Hidroquinona (HQ) é um dos metabólitos do benzeno responsáveis pelos efeitos tóxicos da exposição ao solvente, além de ser componente da dieta, medicamentos, cigarro e poluente do meio ambiente. Considerando a imunotoxicidade desta substância, o grupo de pesquisa do laboratório investiga o papel da exposição à HQ por período prolongado de tempo sobre respostas inflamatórias agudas (RIA). Neste contexto, o presente trabalho avaliou os efeitos desta exposição sobre os mecanismos vasculares e celulares da RIA de diferentes doses diárias de HQ (5, 10 ou 50 mg/kg) em ratos Wistar machos, via i.p., por 17 ou 22 dias, uma vez ao dia, com intervalos de 2 dias a cada 5 doses. Animais controles receberam o veículo (salina com 5% etanol). A resposta inflamatória aguda inata foi induzida pela administração de glicogênio de ostra (1% em PBS, 5 mL) na bolsa subcutânea dorsal ou pela instilação de lipopolissacarídeo de Salmonella abortus (LPS; 100 µL de solução 100 µg/mL); A resposta inflamatória aguda adquirida foi provocada pela inalação de ovalbumina (10 mL de solução de OA 1% PBS, 15 min) em animais previamente sensibilizados (10 µ/100mg AI(OH)3 no décimo dia de exposição). Os resultados obtidos mostraram que: 1) o aumento do número de leucócitos na bolsa dorsal de animais expostos a 50 mg/kg de HQ é dependente, pelo menos em parte, da maior interação de leucócitos circulantes à parede vascular da microcirculação, mas não é decorrente de alterações na reatividade microvascular; o aumento de expressão de moléculas de adesão (β2 integrina), que pode ser a responsável pelo aumento de interaçãoleucócito-endotélio e migração celular; 2) a redução da migração de leucócitos para o pulmão inflamado pelo LPS em animais expostos a HQ, nas menores doses, não foi decorrente de modificações na interação leucócito-endotélio, nem da expressão de moléculas de adesão nos leucócitos circulantes ou na célula endotelial do tecido pulmonar; 3) a redução da migração celular para o pulmão durante a RIA alérgica em animais expostos a 5, 10 ou 50 mglkg de HQ é dependente, pelo menos em parte, da menor concentração de anticorpos anafiláticos circulantes e conseqüentemente da desgranulação reduzida de mastócitos teciduais, visualizados no leito mesentérico após desafio in situ pela OA. A menor produção de anticorpos anafiláticos pode ser decorrente da ação da HQ em diferentes tipos celulares, uma vez que foi observada expressão reduzida de moléculas co-estimulatórias em linfócitos do baço (CD45R e CD6), menor atividade microbicida de macrófagos peritoniais frente a Candida albicans e menor secreção de interferon-γ por células do peritônio. Em conjunto, os resultados apresentados mostram os mecanismos da HQ sobre a resposta do organismo ao trauma de diferentes origens, interferindo com tipos celulares distintos envolvidos nas reações. / Hydroquinone (HQ) is one of the metabolites of benzene responsible for the toxic effects of exposure to solvent, as well as being part of the diet, medicines, tobacco and polluting the environment. Considering the immunotoxicity of this substance, our laboratory has investigated the role of exposure to HQ by prolonged period of time on acute inflammatory responses (AIR). In this context, this study evaluated the effects of this exposure on the vascular and cellular mechanisms of AIR of different daily doses of HQ (5, 10 or 50 mg/kg) in male rats, via ip, for 17 or 22 days, a once a day, with intervals of 2 days every 5 doses. Control animais received the vehicle (saline with 5% ethanol). Innate AIR was induced by the administration of oysters glycogen (1% in PBS, 5 mL) into subcutaneous back pouch or by instillation of lipopolysaccharide of Salmonella aborius (LPS, 100 µL of solução100 µg/mL); Allergic AIR gained was caused by inhalation of ovalbumin (10 mL solution of 1% OA in PBS, 15 min) in previously sensitized animal (10 µ/100mg AI (OH)3 on the tenth day of exposure). Results showed that: 1) the increased number of white blood cells back into the pouch of animais exposed to 50 mg/kg of HQ is dependent, at least in part, of higher interaction of circulating leukocytes to the vascular wall of the microcirculation, but is not due to changes in microvascular reactivity; an increase of expression of molecules of accession (β2 integrin), which may be responsible for the enhanced interaction of leukocyteendothelial and cell migration 2) the reduced migration of leukocytes into the lung inflamed by LPS in animals exposed to 5 or 10 mg/kg was not due to changes in the interactions of leukocyte to endothelium, either the expression of adhesion molecules in circulating white blood cells or in cell endothelial lung tissue, 3) the reduced cell migration to the lungs during the AIR allergic to animais exposed to HQ, in lower doses, is dependent on lower concentration of· circulating anaphylactics antibodies which may be responsible for the mast cell desgranulation. The lower amount of anaphylatic antibodies in the circulation may be due to action of HQ in different cells, as reduced expression of co-stimulatory molecules by Iymphocytes (CD45R and CD6), lower microbicide activity of macrophages and reduced secretion of interferon-γ by peritoneal cells were detected. Together, the results show the toxicity of HQ on the body\'s response to trauma from different sources, interfering with different cell types involved in the reactions.

A hidroquinona (HQ) é um composto fenólico obtido a partir da metabolização endógena do benzeno, está presente no cigarro, medicamentos, reveladores fotográficos, alimentos e plantas medicinais. Temos demonstrado que a intoxicação experimental de ratos à HQ compromete a migração de leucócitos para o pulmão na vigência de resposta inflamatória alérgica ou inespecífica. O presente trabalho visou avaliar os efeitos da HQ sobre atividades da célula endotelial e de neutrófilos envolvidas na inflamação. Culturas primárias de células endoteliais da rede microcirculatória obtidas do músculo cremaster de ratos Wistar, machos, foram tratadas com HQ (10 ou 100 µM, 2 horas) e posteriormente incubadas ou não com LPS de E. coli (LPS; 2 µg/mL). Neutrófilos obtidos da cavidade peritoneal de ratos Wistar, 4 horas após a injeção local de glicogênio de ostra (10 mL, 1%) , foram tratados com HQ (5 ou 10 µM, 1 hora) e, em seguida, foram incubados ou não com LPS (5 µg/mL). Células controles receberam volumes equivalentes dos veículos da HQ e do LPS. Os dados obtidos mostram que o tratamento com a HQ não induziu necrose ou apoptose em ambos os tipos celulares; reduziu a produção de NO pela célula endotelial e por neutrófilos, por bloqueio das atividades das óxido nítrico sintases; reduziu a expressão gênica e protéica de TNF-α, IL-6 e IL-1β induzida pelo LPS em neutrófilos, possivelmente decorrente de redução da translocação nuclear do NFκB; por outro lado aumentou a expressão gênica e protéica basal de TNF-α, IL-1β, ICAM-1, PECAM-1 e VCAM-1, bem como a translocação nuclear do NF-κB; reduziu a atividade fagocítica e microbicida de neutrófilos frente a Candida albicans; não afetou a expressão gênica da CYP2E1 em ambos os tipos celulares, mas aumentou a expressão gênica de MPO em neutrófilos. Em conjunto, os dados permitem concluir que a HQ atua diferentemente nos dois tipos de células estudadas, ativando e inibindo propriedades inflamatórias na célula endotelial e nos neutrófilos, respectivamente. É possível as ações sobre os neutrófilos possam contribuir, pelo menos em parte, pela redução da migração celular durante a resposta inflamatória observada após exposição in vivo à HQ. / Hydroquinone (HQ) is a fenolic compound obtained after benzene metabolism, it is a component of cigarette, medicines, photographic developer, and it is also finding in some foods and medicinal herbs. Our research group has been shown that rats in vivo exposed to HQ present impaired leukocyte migration into lung during allergic or non-specific inflammation. In the present study, we investigate the effects of HQ on functional activities of neutrophils and endothelial cells (EC) involved in inflammation. Primary cultured EC was obtained from microcirculatory network of male Wistar rats, and treated with HQ (10 or 100 µM, two hours). After the treatments, EC was incubated in presence or absence of lipopolissacharide of E. coli (LPS; 2 µg/mL). Peritoneal neutrophils obtained four hours after local injection of oyster glycogen (10 mL, 1%) were incubated with HQ (5 or 10 µM, one hour) and in sequence it was incubated in presence or absence of LPS (5 µg/mL) .Control cells were cultured with equivalent volumes of HQ and LPS vehicle. Results obtained showed that treatment with HQ did not induce apoptosis or necrosis in both types of cells; impaired NO production by endothelial cells and neutrophils dependent on blockade of Ca+2-dependent and independent NOS activity; decreased gene and protein expression of TNF-α, IL-6 and IL-1β in neutrophils induced by LPS, possibly due to reduced nuclear translocation of the NF-κB. On the other hand, HQ treatment enhanced basal protein and gene expression of TNF-α, IL-1β , ICAM-1, PECAM-1 and VCAM-1 and the nuclear translocation of NF-κB; impaired Candida albicans phagocytic and killing indexes; did not affect the gene expression of CYP2E1 in both types of cell, but increased the gene expression of MPO in neutrophils. Taken together, results obtained show that HQ acts differently in the two types of cells studied, activating and inhibiting inflammatory properties in endothelial cells and neutrophils, respectively. Actions on neutrophils may contribute, at least in part, on the reduced leukocyte recruitment during in vivo HQ exposure.

Hidroquinona (HQ) é um dos metabólitos do benzeno responsáveis pelos efeitos tóxicos da exposição ao solvente, além de ser componente da dieta, medicamentos, cigarro e poluente do meio ambiente. Considerando a imunotoxicidade desta substância, o grupo de pesquisa do laboratório investiga o papel da exposição à HQ por período prolongado de tempo sobre respostas inflamatórias agudas (RIA). Neste contexto, o presente trabalho avaliou os efeitos desta exposição sobre os mecanismos vasculares e celulares da RIA de diferentes doses diárias de HQ (5, 10 ou 50 mg/kg) em ratos Wistar machos, via i.p., por 17 ou 22 dias, uma vez ao dia, com intervalos de 2 dias a cada 5 doses. Animais controles receberam o veículo (salina com 5% etanol). A resposta inflamatória aguda inata foi induzida pela administração de glicogênio de ostra (1% em PBS, 5 mL) na bolsa subcutânea dorsal ou pela instilação de lipopolissacarídeo de Salmonella abortus (LPS; 100 µL de solução 100 µg/mL); A resposta inflamatória aguda adquirida foi provocada pela inalação de ovalbumina (10 mL de solução de OA 1% PBS, 15 min) em animais previamente sensibilizados (10 µ/100mg AI(OH)3 no décimo dia de exposição). Os resultados obtidos mostraram que: 1) o aumento do número de leucócitos na bolsa dorsal de animais expostos a 50 mg/kg de HQ é dependente, pelo menos em parte, da maior interação de leucócitos circulantes à parede vascular da microcirculação, mas não é decorrente de alterações na reatividade microvascular; o aumento de expressão de moléculas de adesão (β2 integrina), que pode ser a responsável pelo aumento de interaçãoleucócito-endotélio e migração celular; 2) a redução da migração de leucócitos para o pulmão inflamado pelo LPS em animais expostos a HQ, nas menores doses, não foi decorrente de modificações na interação leucócito-endotélio, nem da expressão de moléculas de adesão nos leucócitos circulantes ou na célula endotelial do tecido pulmonar; 3) a redução da migração celular para o pulmão durante a RIA alérgica em animais expostos a 5, 10 ou 50 mglkg de HQ é dependente, pelo menos em parte, da menor concentração de anticorpos anafiláticos circulantes e conseqüentemente da desgranulação reduzida de mastócitos teciduais, visualizados no leito mesentérico após desafio in situ pela OA. A menor produção de anticorpos anafiláticos pode ser decorrente da ação da HQ em diferentes tipos celulares, uma vez que foi observada expressão reduzida de moléculas co-estimulatórias em linfócitos do baço (CD45R e CD6), menor atividade microbicida de macrófagos peritoniais frente a Candida albicans e menor secreção de interferon-γ por células do peritônio. Em conjunto, os resultados apresentados mostram os mecanismos da HQ sobre a resposta do organismo ao trauma de diferentes origens, interferindo com tipos celulares distintos envolvidos nas reações. / Hydroquinone (HQ) is one of the metabolites of benzene responsible for the toxic effects of exposure to solvent, as well as being part of the diet, medicines, tobacco and polluting the environment. Considering the immunotoxicity of this substance, our laboratory has investigated the role of exposure to HQ by prolonged period of time on acute inflammatory responses (AIR). In this context, this study evaluated the effects of this exposure on the vascular and cellular mechanisms of AIR of different daily doses of HQ (5, 10 or 50 mg/kg) in male rats, via ip, for 17 or 22 days, a once a day, with intervals of 2 days every 5 doses. Control animais received the vehicle (saline with 5% ethanol). Innate AIR was induced by the administration of oysters glycogen (1% in PBS, 5 mL) into subcutaneous back pouch or by instillation of lipopolysaccharide of Salmonella aborius (LPS, 100 µL of solução100 µg/mL); Allergic AIR gained was caused by inhalation of ovalbumin (10 mL solution of 1% OA in PBS, 15 min) in previously sensitized animal (10 µ/100mg AI (OH)3 on the tenth day of exposure). Results showed that: 1) the increased number of white blood cells back into the pouch of animais exposed to 50 mg/kg of HQ is dependent, at least in part, of higher interaction of circulating leukocytes to the vascular wall of the microcirculation, but is not due to changes in microvascular reactivity; an increase of expression of molecules of accession (β2 integrin), which may be responsible for the enhanced interaction of leukocyteendothelial and cell migration 2) the reduced migration of leukocytes into the lung inflamed by LPS in animals exposed to 5 or 10 mg/kg was not due to changes in the interactions of leukocyte to endothelium, either the expression of adhesion molecules in circulating white blood cells or in cell endothelial lung tissue, 3) the reduced cell migration to the lungs during the AIR allergic to animais exposed to HQ, in lower doses, is dependent on lower concentration of· circulating anaphylactics antibodies which may be responsible for the mast cell desgranulation. The lower amount of anaphylatic antibodies in the circulation may be due to action of HQ in different cells, as reduced expression of co-stimulatory molecules by Iymphocytes (CD45R and CD6), lower microbicide activity of macrophages and reduced secretion of interferon-γ by peritoneal cells were detected. Together, the results show the toxicity of HQ on the body\'s response to trauma from different sources, interfering with different cell types involved in the reactions.

As hiperpigmentações da pele são devidas à abundante produção de melanina pelos melanócitos, sejam estes em número normal ou aumentado. Várias formulações cosméticas e medicamentosas têm sido produzidas nas formas de géis e cremes contendo hidroquinona como único princípio ativo, sendo de forma industrializada e manipulada. Conseqüentemente é necessário o desenvolvimento e validação de metodologias analíticas para determinações quantitativas da hidroquinona nos produtos comercializados a fim de ter métodos confiáveis, de baixo custo e de pouco impacto ambiental. Os objetivos da pesquisa foram caracterizar a hidroquinona matéria-prima para garantir seu uso nas formulações farmacêuticas bem como determiná-la quantitativamente em formulações cosméticas e medicamentos nas formas de géis e cremes. As metodologias propostas foram espectrofotometria derivada no UV e cromatografia líquida de alta eficiência. O método espectrofotométrico no UV derivado foi validado utilizando H2SO4 0,1 N como solvente, as leituras foram feitas a 302,0 nm na derivada de primeira ordem. O coeficiente de correlação foi de 0,9999; a média dos teores de hidroquinona nos géis e cremes foi de 101,7 e 97,6% respectivamente e as médias dos desvios padrões relativos de 0,839% para géis e 0,878% para cremes. A determinação pelo método cromatográfico, foi realizada utilizando uma coluna LiChrospher® 100 RP-18 (5 µm), fase móvel constituída por metanolágua (80:20 v/v), vazão de 1,0 mL/min e detecção UV a 289 nm. O coeficiente de correlação foi de 0,9999; a média dos teores de hidroquinona nos géis e cremes foi de 102,2 e 98,4% respectivamente e as médias dos desvios padrões relativos de 0,882% para géis e 1,252% para cremes. Os resultados das precisões e teores de hidroquinona foram tratados estatisticamente (testes de F e t respectivamente), e não se observou diferença significativa nos dois métodos propostos para um nível de confiança de 95%. / The excessive pigmentation of skin is due to abundant production of melanin by melanocytes located in the skin epidermal layers. Several cosmetic and pharmaceutical formulations had been industrialized as well as compounded in pharmacy such as gel and creams containing hydroquinone as a unique active ingredient. The quantitative determination of hydroquinones present in these formulations necessitates validated analytical methods that are reliable, economical and ecologically favorable. The objectives of this research were characterization of hydroquinone raw material to assure its use in pharmaceutical and cosmetic preparations as well as its quantitative determination in gel and cream formulations. A first derivative UV spectrophotometric and a high-performance liquid-chromatographic method are proposed. The UV first derivative spectrophotometric method was validated using H2SO4 0.1 N as solvent and absorptions were taken at 302.0 nm. The linearity data showed a correlation coefficient of 0.9999. The mean hydroquinone content of gels and creams were 101.7 and 97.6% with mean relative standard deviations of 0.839 and 0.878% respectively. The chromatographic method was validated using LiChrospher®, 100 RP-18 (5 µm) column, mobile phase composed of water:methanol (80:20 v/v), at a flow rate of 1.0 mL/min and UV detection at 289 nm. The linearity correlation coefficient was 0.9999. The mean hydroquinone content of gels and creams were 102.2 and 98.4% with mean relative standard deviations of 0.882 and 1.252% respectively. The precisions and hydroquinone content data were statistically analyzed (F and t tests), no significant difference was observed between results obtained by proposed methods at 95% confidence level.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giselle Nathaly Calaca.pdf: 1144795 bytes, checksum: 67dd1a377ef4bf40b69d80c46ee27a58 (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / Kojic Acid (KA) and Hydroquinone (HQ) are depigmenting agents used as skinwhitening cosmetics to treat dyschromias. The need for low cost analytical methodologies that enable quality control of this association is evident. Due to the characteristics such as high sensitivity, low cost and operational simplicity, this work aims to use spectrophotometry in the visible region and multivariate calibration tools, mainly Partial Least Squares Regression (PLSR) for quantitative etermination of KA and HQ. The method is based on the complexation of kojic acid with Fe3+ ion (λ = 494nm), while hydroquinone reduces Fe3+ ions to Fe2+, which complex with 1,10-phenanthroline (λ = 510nm). The quantitative determination of KA and HQ by conventional methods was performed by analytical curve, spectrophotometric additivity principle and first-derivative pectrophotometry, and the average errors were: 20,65% (HQ) and 469,91% (AK), 41,44% (HQ) and 47,11% (AK), 57,59% (HQ) and 156,72% (AK), respectively. The results of conventional methods were compared to PLSR, and the multivariate models with better predictive capacity used: spectral range from 350 to 800 nm, mean center data, 03 and 02 latent variables for kojic acid and hydroquinone, respectively. The mean relative errors obtained from these models were: 4,20% for AK and 6,05% for HQ, indicating that PLSR method showed better results for the quantification of analytes, when compared to conventional methods. The multivariate methodology developed was validated according to ANVISA criteria and then used for quantification of analytes in real samples, obtained from manipulation pharmacies of the region. / O Ácido Kójico (AK) e a Hidroquinona (HQ) são agentes despigmentantes freqüentemente comercializados em associações dermocosméticas de manipulação magistral, utilizadas no tratamento de discromias. A necessidade de metodologias analíticas de baixo custo que viabilizem o controle de qualidade dessa associação é evidente. Em função de características como alta sensibilidade, baixo custo e simplicidade operacional, o presente trabalho tem por objetivo a utilização da espectrofotometria na região do visível associada a métodos de calibração multivariada, principalmente Regressão de Mínimos Quadrados Parciais (PLSR) para determinação de AK e HQ. A metodologia proposta consiste na complexação de ácido kójico com o íon Fe3+ (λ = 494 nm), enquanto a hidroquinona reduz os íons Fe3+ a Fe2+, que por sua vez complexam com 1,10-fenantrolina (λ = 510 nm). A determinação quantitativa de AK e HQ pelos métodos convencionais de análise foi realizada via curva analítica, princípio da aditividade espectrofotométrica e primeira derivada, cujos erros relativos médios foram: 20,65% (HQ) e 469,91% (AK), 41,44% (HQ) e 47,11% (AK), 57,59% (HQ) e 156,72% (AK), respectivamente. Os resultados dos métodos convencionais foram comparados ao PLSR, sendo que os modelos de melhor capacidade preditiva empregaram: faixa espectral de 350 a 800 nm, dados centrados na média, 03 e 02 variáveis latentes para ácido kójico e hidroquinona, respectivamente. Os erros relativos médios obtidos a partir desses modelos foram: 4,20% para AK e 6,05% para HQ, evidenciando que o método PLSR apresentou melhores resultados para a quantificação dos analitos, quando comparado aos métodos convencionais. A metodologia multivariada desenvolvida foi validada segundo critérios da ANVISA e posteriormente utilizada para previsão dos analitos em amostras reais obtidas em farmácias de manipulação da região.

As hiperpigmentações da pele são devidas à abundante produção de melanina pelos melanócitos, sejam estes em número normal ou aumentado. Várias formulações cosméticas e medicamentosas têm sido produzidas nas formas de géis e cremes contendo hidroquinona como único princípio ativo, sendo de forma industrializada e manipulada. Conseqüentemente é necessário o desenvolvimento e validação de metodologias analíticas para determinações quantitativas da hidroquinona nos produtos comercializados a fim de ter métodos confiáveis, de baixo custo e de pouco impacto ambiental. Os objetivos da pesquisa foram caracterizar a hidroquinona matéria-prima para garantir seu uso nas formulações farmacêuticas bem como determiná-la quantitativamente em formulações cosméticas e medicamentos nas formas de géis e cremes. As metodologias propostas foram espectrofotometria derivada no UV e cromatografia líquida de alta eficiência. O método espectrofotométrico no UV derivado foi validado utilizando H2SO4 0,1 N como solvente, as leituras foram feitas a 302,0 nm na derivada de primeira ordem. O coeficiente de correlação foi de 0,9999; a média dos teores de hidroquinona nos géis e cremes foi de 101,7 e 97,6% respectivamente e as médias dos desvios padrões relativos de 0,839% para géis e 0,878% para cremes. A determinação pelo método cromatográfico, foi realizada utilizando uma coluna LiChrospher® 100 RP-18 (5 µm), fase móvel constituída por metanolágua (80:20 v/v), vazão de 1,0 mL/min e detecção UV a 289 nm. O coeficiente de correlação foi de 0,9999; a média dos teores de hidroquinona nos géis e cremes foi de 102,2 e 98,4% respectivamente e as médias dos desvios padrões relativos de 0,882% para géis e 1,252% para cremes. Os resultados das precisões e teores de hidroquinona foram tratados estatisticamente (testes de F e t respectivamente), e não se observou diferença significativa nos dois métodos propostos para um nível de confiança de 95%. / The excessive pigmentation of skin is due to abundant production of melanin by melanocytes located in the skin epidermal layers. Several cosmetic and pharmaceutical formulations had been industrialized as well as compounded in pharmacy such as gel and creams containing hydroquinone as a unique active ingredient. The quantitative determination of hydroquinones present in these formulations necessitates validated analytical methods that are reliable, economical and ecologically favorable. The objectives of this research were characterization of hydroquinone raw material to assure its use in pharmaceutical and cosmetic preparations as well as its quantitative determination in gel and cream formulations. A first derivative UV spectrophotometric and a high-performance liquid-chromatographic method are proposed. The UV first derivative spectrophotometric method was validated using H2SO4 0.1 N as solvent and absorptions were taken at 302.0 nm. The linearity data showed a correlation coefficient of 0.9999. The mean hydroquinone content of gels and creams were 101.7 and 97.6% with mean relative standard deviations of 0.839 and 0.878% respectively. The chromatographic method was validated using LiChrospher®, 100 RP-18 (5 µm) column, mobile phase composed of water:methanol (80:20 v/v), at a flow rate of 1.0 mL/min and UV detection at 289 nm. The linearity correlation coefficient was 0.9999. The mean hydroquinone content of gels and creams were 102.2 and 98.4% with mean relative standard deviations of 0.882 and 1.252% respectively. The precisions and hydroquinone content data were statistically analyzed (F and t tests), no significant difference was observed between results obtained by proposed methods at 95% confidence level.

Made available in DSpace on 2017-07-20T12:40:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giselle Nathaly Calaca.pdf: 4129912 bytes, checksum: 17ad0dde0faa7762fe24c34e6ffcd471 (MD5) Previous issue date: 2015-03-23 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / The development and validation of analytical methods for quantification of two associations, antibiotics: sulfamethoxazole (SMX) and trimethoprim (TMP); and depigmenting agents: kojic acid (AK) and hydroquinone (HQ), using unmodified glassy carbon electrode (ECV) and square wave voltammetry (SWV) are described. For the first association, two well defined irreversible oxidation peaks were obtained at 0.96V (SMX) and 1.12V (TMP) in Britton–Robinson buffer (pH 6.0), characterized by diffusion and adsorptive processes, respectively. SWV parameters were optimized by means of 23 Full Factorial Design, and the best analytical signal, in terms of sensitivity and selectivity is obtained at a=30 mV, f=100 s-1 and ΔES=5mV. Under optimized conditions, SWV measurements showed excellent linear response, from 5.5x10-5 to 3.95x10-4 mol L-1 (R=0.9971) and 1.05x10-5 to 1.04x10-4 mol L-1 (R=0.9974) for SMX and TMP, respectively. The detection and quantification limits were found to be 8.52x10-6 mol L-1 and 2.84x10-5 mol L-1 for SMX; and 9.31x10-7 mol L-1 and 3.10x10-6 mol L-1 for TMP, respectively. The proposed method was successfully applied to the simultaneous determination of these antibiotics in commercial pharmaceutical formulations (tablets, oral suspension and injection), without any sample pretreatment. The obtained results are in good agreement with that obtained by the standard HPLC method at a 95% confidence level. For the second association, the redox peak potentials were completely separated in Mcllvaine buffer solution (pH 8.0), KA exhibits a well-defined irreversible oxidation peak at 0.72V and HQ a quasi-reversible redox peak at 0.08 V and -0.02 V, characterized by adsorptive and diffusional processes, respectively. Under SWV parameters optimized (a= 40 mV, f=40 s-1 and ΔES=1mV) by 23 Full Factorial Design, the calibration curves were obtained in the concentration ranges of 3.5×10-5 to 2.5×10-4 mol L-1 (R= 0.9996) for kojic acid and 1.5×10-5 to 1.6×10-4 mol L-1 (R= 0.9994) for hydroquinone. The detection and quantification limits were found to be 7.84x10-6 mol L-1 and 2.61x10-5 mol L-1 for KA; and 3.71x10-6 mol L-1 and 1.24x10-5 mol L-1 for HQ, respectively. The novel electroanalytical method was validated in terms of specificity, linearity, range, accuracy and precision (repeatability and intermediate precision) and successfully applied to the direct simultaneous determination of these bleaching agents in real samples. / O trabalho descreve o desenvolvimento e a validação de métodos analíticos para quantificação de duas associações, os antibióticos: sulfametoxazol (SMX) e trimetoprima (TMP); e os agentes despigmentantes: ácido kójico (AK) e hidroquinona (HQ), empregando-se eletrodo de carbono vítreo (ECV) não modificado e voltametria de onda quadrada (VOQ). Para a primeira associação, dois picos de oxidação irreversíveis em 0,96V (SMX) e 1,12V (TMP) foram observados em tampão Britton–Robinson (pH 6,0), caracterizados por processos difusional e adsortivo, respectivamente. Os parâmetros instrumentais da VOQ foram otimizados por meio de um planejamento fatorial completo 23, sendo a melhor resposta em termos de sensibilidade e seletividade obtida em a=30 mV, f=100 s-1 e ΔES=5mV. Nas condições otimizadas, foram construídas curvas analíticas nos intervalos de concentração de 5,5x10-5 a 3,95x10-4 mol L-1 (R=0,9971) para SMX e 1,05x10-5 a 1,04x10-4 mol L-1 (R=0,9974) para TMP. Os valores de limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) calculados foram: 8,52x10-6 mol L-1 e 2,84x10-5 mol L-1 para SMX e 9,31x10-7 mol L-1 e 3,10x10-6 mol L-1 para TMP, respectivamente. O método proposto foi aplicado para determinação simultânea dos fármacos em diferentes amostras farmacêuticas (comprimidos, injeção e suspensão oral) sem a necessidade de nenhum tipo de pré-tratamento da amostra. Os resultados obtidos através do método voltamétrico foram comparados aos obtidos pelo método farmacopeico (HPLC) e comprovou-se que não há diferença significativa em um nível de confiança de 95%. Para a segunda associação, nos voltamogramas cíclicos em tampão Mcllvaine (pH=8,0) um pico de oxidação irreversível em +0,7V foi observado para o AK, enquanto que para HQ foi observado um processo quase-reversível, com picos de oxidação em 0,08V e redução em -0,02V, caracterizados por processos adsortivo e difusional, respectivamente. Utilizando-se os parâmetros da VOQ otimizados (a= 40 mV, f= 40 s-1 e ΔES= 1mV), através de um planejamento fatorial completo 23, as curvas de calibração foram obtidas nas faixas de concentração de 3,5×10-5 a 2,5×10-4 mol L-1 (R= 0,9996) para AK e 1,5×10-5 a 1,6×10-4 mol L-1 (R= 0,9994) para HQ. Os limites de detecção e quantificação foram: 7,84x10-6 mol L-1 e 2,61x10-5 mol L-1 para AK; e 3,71x10-6 mol L-1 e 1,24x10-5 mol L-1 para HQ, respectivamente. O método voltamétrico desenvolvido foi validado em termos de especificidade, linearidade, faixa de concentração, exatidão e precisão (repetibilidade e precisão intermediária) e aplicado na determinação simultânea dos agentes despigmentantes em amostras de clareadores.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-10-02T19:59:47Z No. of bitstreams: 1 ThatyaraMonteiro.pdf: 3528798 bytes, checksum: 12d3da9115c45896b4f14c67dbe3d20e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T19:59:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThatyaraMonteiro.pdf: 3528798 bytes, checksum: 12d3da9115c45896b4f14c67dbe3d20e (MD5) Previous issue date: 2017-09-01 / Two novel and pioneering photoelectrochemical sensors were developed for determination of tert-butyl hydroquinone (TBHQ) in biodiesel and edible oil samples. The former based on composite formed by TiO2 nanoparticles and lithium tetracyanethylene (LiTCNE), and the last based on the sensitization of CdSe/ZnS quantum dots with LiTCNE. In both cases, indium tin oxide (ITO) was used as the work electrode surface. The LiTCNE/TiO2/ITO sensor showed a TBHQ photocurrent about 28-fold higher than the TiO2 sensor. The same was observed for the CdSe/ZnS/LiTCNE/ITO sensor, which presented a photocurrent for TBHQ about 13-fold higher than that presented by the electrode modified with CdSe/ZnS. Both developed sensors showed lower resistance to charge transfer than their non-sensitized components. They also demonstrated high selectivity to TBHQ, with high photocurrent for this compound in comparison to photocurrent responses to other phenolic antioxidants. The experimental conditions optimized for both sensors were: 0.1 mol L-1 of phosphate buffer solution pH 7.0 and applied potential to the working electrode of 450 mV, for the LiTCNE/TiO2/ITO sensor, and 0.1 mol L-1 of phosphate buffer solution pH 6.0, and potential of 400 mV for the CdSe/ZnS/LiTCNE/ITO sensor. In these conditions, the sensors presented a linear range of TBHQ response between 0.4 and 500 μmol L-1 for LiTCNE/TiO2/ITO sensor and between 0.6 and 250 μmol L-1 for the CdSe/ZnS/LiTCNE/ITO sensor, with limits of detection of 0.10 and 0.21 μmol L-1, respectively. The LiTCNE/TiO2/ITO sensor was applied in biodiesel samples for determination of TBHQ using standard addition method, showing recovery values between 96.8 and 98.2%. The CdSe/ZnS/LiTCNE/ITO sensor was applied in edible oil samples to detect TBHQ using an external calibration method, with recovery values between 98.25 and 99.83%. The photoelectrochemical sensors were successfully used to determine the TBHQ antioxidant in real samples of biodiesel and vegetable oil. / Dois novos e pioneiros sensores fotoeletroquímicos foram desenvolvidos para determinação de tert-butil hidroquinona (TBHQ) em amostras de biodiesel e de óleo comestível. O primeiro baseado no compósito formado por nanopartículas de TiO2 e tetracianoetileneto de lítio (LiTCNE), e o segundo baseado na sensibilização de quantum dots CdSe/ZnS com o LiTCNE. Em ambos os casos utilizou-se como eletrodo de trabalho o óxido de índio e estanho (ITO) como superfície eletródica. O sensor à base de LiTCNE/TiO2/ITO apresentou uma fotocorrente para o TBHQ cerca de 28 vezes mais elevada que o sensor à base de TiO2. O mesmo foi observado para o sensor à base de CdSe/ZnS/LiTCNE/ITO, que apresentou fotocorrente para o TBHQ cerca de 13 vezes maior do que à apresentada pelo eletrodo modificado com CdSe/ZnS. Ambos os sensores desenvolvidos apresentaram baixa resistência à transferência de carga em comparação a seus componentes não sensibilizados. Também demonstraram grande seletividade ao TBHQ, com alta fotocorrente para esse composto em comparação às respostas de fotocorrente para outros antioxidantes fenólicos. As condições experimentais otimizadas para ambos os sensores desenvolvidos foram, respectivamente: 0,1 mol L-1 de solução tampão fosfato pH 7,0 e potencial aplicado ao eletrodo de trabalho de 450 mV, para o sensor LiTCNE/TiO2/ITO, e 0,1 mol L-1 de solução tampão fosfato pH 6,0, e potencial de 400 mV, para o sensor CdSe/ZnS/LiTCNE/ITO. Nessas condições, os sensores apresentaram faixa linear de resposta de TBHQ entre 0,4 a 500 µmol L-1 para sensor LiTCNE/TiO2/ITO e entre 0,6 a 250 µmol L-1 para o sensor CdSe/ZnS/LiTCNE/ITO, apresentando limites de detecção de 0,10 e 0,21 µmol L-1 , respectivamente. O sensor LiTCNE/TiO2/ITO foi aplicado em amostras de biodiesel para determinação de TBHQ usando método de adição de padrão, mostrando valores de recuperação entre 96,8 e 98,2%. Já o sensor CdSe/ZnS/LiTCNE/ITO foi aplicado em amostras de óleo comestível para detecção de TBHQ usando método de calibração externa, com valores de recuperação entre 98,25 e 99,83%. Os sensores fotoeletroquímicos foram empregados com sucesso para determinação de antioxidante TBHQ em amostras reais de biodiesel e óleo vegetal.

Inspired by natural catalytic systems, metalloporphyrins and Salen complexes have been used as catalysts for the oxidation of xenobiotics in the presence of several oxygen donors, both in homogeneous and heterogeneous catalysis. These catalysts have been highly efficient and selective in the reactions of different substrates, such as pharmaceuticals and pesticides. In this context, the work developed in this dissertation presents the oxidation studies of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid herbicide using ferroporphyrins and Jacobsen catalyst as catalysts of these reactions with several oxygen donors. The results shows that the metalloporphyrin and the complex employed in this study are efficient catalysts for oxidation of 2,4-D in the presence of oxygen donors iodosilbenzene (PhIO), metachloroperbenzoic acid (m-CPBA) and hydrogen peroxide (H2O2) both in homogeneous and heterogeneous. The reactions with the unsupported catalysts achieved higher yields than those obtained with the supported catalysts, which is possibly related to the difficulties of access to the catalytic center imposed by the support. The conversion of 2,4-D reached more than 50% in some systems, and, in general, oxidation reactions with the three oxygen donors were selective promoting the formation of hydroquinone (reactions with PhIO and H2O2) and 3,5- dichlorocatechol (reactions with m-CPBA). One of the products identified in the reactions is a metabolite of 2,4-D produced in vivo systems, indicating that the catalysts used in this study can be considered good models of cytochrome P450 in the oxidation of 2,4-D. / Inspirados em sistemas catalíticos naturais, metaloporfirinas e complexos salen têm sido utilizados como catalisadores para a oxidação de xenobióticos na presença de diversos doadores de oxigênio, tanto em catálise homogênea quanto heterogênea. Esses catalisadores têm se mostrado altamente eficientes e seletivos nas reações de diferentes substratos, tais como fármacos e pesticidas. Dentro desse contexto, o trabalho desenvolvido nessa dissertação apresenta os estudos da oxidação do herbicida ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) utilizando ferroporfirinas e catalisador de Jacobsen como catalisadores dessas reações com diversos doadores de oxigênio. Os resultados mostram que a metaloporfirina e o complexo salen empregados nesse estudo são eficientes catalisadores para a oxidação do 2,4-D na presença dos doadores de oxigênio iodosilbenzeno (PhIO), ácido metacloroperbenzóico (m-CPBA) e peróxido de hidrogênio (H2O2), tanto em meio homogêneo como heterogêneo. As reações com os catalisadores não suportados alcançaram rendimentos mais altos do que os obtidos com os catalisadores suportados, o que está possivelmente relacionado as dificuldades de acesso ao centro catalítico imposta pelo suporte. A conversão de 2,4-D atingiu mais de 50% em alguns sistemas, e, em geral, as reações de oxidação com os três doadores de oxigênio foram seletivas promovendo a formação de hidroquinona (reações com PhIO e H2O2) e 3,5-diclorocatecol (reações com m-CPBA). Um dos produtos identificados nas reações é um metabólito do 2,4-D produzido sistemas in vivo, indicando que os catalisadores utilizados nesse estudo podem ser considerados bons modelos do citocromo P450 na oxidação do 2,4-D.