Thesis (doctoral)--Ludwig-Maximilians-Universität, Munich, Germany.

Thesis (doctoral)--Ludwig-Maximilians-Universität, Munich, Germany.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2006. / Härtill 4 uppsatser.

O processo de coloração de cabelos é um dos métodos de tintura mais antigos. No século XIX, iniciou-se a produção de corantes sintéticos, a partir do desenvolvimento da pfenilenodiamina (PPD). Os corantes de cabelo são classificados de acordo com seu mecanismo de ação. Os corantes permanentes são classificados por mecanismos oxidativos, enquanto os corantes diretos colorem a fibra capilar por mecanismos não oxidativos. A investigação sobre os possíveis danos á saúde humana, que podem ser resultantes da exposição de corantes de cabelos, têm sido um tema de enorme desafio para a comunidade cientifica. Particularmente, devido à enorme discrepância dos estudos epidemiológicos e estudos que empregam metodologias in vitro. Neste trabalho, foram investigadas a capacidade citotóxica de um composto representante de cada classe de tinturas de cabelo, um corante temporário (Basic Yellow 57 (BY57), um semi-temporário (Basic Red 51(BR51) e um ingrediente permanente p-fenilinodiamina (PPD) em linhagens de células de pele humana. As linhagens normais da pele humana estudadas foram os queratinócitos imortalizados humanos (HaCaT) e fibroblastos primários, utilizou-se também melanoma SK-Mel-103. Posteriormente, após caracterização do corante mais tóxico, foi investigado o tipo de morte celular, as possíveis alterações destes compostos no ciclo celular, a capacidade de geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) e aplicação em cultura tridimensional de pele artificial. Posteriormente, foi avaliada a capacidade de cada corante em induzir estresse oxidativo em queratinócitos humanos (HaCaT), que são a primeira via de exposição de corantes de cabelos. Em seguida, o corante elegido mais tóxico foi aplicado em pele humana provenientes de cirurgia. Finalmente, o potencial de mutagenicidade dos corantes BY57 e BR51 foram avaliados. / The process involving hair dyes is one of the oldest methods of coloring. The use of synthetic hair dyes started in the nineteenth century, after the development of p-phenylenodiamine (PPD). The hair dyes are classified according to their mechanism of action. The permanent hair dyes are classified by oxidative mechanisms, while direct dyes color the hair fiber by non-oxidative mechanisms. Research regarding the potential damage of hair dyes to human health has been an enormous challenge for the scientific community. Particularly due to the large discrepancy of epidemiological studies involving in vitro methodologies. In this study, we evaluated the cytotoxic potential of a compound representative from each of the class of hair dyes, a temporary dye (Basic Yellow 57 (BY57), a semi temporary (Basic Red 51 (BR51) and a permanent hair dyes p-phenylenodiamine (PPD) in human skin cells. The studied skin cell lines where, immortalized human keratinocytes (HaCaT) primary fibroblasts, we also used melanoma SK-Mel-103. Subsequently, after characterization of the most toxic dye, we investigated specific mechanisms of cell death, changes in cell cycle and the ability to generate reactive oxygen species (ROS) followed by the evaluation of three-dimensional artificial skin. In addition, we assessed the ability of each dye in inducing oxidative stress in immortalized human keratinocytes (HaCaT) this is the primary route of exposure of hair dyes. Then, the most toxic compound was tested in human skin explants. Finally the mutagenic potential of the dyes BY57 and BR51 were evaluated.

O processo de coloração de cabelos é um dos métodos de tintura mais antigos. No século XIX, iniciou-se a produção de corantes sintéticos, a partir do desenvolvimento da pfenilenodiamina (PPD). Os corantes de cabelo são classificados de acordo com seu mecanismo de ação. Os corantes permanentes são classificados por mecanismos oxidativos, enquanto os corantes diretos colorem a fibra capilar por mecanismos não oxidativos. A investigação sobre os possíveis danos á saúde humana, que podem ser resultantes da exposição de corantes de cabelos, têm sido um tema de enorme desafio para a comunidade cientifica. Particularmente, devido à enorme discrepância dos estudos epidemiológicos e estudos que empregam metodologias in vitro. Neste trabalho, foram investigadas a capacidade citotóxica de um composto representante de cada classe de tinturas de cabelo, um corante temporário (Basic Yellow 57 (BY57), um semi-temporário (Basic Red 51(BR51) e um ingrediente permanente p-fenilinodiamina (PPD) em linhagens de células de pele humana. As linhagens normais da pele humana estudadas foram os queratinócitos imortalizados humanos (HaCaT) e fibroblastos primários, utilizou-se também melanoma SK-Mel-103. Posteriormente, após caracterização do corante mais tóxico, foi investigado o tipo de morte celular, as possíveis alterações destes compostos no ciclo celular, a capacidade de geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) e aplicação em cultura tridimensional de pele artificial. Posteriormente, foi avaliada a capacidade de cada corante em induzir estresse oxidativo em queratinócitos humanos (HaCaT), que são a primeira via de exposição de corantes de cabelos. Em seguida, o corante elegido mais tóxico foi aplicado em pele humana provenientes de cirurgia. Finalmente, o potencial de mutagenicidade dos corantes BY57 e BR51 foram avaliados. / The process involving hair dyes is one of the oldest methods of coloring. The use of synthetic hair dyes started in the nineteenth century, after the development of p-phenylenodiamine (PPD). The hair dyes are classified according to their mechanism of action. The permanent hair dyes are classified by oxidative mechanisms, while direct dyes color the hair fiber by non-oxidative mechanisms. Research regarding the potential damage of hair dyes to human health has been an enormous challenge for the scientific community. Particularly due to the large discrepancy of epidemiological studies involving in vitro methodologies. In this study, we evaluated the cytotoxic potential of a compound representative from each of the class of hair dyes, a temporary dye (Basic Yellow 57 (BY57), a semi temporary (Basic Red 51 (BR51) and a permanent hair dyes p-phenylenodiamine (PPD) in human skin cells. The studied skin cell lines where, immortalized human keratinocytes (HaCaT) primary fibroblasts, we also used melanoma SK-Mel-103. Subsequently, after characterization of the most toxic dye, we investigated specific mechanisms of cell death, changes in cell cycle and the ability to generate reactive oxygen species (ROS) followed by the evaluation of three-dimensional artificial skin. In addition, we assessed the ability of each dye in inducing oxidative stress in immortalized human keratinocytes (HaCaT) this is the primary route of exposure of hair dyes. Then, the most toxic compound was tested in human skin explants. Finally the mutagenic potential of the dyes BY57 and BR51 were evaluated.

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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