite a conclusão de que a estabilidade do meropenem é um tema de grande relevância e deve ser considerada na hora da manipulação do produto, de modo a evitar problemas de qualidade oriundos de amostras degradadas e seus produtos de degradação. / The stability of pharmaceuticals is a current and important subject in the scientific field. It has been frequently cited in studies related with the quality evaluation of pharmaceutical preparations. Meropenem, a carbapenemic antibiotic with broad spectrum, is used as an important therapeutic agent for the treatment of several infections. Since it is an active and effective antimicrobial, used in many countries, it is necessary the complete research about its stability, providing more knowledge about the aspects that could influence in its handle and storage. The aim of this work is the evaluation of meropenem stability in forced degradation conditions, including the determination of degradation kinetics, the isolation and identification of decomposition products and the citotoxicity evaluation of degraded samples and isolated products. Meropenem powder for injection (500 mg) and reconstituted solution in water (50 mg ml-1) were submitted to thermal degradation. For acid-basic decomposition, meropenem aqueous solution at 1.0 mg ml-1 were prepared in HCl 0.1 M and NaOH 0.1 M, and stored at 25 °C. The samples were analysed by high performance liquid chromatography, in reverse phase system. In the kinetics determination, the samples stored at 45 °C and 90 °C were also evaluated by microbiological assay, applying the cylinder-plate method. The isolation of thermal degradation product was carried out by column chromatography and preparative thin layer chromatography. For the product obtained through basic catalysis, the identification was done directly in the degraded sample, without previous isolation. The structural elucidation of degradation products was performed by nuclear magnetic ressonance and mass spectrometry. The degraded samples and basic catalysis product were evaluated with respect to citotoxic potential in vitro against mononuclear cells. The cellular viability was determined by flow citometry. The results of chemical kinetics indicated that thermal decomposition of meropenem is described by first order reaction. The degraded samples showed a significant reduction in the potency, with formation of degradation products. The chromatographic purification techniques allowed the isolation of one thermal degradation product. For the basic degradation product, it was verified the hidrolysis of β-lactam ring, in a caracterisitc reaction for these compounds. The preliminary citotoxicity evaluation indicated that samples were toxic after 48 hours. The results obtained in this work allowed to conclude that the stability of meropenem is a subject of great importance and should be considered in the handle of the product, in order to avoid quality problems from degraded samples and degradation products.

O objetivo do presente trabalho foi realizar estudos acerca da degradação anaeróbia de proteínas no tocante à cinética de consumo de substrato e às rotas metabólicas presentes no processo. Inicialmente, realizou-se um estudo comparativo da degradação de efluentes sintéticos em reatores anaeróbios horizontais de leito fixo (RAHLFs) em escala de bancada. Nesse intuito, foi proposto um modelo cinética de primeira ordem de reações em série e paralelo, que permitiu a estimativa dos parâmetros cinéticos das várias etapas do processo estudado. As fontes de carbono nos efluentes sintéticos foram primeiramente compostas por compostos protéicos, tendo sido posteriormente adicionadas fontes de carboidratos e lipídeos à sua composição. Nesse intuito, utilizaram-se duas proteínas, caseína e soro albumina bovina (S.A.B.), e um hidrolisado protéico, peptona. Os resultados preditos pelo modelo cinético proposto apresentaram boa correlação com os dados experimentais e, com isso, foi possível o entendimento dos vários aspectos envolvidos na degradação de compostos protéicos em reatores que apresentam regime de escoamento predominantemente pistonado. A peptona foi mais rapidamente consumida, seguida pela caseína e finalmente pela S.A.B.. A presença de lipídeos nos efluentes sintéticos utilizados se constituiu no maior problema para o processo estudado. Análises de microscopia e biologia molecular mostraram que houve realocação da biomassa nos RAHLFs à medida que foram adicionadas fontes alternativas de carbono aos efluentes sintéticos à base de proteína. As morfologias encontradas foram comuns em todos os ensaios realizados, tendo predominado as semelhantes a Methanosaeta sp., bacilos fluorescentes e não fluorescentes, bacilos curvos e cocos não fluorescentes. Também foram visualizados três tipos de filamentos, espiroquetas e morfologias semelhantes a Methanosarcina sp. A segunda etapa do presente trabalho foi o estudo comparativo do processo de degradação de água residuária proveniente de abatedouro de aves em dois reatores um UASB e um RAHLF. O modelo cinético de primeira ordem se ajustou bem aos dados de decaimento de matéria orgânica em ambos os reatores. Dessa forma, foi possível concluir que no reator UASB, o mecanismo de adsorção do material colóide e solúvel nos grânulos parece ter regulado o processo, resultando em maior velocidade de remoção dessas frações de matéria orgânica. No RAHLF, o que parece ter regulado o processo foi a retenção de sólidos orgânicos, aumentando, dessa forma, a velocidade de remoção dessa fração de matéria orgânica. / This work reports on the anaerobic degradation of proteins from the standpoint of substrate consumption kinetics and metabolic routes. Initially, a comparative study of synthetic effluents in a bench scale horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor was carried out. For this purpose, a kinetic model of irreversible first-order series-parallel reactions with two intermediate products was proposed. This allowed the estimative the kinetic parameters of several steps of the process. The carbon source in the synthetic effluents was composed primarily of casein, peptone and bovine serum albumin (B.S.A.). Then, sources of carbohydrate and lipid were added to the composition. The proposed model fitted the experimental protein degradation data well and allowed the best comprehension of the process. Thus it was possible to understand several aspects about the degradation of the protein substrates utilized in HAIB reactors. In relation to degradation rate, it was concluded that peptone was the most rapidly consumed, followed by casein, and finally BSA. Regarding substrate composition, the major problem for the studied process was the presence of lipids in the synthetics effluents. The results obtained from the microbiological analysis showed that relocation of biomass in the HAIBs reactors happened in correlation with the addition of alternative carbon sources to synthetic protein effluents. In all assays, common morphologies were found. These werepredominantly Methanosaeta sp. - like archaeas, fluorescent bacillus (three types), non-fluorescent bacillus (6 types), curved bacillus and non-fluorescent coccus. Three types of filaments, spirochetes and Methanosarcina sp. - like archaeas were also found. In a second phase, a comparative analysis of the degradation process of wastewater from a poultry slaughterhouse was carried out in two different reactors, one up flow anaerobic sludge blacked (UASB), and one HAIB. The first order kinetic model proposed fitted the experimental organic matter degradation data well in UASB and HAIB reactors treating residual water from avian abattoirs. In the UASB reactor, the adsorption mechanism of the granules for colloid and soluble material seems to regulate the process. This results in a higher rate of removal for these fractions of organic material. However, in the HAIB reactor, what seems to be controlling the process was the retention of organic solids, which increased the removal rate for this fraction of organic material.

O objetivo do presente trabalho foi realizar estudos acerca da degradação anaeróbia de proteínas no tocante à cinética de consumo de substrato e às rotas metabólicas presentes no processo. Inicialmente, realizou-se um estudo comparativo da degradação de efluentes sintéticos em reatores anaeróbios horizontais de leito fixo (RAHLFs) em escala de bancada. Nesse intuito, foi proposto um modelo cinética de primeira ordem de reações em série e paralelo, que permitiu a estimativa dos parâmetros cinéticos das várias etapas do processo estudado. As fontes de carbono nos efluentes sintéticos foram primeiramente compostas por compostos protéicos, tendo sido posteriormente adicionadas fontes de carboidratos e lipídeos à sua composição. Nesse intuito, utilizaram-se duas proteínas, caseína e soro albumina bovina (S.A.B.), e um hidrolisado protéico, peptona. Os resultados preditos pelo modelo cinético proposto apresentaram boa correlação com os dados experimentais e, com isso, foi possível o entendimento dos vários aspectos envolvidos na degradação de compostos protéicos em reatores que apresentam regime de escoamento predominantemente pistonado. A peptona foi mais rapidamente consumida, seguida pela caseína e finalmente pela S.A.B.. A presença de lipídeos nos efluentes sintéticos utilizados se constituiu no maior problema para o processo estudado. Análises de microscopia e biologia molecular mostraram que houve realocação da biomassa nos RAHLFs à medida que foram adicionadas fontes alternativas de carbono aos efluentes sintéticos à base de proteína. As morfologias encontradas foram comuns em todos os ensaios realizados, tendo predominado as semelhantes a Methanosaeta sp., bacilos fluorescentes e não fluorescentes, bacilos curvos e cocos não fluorescentes. Também foram visualizados três tipos de filamentos, espiroquetas e morfologias semelhantes a Methanosarcina sp. A segunda etapa do presente trabalho foi o estudo comparativo do processo de degradação de água residuária proveniente de abatedouro de aves em dois reatores um UASB e um RAHLF. O modelo cinético de primeira ordem se ajustou bem aos dados de decaimento de matéria orgânica em ambos os reatores. Dessa forma, foi possível concluir que no reator UASB, o mecanismo de adsorção do material colóide e solúvel nos grânulos parece ter regulado o processo, resultando em maior velocidade de remoção dessas frações de matéria orgânica. No RAHLF, o que parece ter regulado o processo foi a retenção de sólidos orgânicos, aumentando, dessa forma, a velocidade de remoção dessa fração de matéria orgânica. / This work reports on the anaerobic degradation of proteins from the standpoint of substrate consumption kinetics and metabolic routes. Initially, a comparative study of synthetic effluents in a bench scale horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor was carried out. For this purpose, a kinetic model of irreversible first-order series-parallel reactions with two intermediate products was proposed. This allowed the estimative the kinetic parameters of several steps of the process. The carbon source in the synthetic effluents was composed primarily of casein, peptone and bovine serum albumin (B.S.A.). Then, sources of carbohydrate and lipid were added to the composition. The proposed model fitted the experimental protein degradation data well and allowed the best comprehension of the process. Thus it was possible to understand several aspects about the degradation of the protein substrates utilized in HAIB reactors. In relation to degradation rate, it was concluded that peptone was the most rapidly consumed, followed by casein, and finally BSA. Regarding substrate composition, the major problem for the studied process was the presence of lipids in the synthetics effluents. The results obtained from the microbiological analysis showed that relocation of biomass in the HAIBs reactors happened in correlation with the addition of alternative carbon sources to synthetic protein effluents. In all assays, common morphologies were found. These werepredominantly Methanosaeta sp. - like archaeas, fluorescent bacillus (three types), non-fluorescent bacillus (6 types), curved bacillus and non-fluorescent coccus. Three types of filaments, spirochetes and Methanosarcina sp. - like archaeas were also found. In a second phase, a comparative analysis of the degradation process of wastewater from a poultry slaughterhouse was carried out in two different reactors, one up flow anaerobic sludge blacked (UASB), and one HAIB. The first order kinetic model proposed fitted the experimental organic matter degradation data well in UASB and HAIB reactors treating residual water from avian abattoirs. In the UASB reactor, the adsorption mechanism of the granules for colloid and soluble material seems to regulate the process. This results in a higher rate of removal for these fractions of organic material. However, in the HAIB reactor, what seems to be controlling the process was the retention of organic solids, which increased the removal rate for this fraction of organic material.