Le blé est la seconde céréale la plus cultivée dans le monde et constitue un apport majeur de l’alimentation quotidienne. L’effort consenti à continuellement améliorer les qualités meunière et boulangère du blé tendre, s’est fait au détriment du caractère nutritionnel du grain. Ainsi la plupart des produits industriels dérivés des grains de blé sont produits à partir de farines blanches raffinées qui ne contiennent ni le germe ni les sons. Cependant, dans ces différents tissus qui sont éliminés et qui servent essentiellement à nourrir les animaux, se concentrent les principaux micronutriments tels que les vitamines, les minéraux, les fibres et des substances phytochimiques. Les différentes enquêtes épidémiologiques ont bien mis en évidence les conséquences négatives de la déplétion en micronutriments des produits céréaliers raffinés. Dans l’objectif d’une alimentation plus saine voir même préventive, la consommation d’aliments enrichis en micronutriments naturellement présents dans le grain de blé tendre semble être une démarche efficace. Dans cette optique, ce travail de thèse a permis de consolider et d’accroitre les connaissances concernant les voies d’amélioration des teneurs en vitamines des grains de blés tendres ainsi que des produits industriels qui en sont dérivés. En premier, nous nous sommes intéressés au développement d’une méthode simple et rapide basée sur la spectrométrie de masse couplée à la chromatographie liquide pour la détermination simultanée de sept vitamines hydrosolubles dans divers matériels végétaux. Les vitamines présentes dans les différents matériels végétaux furent séparées en moins de 15 min grâce à l’utilisation d’une colonne C18 en phase inverse, et analysées en mode ElectroSpray positif et MRM. La réponse pour toutes les vitamines a été linéaire sur l’ensemble des concentrations étudiées (0.05 to 9 μg/mL) avec des coefficients de corrélation compris entre 0.991 et 1. Les limites de quantification de la méthode analytique ont été évaluées entre 0.09 et 3.5 μg/g. Les précisions intra-journalière et inter-journalière étaient satisfaisantes. La deuxième partie de nos travaux a concerné l’impact des procédés de transformation du grain (production d’une nouvelle fraction de mouture et grillage) sur la teneur en vitamines. Afin de réaliser cette objectif, la méthode développée a été appliquée pour l’analyse simultanée des concentrations en vitamines hydrosolubles contenues dans différentes farines semi-complètes ainsi que dans les pâtons, pains et pains grillés qui en sont dérivés. En parallèle, les concentrations endogènes des vitamines E, de la Lutéine et du β-sitostérol ont également été évaluées dans le même matériel. Nous avons mis en évidence que les concentrations en acide nicotinique, pyridoxale, pyridoxine et acide pantothénique étaient significativement plus élevées dans les gros sons que dans les autres fractions de moutures, alors que les concentrations en β-sitostérol, lutéine, α-tocotriénol, α-tocophérol et thiamine (20.87 μg/g DM)étaient plus importantes dans la fraction de mouture enrichie. L’étape de grillage induit une augmentation significative en α-tocophérol (+216%), β-γ-tocophérol (+52%), α-tocotriénol (+83%), β-γ-tocotriénol (+32%), acide nicotinique (+55%), nicotinamide (+97%) et en pyridoxine (+77%). L’ensemble de ces résultats nous a permis de montrer qu’un enrichissement de farine blanche par la fraction de mouture dite enrichie pourrait potentiellement permettre d’accroître les produits qui en dérive en vitamine E. De plus le grillage pourrait libérer des composés bioactifs, augmentant ainsi leur biodisponibilité et la valeur nutritionnelle des pains. (...) / Wheat is the second largest crop cultivated around the world and constitutes a major part of the daily diet in Europe. During the course of improving the baking quality of wheat cultivar, most of the nutritional attributes have been underestimated. It is therefore unfortunate that most of wheat-based food products are mostly produced from refined white flour from which peripheral tissues (germ and envelopes) are removed. However, these tissues, which are eliminated and serve mainly for animal feeding, contain most of the vitamins, minerals, fiber and phytochemicals of the grain. It is becoming evident that many of the health benefits associated with the consumption of whole grain cereal products, relate to the enhanced intake of micronutrients, phytochemicals and dietary fiber. In the context of consuming wheat derived foods with enhanced nutritional value, as part of a healthy diet, this thesis provide results which strengthen the knowledge of vitamins accumulation in common wheat and in wheat-based food products. Firstly, we have developed a simple and rapid method based on liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) for the simultaneous screening of seven water soluble vitamins in various wheat-based food materials. The vitamins present in the test materials were separated in less than 15 min by using a reverse-phase C18 column, and analyzed by positive ion electrospray selected reaction monitoring MS/MS. The MS response for all the vitamins was linear over the working range (0.05 to 9 μg/mL) with correlation coefficients ranging between 0.991 and 1. Limits of quantification in the different food materials ranged from 0.09 to 3.5 μg/g. Intra-day and inter-day precision was found satisfactory. The second part of our research, have focused on monitoring the levels of vitamins upon the wheat-based foods processing operations, such as production of new wheat milling fraction (consisting in enriched fraction) and breadmaking toasted bread. In order to achieve this goal, the developed method was applied for the simultaneous analysis of the water-soluble vitamin natural content of different semi-coarse wheat flours and in their corresponding baking products. In addition the vitamin E, Lutein and β-sitosterol natural content was also measured in the same materials. It was shown that the concentration of nicotinic acid, pyridoxal, pyridoxine, pantothenic acid were significantly higher in the coarse bran than in the other milling fractions, while the concentration of β-sitosterol, lutein, α-tocotrienol, α-tocopherol and thiamin (20.87 μg/g DM) were the highest in the enriched fraction. The toasting step induced a significant increased of α-tocopherol (+216%), β-γ-tocopherol (+52%), α-tocotrienol (+83%), β-γ-tocotrienol (+32%), nicotinic acid (+55%), nicotinamide (+97%) and of pyridoxine (+77%). Furthermore, it was demonstrated that the enriched fraction could be a functional ingredient in order to enrich wheat-based products in fat soluble vitamins and that the toasting process could release bound bioactive compounds and led to enhance the nutritional quality of bread. (...)

Milk is one of the most consumed fresh food, considered a nutritionally complete product. Veterinary drugs are used in order to increase productivity. However, improper use of these products may result in the presence of residues in milk. This study aims to develop a method for determination of antiparasitic residues in bovine milk using fast liquid-liquid low temperature partitioning (LLE-LTP) method and liquid chromatographic coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Different classes were studied for antiparasitic, such as macrocyclic lactones, pyrethroids, benzimidazoles, organophosphates, carbamates, among others. The spikes were held comprising the Maximum Residue Limits (MRLs) of each compound at levels 1- 200 ug L-1. For validation step was adopted the following parameters: selectivity, linear range, matrix effect, limits of detection (LOD) and quantitation (LOQ), decision limit (CCα) and detection capability (CCβ), precision, accuracy. The method was considered valid to 55 antiparasitic and presented LOD from 0.03 to 6.0 μg L-1 and LOQ from 1 to 20 ug L-1. Recoveries were between 70 and 120% with RSD ≤ 20%, that were considered acceptable. The proposed method was applied to 15 real samples where all samples presented residues of at least one antiparasitic. Of these, two samples contained cyhalothrin and nicarbazin residues above the MRL. However, the method was efficient in determining antiparasitic residues in bovine milk using LLE-LTP and LCMS/ MS, showing good sensitivity and selectivity. / O leite é um dos alimentos in natura mais consumidos, por ser considerado um produto completo nutricionalmente. A fim de tratar e assegurar a sanidade do rebanho, faz-se uso de medicamentos veterinários. No entanto, a utilização inadequada destes produtos pode acarretar na presença de resíduos destes no leite. Este estudo tem como objetivo desenvolver um método para determinação de resíduos de antiparasitários em leite bovino, empregando método extração líquido-líquido com rápida partição a baixa temperatura (LLELTP) e cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em série (LC–MS/MS). Avaliou-se diferentes classes de antiparasitários, como lactonas macrocíclicas, piretróides, benzimidazóis, organofosforados, carbamatos, entre outros. As fortificações foram realizadas abrangendo os Limites Máximos de Resíduos (LMRs) de cada composto, em níveis de 1 a 200 μg L-1. Para a etapa de validação do método avaliou-se os seguintes parâmetros: seletividade, faixa linear, efeito matriz, limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ), limite de decisão (CCα), capacidade de detecção (CCβ), precisão e exatidão. O método foi considerado validado para 55 antiparasitários e apresentou valores de LOD de 0,03 a 6,0 μg L-1 e de LOQ de 1 a 20 μg L-1. As recuperações ficaram entre 70 e 120%, e RSD ≤ 20%, sendo considerados aceitáveis. O método proposto foi aplicado em 14 amostras reais, onde todas apresentaram resíduos de pelo menos um antiparasitário. Destas, duas amostras continham resíduos de cialotrina e nicarbazin acima do LMR. O método mostrou-se eficiente na determinação de resíduos de antiparasitários em leite bovino empregando LLELTP e LC–MS/MS, demonstrando boa sensibilidade e seletividade.

Este projeto teve como objetivo principal realizar um estudo proteômico diferencial aplicado às amostras de casca do caule de plantas cítricas sadias e infectadas pela morte súbita dos citros. Subsequentemente, a identificação de proteínas diferentemente expressas será de grande importância, uma vez que estas poderão servir não somente como candidatos a biomarcadores para a doenças, mas também auxiliarão no melhor compreensão da doença. À partir dos géis bidimensionais obtidos para amostras de porta-enxerto (limão cravo e limão volkameriano) e copa (laranja valência) foi possível verificar que existem dois conjuntos de proteínas sensivelmente sub-expressas em plantas doentes. Um desses conjuntos, constituído por 13 spots, apresenta valores de pI entre 4,5 e 5,2 e MM aproximadamente igual a 30 kDa. No outro conjunto, esse composto por 9 spots, valores de pI variando entre 6,1 e 9,6 e MM em torno de 20 kDa são observados. Por meio das técnicas de MALDI-TOF-TOF e LC-ESI-MS/MS, inúmeros spots foram inequivocamente identificados, incluindo os spots correspondentes às regiões diferentemente expressas. Os 13 spots correspondentes a região com valores de pI entre 4,5 e 5,2 e MM ~ 30 kDa foram todos identificados como sendo constituídos por três isoformas de quitinases. Por outro lado, os spots referentes a região com pI entre 6,1 e 9,6 e MM ~ 20 kDa foram identificados como proteína putativa similar a miraculina 2. A justificativa para o fato de diversos spots terem recebido a mesma identificação é atribuída às inúmeras e diferentes modificações pós-traducionais, comumente verificadas em plantas. Entretando, o aspecto mais relevante relacionado a essas identificações é o fato de que ambas as proteínas são conhecidas marcadoras de resistência de defesa em plantas e assim sendo, a priori, espera-se-ia que estivessem sendo super expressas em plantas doentes. Porém, um comportamento inverso foi verificado, o que reforça as evidências de que as quitinases não agem apenas como marcadores de defesa em plantas, possuindo assim outras funções. Além disso, no total, outras 19 proteínas puderam ser identificadas. / The main goal of this project was to perform a differential proteomic analysis of bark tissues of healthy and CSD (citrus sudden death)- affected citrus plants. Subsequently, the identification of differently expressed proteins will be of great importance since they can be used not only as biomarkers for CSD but also as basic information for improving the knowledge about the disease. According to the 2D gels, obtained for bark tissues of both rootstock (rangpur lime and volkamerian lemon) and scion samples, there are two sets of proteins remarkably under expressed in CSD-affected samples. One of these sets is composed by 13 proteins, which presents MW around 30 kDa and pI ranging from 4.5 to 5.2. The other set includes 9 proteins with pI ranging from 6.1 to 9.6 and MW around 20 kDa. By using two mass spectrometry approaches (MALDI-TOF-TOF and LC-ESI-MS/MS), several proteins have been unequivocally identified, including the differentially expressed ones. Thirteen spots have been identified as a mixture of three chitinase isoforms. These spots are relative to the region with pI ranging from 4.5 to 5.2 and MW ~ 30 kDa. On the other hand, the 9 spots referent to the region with MW ~ 20 kDa and pI between 6.1 and 9.6 were identified as putative miraculin-like 2 protein. Several spots have been identified as the same protein most probably due to the occurrence of different post-translational modifications. The most valuable point regarding the identity of these proteins is the fact that they are well-known plant pathogen-related proteins and then they should be over expressed in affected plants. However, the opposite behavior was verified, which may indicate that chitinases and putative miraculin-like 2 protein perform unknown functions, besides the established ones. In addition, other 19 constitutive proteins have been identified.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Glyphosate [N-(phosphonomethyl) glycine] is the most widely used pesticide in the world for controlling weeds in agriculture. High amounts of this herbicide and its major metabolite, aminomethylphosphonic acid (AMPA), have been found in water due to intensive use. The Ministry of Health 2914 establishes a maximum value allowed for the sum of glyphosate and AMPA at 0.5 mg L-1. The most comum method to determine these compounds requires a derivatization step for fluorescence detection. Thus, this study aimed to develop two simple and rapid methods for the direct determination of glyphosate and AMPA in water without treatment or sample derivatization steps, by capillary ion chromatography (Capillary IC) and liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). The Capillary IC method employed a capillary IonPac AS19 column (250 x 0.4 mm, 7.5 μm), a gradient elution with KOH a conductivity detector. The LC-MS/MS method used a Pursuit XRS C18 column (150 x 2 mm ID, 5 μm), an aqueous solution of ammonium hydroxide 0.01% (v/v) as mobile phase and a triple-quadrupole MS detector, operating in a selected reaction monitoring (SRM) mode. The method validation was performed by recovery experiments, evaluating accuracy, precision, linearity, limits of detection (LOD) and of quantification (LOQ). The analytical curves for glyphosate and AMPA obtained for the concentration levels 25, 50, 100, 250 and 500 μg L-1 by Capillary IC and LC-MS/MS showed r2 >0.99 for both compounds. For spiked levels of 25, 50, 250 and 500 μg L-1 recoveries were between 70 -113%, with RSD <10% for Capillary IC and 79-105%, with RSD <14% for LC-MS/MS. The method limits of detection for both glyphosate and AMPA was 8 μg L-1 and of quantification was 25 μg L-1, in both chromatographic techniques. Both methods showed good selectivity and sensitivity. Determination by direct injection of the sample, using capillary IC or LC-MS/MS proved to be efficient, simple and cost-effective tools for analysis, making it possible to monitor at levels below the maximum allowed limits for drinking water. / O glifosato [N-(fosfonometil)glicina] é o agrotóxico mais utilizado na agricultura mundial no controle de plantas daninhas. Altas quantidades desse herbicida e seu principal metabólito, o ácido aminometilfosfônico (AMPA), vem sendo encontrados em água devido ao uso intensivo. A portaria do Ministério da Saúde nº 2914 estabelece o valor máximo permitido para a soma de glifosato e AMPA em 0,5 mg L-1. O método amplamente utilizado para a determinação desses compostos é a HPLC sendo imprescindível uma etapa de derivatização para a detecção por fluorescência. Assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver métodos simples e rápidos para a determinação direta de glifosato e AMPA em água para consumo humano, sem etapa de tratamento de amostra ou derivatização, empregando a cromatografia iônica capilar (CIC) e cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em série (LC-MS/MS). O método por cromatografia iônica capilar empregou coluna capilar IonPac AS19 (250 x 0,4 mm; 7,5 μm), gradiente de eluição com gerador de KOH e detector de condutividade. Para LC-MS/MS utilizou-se coluna Pursuit XRs C18 (150 x 2 mm d.i.; 5 μm), solução aquosa de hidróxido de amônio 0,01% (v/v) como fase móvel e detector triplo quadrupolo (TQ) operando no modo de monitoramento de reações selecionadas (SRM). A validação dos métodos foi realizada através de ensaios de recuperação, avaliando exatidão, precisão, linearidade, limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ). As curvas analíticas para glifosato e AMPA obtidas para os níveis 25; 50; 100; 250 e 500 μg L-1 por CIC e LC-MS/MS apresentaram coeficiente de determinação (r2) >0,99 para ambos os compostos. Para as fortificações nos níveis de 25, 50, 250 e 500 μg L-1 os compostos apresentaram recuperações de 70 a 113%, com RSD <10% por CIC e recuperações foram de 79 a 105%, com RSD <14% por LC-MS/MS. Os limites de detecção do método para AMPA e glifosato foi 8 μg L-1 e o de quantificação foi de 25 μg L-1, em ambas as técnicas cromatográficas. Ambos os métodos apresentaram boa seletividade e sensibilidade. A determinação, através da injeção direta da amostra, de glifosato e AMPA utilizando cromatografia iônica capilar ou LC-MS/MS demonstrou ser uma ferramenta eficiente, simples e economicamente viável para análise, permitindo o monitoramento em níveis abaixo do valor máximo permitido em água potável.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The irrigated agriculture of Rio Grande do Sul (RS) it is responsible for about 50% of the Brazilian production of rice, and the success of the production depends, generally, of the application of chemical substances. Many of the cultivated areas are infested with red rice, which cause damages in the production and commercialization of the grains. In this sense, it was developed to cultivate that was adapted to the cultivation of tolerant irrigated rice to the imidazolinones herbicides used for the control of the red rice. The cultivation of irrigated rice generates a great impact to the environment, so much in amount as in the quality of the waters. In this work it was developed and validated a method for determination, in waters and soils, of clomazone, imazapic and imazethapyr herbicides residues. They were analysed for HPLC-DAD, being used mobile phase of acetonitrile:water and stationary phase C18 and for the soil samples it was made the confirmation by LC-MS/MS, with ionization electrospray in the way ESI+ mode. For pre-concentration of the samples SPE was used with cartridges C18. The herbicides were eluated with dichlorometane:methanol, and for extraction in the soils was used solvent and ultrasonic bath. The parameters of validation of the method include analytical curve, linearity, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), precision and accuracy (recovery). Whole the analytical curves presented larger values of r2 more than 0.99. The LOQs for the method, considering the stage of pre-concentration of 200 times, were 0.12 μg L-1 for the imazethapyr and imazapic herbicides and 0.25 μg L-1 for the clomazone in samples of water. For the soil samples the values of LOQ were of 2.5 μg kg-1 for imazethapyr and imazapic and 5.0 μg kg-1 for clomazone by HPLC-DAD. The values of LOQ for the soil samples for the system LC-MS/MS was 25.0 ng kg-1. The recoveries were between 80.9 and 106.7%, with RSDs smaller than 9.0% for the samples of water and recoveries between 89.3 and 105.7% with smaller RSDs than 8.7% for soil samples. The method was applied in dissipation studies in the irrigated rice and in the determination of the residual concentration in soil samples, where were applied the herbicides, in the crops of 2004/05, 2005/06 and 2006/07. They were found imazethapyr residues at the most 28 days and of the imazapic 21 days after application and the clomazone until 42 days after application of the products in samples of water. In the soil samples were found imazethapyr residues and imazapic in different collected depths. / A lavoura arrozeira do Rio Grande do Sul (RS) é responsável por cerca de 50% da produção brasileira de arroz, e o sucesso da produção depende, geralmente, da aplicação de substâncias químicas. Muitas áreas cultivadas são infestadas com arroz vermelho que causa prejuízo na produção e na comercialização dos grãos. Neste sentido, foi desenvolvida uma cultivar adaptada ao cultivo de arroz irrigado tolerante à herbicidas imidazolinonas usados para o controle do arroz vermelho. O cultivo de arroz irrigado gera um grande impacto ao meio ambiente, tanto em quantidade como na qualidade das águas. Neste trabalho, foi desenvolvido e validado um método para determinação, em águas e solos, de resíduos dos herbicidas clomazona, imazapique e imazetapir. Foram determinados por HPLC-DAD, utilizando-se fase móvel de acetonitrila:água e fase estacionária C18, para as amostras de solo foi feita a confirmação por LC-MS/MS, com fonte de ionização electrospray no modo ESI+. Para pré-concentração das amostras utilizouse SPE com cartuchos C18. Os herbicidas foram eluídos com diclorometano:metanol, e para extração nos solos foi utilizada extração com solvente e ultra-som. Os parâmetros de validação do método incluem curva analítica e linearidade, limite de detecção (LOD) e de quantificação (LOQ), precisão e exatidão (recuperação). Todas as curvas analíticas apresentaram valores de r2 maiores que 0,99. Os LOQs para o método, considerando a etapa de pré-concentração de 200 vezes, foram de 0,12 μg L-1 para os herbicidas imazetapir e imazapique e 0,25 μg L-1 para o clomazona em amostras de água. Para as amostras de solo os valores de LOQ foram de 2,5 μg kg-1 para imazetapir e imazapique e de 5,0 μg kg-1 para clomazona, por HPLC-DAD. Os valores de LOQ para as amostras de solo para o sistema LC-MS/MS foram de 25,0 ng kg-1. As recuperações ficaram entre 80,9 e 106,7%, com RSDs menores que 9,0% para as amostras de água e recuperações entre 89,3 e 105,7% com RSDs menores que 8,7% para amostras de solo. O método foi aplicado em estudos de dissipação na lavoura de arroz irrigado e na determinação da concentração residual em amostras de solo, onde foram aplicados os herbicidas, nas safras de 2004/05, 2005/06 e 2006/07. Foram encontrados resíduos de imazetapir até no máximo em 28 dias e do imazapique em 21 dias após aplicação e o clomazona até 42 dias após aplicação dos produtos em amostras de água. Nas amostras de solo, foram encontrados resíduos de imazetapir e imazapique em diferentes profundidades coletadas.

The use of pesticides and their residues have become a problem due to possible contamination of soil, impacting on the environment and causing trouble to public health. In this research, an analytical method was optimized and validated to determine the residues of thiamethoxan, imazapic, imazethapyr, clomazone, propiconazole, fipronil and trifloxystrobin in soil from rice paddy field, applying a modified QuEChERS extraction method and Liquid Chromatography coupled to tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS) with Electrospray ionization source in ESI (+/-) mode. The modified QuEChERS method developed consisted of an initial extraction step using 5.0 g of soil into which 20 mL of saturated solution of calcium hydroxide pH 12.0 and 10 mL of acetonitrile were added, followed by a partition step after the addition of a mixture of anhydrous salts (4.0 g of magnesium sulfate and 3.0 g of sodium chloride). After this, a step for adjustment of the pH to 3.0 by adding 390 μL of 6 mol L-1 HCl, followed by centrifugation at 3900 rpm for 10 min. A clean-up step was then conducted with 250 mg of magnesium sulfate in 2 mL of extract, followed by LC-MS/MS analysis. After the optimization of the extraction and determination parameters the method was validated evaluating the analytical curve, linearity, LOD, LOQ, precision (repeatability and intermediate precision) and accuracy. Calibration curves presented linearity between 0.2 and 20.0 μg L-1 for propiconazole and 1.0 and 100.0 μg L-1 for thiamethoxan, imazapic, imazethapyr, clomazone, fipronil and trifloxystrobin, with determination coefficients greater than 0.99. The values of the method LOQ were 0.4 μg kg-1 for propiconazole and 2.0 μg kg-1 for the others pesticides. The method showed good precision, with RSD values < 20%, and good accuracy, with recoveries between 70 and 120% for most compounds. Concerning the Matrix Effect for all compounds evaluated, this was compensated by using calibration curves prepared in the matrix extract for quantification. The optimized method showed as major advantages: speed, simplicity, low cost, low consumption of organic solvents, besides the simplification of slow and laborious steps usually employed in traditional methods for extraction of pesticides in soil. The method was considered suitable for analysis of pesticide residues in soil from rice paddy fields, since all the validation parameters were within the limits suggested for validation of chromatographic methods. After the validation, the method was applied for determination of residues of these pesticides in soil samples from an experiment carried out at the UFSM Campus, revealing great efficience. / O uso de pesticidas e seus resíduos tornaram-se um problema devido à possível contaminação do solo, podendo impactar o meio ambiente e causar danos à saúde pública. Neste trabalho, otimizou-se e validou-se um método analítico para a determinação de resíduos de tiametoxam, imazapique, imazetapir, clomazona, propiconazol, fipronil e trifloxistrobina em solo proveniente de lavoura de arroz irrigado utilizando o método de extração QuEChERS modificado e Cromatografia Líquida acoplada à Espectrometria de Massas sequencial (LC-MS/MS), com fonte de ionização por Eletronebulização no modo ESI (+/-). O método QuEChERS modificado desenvolvido consistiu em uma etapa de extração inicial utilizando 5,0 g de solo no qual foi adicionado 20 mL de solução saturada de hidróxido de cálcio pH 12,0 e 10 mL de acetonitrila, seguida por uma etapa de partição após a adição de uma mistura de sais anidros (4,0 g de sulfato de magnésio e 3,0 g de cloreto de sódio). Após, foi realizada uma etapa de ajuste em pH 3,0, através da adição de 390 μL de solução aquosa de HCl 6 mol L-1, seguido de centrifugação a 3900 rpm por 10 min. Na sequência, foi realizada a etapa de clean-up com 250 mg de sulfato de magnésio em 2 mL de extrato, seguido de análise por LC-MS/MS. Após otimização dos parâmetros de extração e de quantificação, o método foi validado avaliando-se curva analítica, linearidade, LOD, LOQ, precisão (repetitividade e precisão intermediária) e exatidão. As curvas analíticas apresentaram linearidade entre 0,2 e 20,0 μg L-1 para propiconazol e entre 1,0 e 100,0 μg L-1 para tiametoxam, imazapique, imazetapir, clomazona, fipronil e trifloxistrobina, com valores de coeficiente de determinação maiores que 0,99. Os valores de LOQ para o método foram 0,4 μg kg-1 para propiconazol e 2,0 μg kg-1 para os demais pesticidas. O método apresentou boa precisão, com valores de RSD < 20%, e boa exatidão, com recuperações entre 70 e 120% para a grande maioria dos compostos analisados. Com relação ao Efeito Matriz avaliado para todos os compostos, este foi compensado através da utilização de curvas analíticas preparadas no extrato da matriz para a quantificação. O método otimizado apresentou como vantagens principais: rapidez, simplicidade, baixo custo, baixo consumo de solventes orgânicos, além da simplificação de etapas lentas e trabalhosas geralmente empregadas em métodos tradicionais de extração de pesticidas em solo. O método foi considerado adequado para a análise de resíduos de pesticidas em solo proveniente de lavoura de arroz irrigado, visto que todos os parâmetros de validação atenderam os limites sugeridos para validação de métodos cromatográficos. Após ser validado, o método foi aplicado para determinação de resíduos destes pesticidas em amostras de solo provenientes de um experimento realizado no Campus da UFSM, mostrando-se bastante eficiente.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of pesticides always has been associated with the effective control of pests or invasive weeds to ensure an increase in the food production. However, the indiscriminate use of these substances has caused the degradation of water resources. In Brazil, the Ministry of Health through Ordinance 2914 defines several parameters of potability, among them, the maximum limits allowed for same pesticides. In this work it was developed and validated a method for the determination of residues of 70 pesticides in drinking water using (SPE) for sample preparation and determination by Gas and Liquid Chromatography coupled to tandem mass spectrometry, triple quadrupole analyzer (GC-(TQ)MS/MS and LC- (TQ)MS/MS). It was evaluated different sample volume, sorbents and solvent of elution. The best results were obtained using 100 mL sample acidified at pH 2.5, Oasis® SPE cartridge HLB 60 mg/3 mL and dichloromethane/methanol as eluent. Analytical curves were linear between 10 and 250 Sg L-1, with r2 values greater than 0.99 for all compounds. The values of method LOQ were 0.02 Sg L-1 for aldrin, dieldrin and chlordane and 0.5 Sg L-1 for the other compounds. To evaluate accuracy the blank samples ware fortified at 0.5, 1.5 and 4.0 Sg L- 1 and an extra level at 0.02 Sg L-1 for aldrin, dieldrin and chlordane. The method showed good precision, with RSD values below to 20% and good accuracy, with recoveries between 70 and 120%. Only the compounds methamidophos, aldicarb, benfuracarb, terbufos, benomyl and thiophanate methyl were not recovered adequately. The matrix effect was evaluated, showing upper 10% for the most compounds. In order to compensate this effect, analytical curves were obtained with standarts prepared in blank extracts of the matrix. The validated method was applied to 12 samples of drinking water of different characteristics (river, shed, well and treated water), and just one of the river samples presented residues of lambda-cyhalothrin. The results indicate that the proposed method is suitable for analysis of pesticides residues in drinking water, since all the validation parameters met the suggested limits and parameters for validation of chromatographic methods. / O uso de agrotóxicos sempre esteve associado à efetividade no controle de pragas ou plantas invasoras para aumentar a produção de alimentos. No entanto, o uso indiscriminado dessas substâncias vem causando a degradação dos recursos hídricos. No Brasil, o Ministério da Saúde através da Portaria 2914 define diversos parâmetros de potabilidade, entre eles, os limites máximos permitidos para alguns agrotóxicos. No presente trabalho foi desenvolvido e validado um método para a determinação de resíduos de 70 agrotóxicos em água potável, utilizando Extração em Fase Sólida (SPE) para o preparo de amostra e determinação por Cromatografia Gasosa e Líquida, acopladas à Espectrometria de Massas sequencial, com analisador triplo quadrupolo (GC-(TQ)MS/MS e LC- (TQ)MS/MS). Foram avaliados diferentes volumes de amostra, sorventes e solventes de eluição. Os melhores resultados foram obtidos com 100 mL de amostra acidificada em pH 2,5, cartucho SPE Oasis® HLB 60 mg/3 mL e diclorometano/metanol como eluente. As curvas analíticas apresentaram linearidade entre 10 e 250 Sg L-1, com valores de r2 maiores que 0,99 para todos os compostos. Os valores de LOQ do método foram 0,02 Sg L-1 para aldrin, dieldrin e clordano e de 0,5 Sg L-1 para os demais compostos. Para avaliação da exatidão as amostras branco foram fortificadas em 0,5, 1,5 e 4,0 Sg L-1 e um nível extra em 0,02 Sg L-1 para os compostos aldrin, dieldrin e clordano. O método apresentou boa precisão, com valores de RSD inferiores a 20% e boa exatidão, com recuperações entre 70 e 120%. Apenas os compostos metamidofós, aldicarbe, benfuracarbe, terbufós, benomil e tiofanato metílico não foram recuperados de forma adequada. O efeito matriz foi avaliado, mostrando-se superior a 10% para a maioria dos compostos. A fim de compensar este efeito, utilizou-se curvas analíticas preparadas no extrato branco da matriz. O método validado foi aplicado em 12 amostras de água potável de diferentes características (rio, vertente, poço e água tratada), sendo que apenas uma das amostras de água de rio apresentou resíduos de lambda-cialotrina. Os resultados indicam que o método proposto é adequado à análise de resíduos de agrotóxicos em água potável, visto que todos os parâmetros de validação atenderam os limites e parâmetros sugeridos para validação de métodos cromatográficos.

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Este estudo apresenta o desenvolvimento da metodologia de extração em fase sólida e separação em cromatográfica líquida acoplada a espectrometria de massas em sequencia, SPE-LC-MS/MS, para a determinação de 21 (vinte e um) fármacos pertencentes a diferentes classes terapeuticas, 1 (uma) droga de abuso e seu principal metabólito, em amostras de água superficial. A separação cromatográfica foi otimizada estudando o desempenho de fases estacionárias e fases móvies. A quantificação dos compostos selecionados foi realizada com a ionização por eletronebulização (electrospray ionization- ESI) e o espectrômetro de massas operando no modo de Monitoramento de Múltiplas Reações (Multiplas Reaction Monitoring- MRM). A validação da metodologia proposta foi realizada utilizando os parâmetros de seletividade, efeito de matriz, faixa de trabalho, linearidade, limites de detecção (LD) e quantificação (LQ), precisão, exatidão, recuperação e robustez. A validação da metodologia permitiu a sua aplicação na avaliação da distribuição dos 23 compostos selecionados, nas águas da represa Guarapiranga, um dos principais sistemas produtor de água potável da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). A presença desses poluentes nos ambientes aquáticos é proveniente da liberação direta do esgoto urbano das habitações do seu entorno, como consequência do precário sistema de saneamento básico. As águas da represa Guarapiranga foram avaliadas em 14 (quatorze) locais estrategicamente escolhidos e amostradas durante 3 (três) campanhas de coleta de amostra (agosto de 2011, setembro de 2012 e abril de 2013). Nessas amostras foram quantificados acetaminofeno (9,6 - 254 ng L-1), atenolol (8,5 177 ng L-1), benzoilegonina (7,9 139 ng L-1), cafeína (27 27386 ng L-1), carbamazepina (12 358 ng L-1), clortalidona (9,4 35 ng L-1), cocaína (12,8 2650 ng L-1), diclofenaco (8 35 ng L-1), enalapril (20 ng L-1), losartana (6,7 114 ng L-1) e valsartana (9,7 - 47 ng L-1). O ponto de coleta denominado de GU103-12 (23°4188.5S 46°4467.3W) foi a região que apresentou os valores mais elevados quanto ao nível de concentração dos compostos avaliados e ao índice de risco integrado de poluição química aquática (Integrated Risk Index of Chemical Aquatic Pollution IRICAP). O estudo também foi realizado em amostras de água de reservatórios das Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI) 5 e 6 do Estado de São Paulo. Os resultados demonstraram que o uso e a ocupação do solo influenciam diretamente na qualidade da água dos reservatórios, evidenciando a necessidade de implementar melhorias no sistema de coleta de esgoto e de ocupação irregular para evitar a contaminação e o descarte inadequado em ambientes aquáticos. / This study presents the development of the methodology of solid phase extraction and liquid chromatography - tandem mass spectrometry, SPE-LC-MS/MS, for the determination of 21 (twenty one) pharmaceuticals belonging to different therapeutic groups, 1 (one) illicit drug and its major metabolite, in surface water samples. The chromatographic separation was optimized by studying the performance of different stationary and mobile phases. Quantitation of selected compounds was performed by electrospray ionization (ESI) and the mass spectrometer operating in a multiple reaction monitoring (MRM) mode. The validation of the proposed methodology was performed using the parameters of selectivity, matrix effect, dynamic range, linearity, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), precision, accuracy, recovery and robustness. The validation of methodology allowed to apply the methodology in the evaluation of the distribution of the 23 (twenty one) selected compounds, in Guarapiranga Dam waters, an of the major producer system of drinking water of the Metropolitan Region of São Paulo (MRSP). The presence of these pollutants in aquatic environments is from the direct release of urban sewage from the homes of your surroundings, as a result of poor sanitation system. The waters of Guarapiranga dam were evaluated in 14 (fourteen) locations strategically chosen and sampled in 3 (three) campaigns of sample collection (August 2011, September 2012 and April 2013). In these samples were quantified acetaminophen (9.6 - 254 ng L-1), atenolol (8.5 - 177 ng L-1), benzoylegonine (7.9 - 139 ng L-1), caffeine (27 - 27386 ng L-1) carbamazepine (12 - 358 ng L-1), chlorthalidone (9.4 - 35 ng L-1), cocaine (12.8 - 2560 ng L-1), diclofenac (8 - 36 ng L-1), enalapril (20 ng L-1), losartan (6.7 - 114 ng L-1) and valsartan (9.7 - 47 ng L-1). The sample siting GU103-12 (23°4188.5S 46°4467.3W) was the region with the highest values in the level of concentration of the target compounds and the integrated risk index of chemical aquatic pollution (IRICAP). The study was also conducted on water samples from reservoirs of the UGRHI (Unit of Water Resources Management) 5 and 6, State o São Paulo. The results showed that the use and occupation of land directly influence the reservoir water quality highlighting the need to implement improvements in sewage collection system and illegal occupation to prevent contamination and the improper disposal in aquatic environments.

O aumento crescente da população brasileira em combinação com o uso abusivo de medicamentos no mercado nacional, aliados à falta de saneamento básico e de políticas públicas para o correto gerenciamento de alguns tipos de resíduos têm resultado na presença de compostos farmacêuticos em ambientes aquáticos. Estudos indicam que várias dessas substâncias parecem ser persistentes no ambiente e algumas vezes, resistem até mesmo às estações de tratamento de água, fazendo-se presentes na água tratada, que chega à população. O presente trabalho visou analisar quantitativamente a presença dos anti-inflamatórios e do analgésico mais comumente consumido no Brasil: diclofenaco, cetoprofeno, naproxeno, indometacina, ibuprofeno e o paracetamol em águas superficiais, por LC-MS/MS com extração em fase sólida, antes e depois do tratamento convencional, em escala laboratorial pelo ensaio de Jar-Test, bem como caracterizar o risco humano pela presença destes compostos na água após o tratamento. Os métodos utilizados na quantificação destes fármacos apresentaram bons resultados: a análise cromatográfica obteve coeficientes de correlação entre 0,9952-0,9991, com limites de quantificação de 0,5ng/mL- 50ng/mL e desvios padrões entre (0,08-2,08); na recuperação do método de extração em fase sólida o diclofenaco, o cetoprofeno, o naproxeno e a indometacina apresentaram cerca de 100% de recuperação, o ibuprofeno apresentou apenas 48%(±9,37) de recuperação e o paracetamol aproximadamente 19,84% (±2,52); no ensaio de jar-test, observou-se que apenas o cetoprofeno e o ibuprofeno não foram removidos completamente no tratamento utilizado (remoção de 0-15% do cetoprofeno e de 0-35% do ibuprofeno). Amostras ambientais foram coletadas e tratadas pelo ensaio de Jar-Test, e os valores obtidos para o cetoprofeno e ibuprofeno após o tratamento foram de 18,67-19,65ng/L e 147ng/L, respectivamente. Através de cálculos, com a dose de referência de cada um dos compostos e considerando as características desta exposição, foi possível concluir que nestas concentrações o cetoprofeno e o ibuprofeno não causam risco à saúde humana. / The increasing population growth in combination with the misuse of drugs in the domestic market, coupled with the lack of sanitation and public policies for proper management of some types of waste have resulted in the presence of pharmaceutical compounds in aquatic environments. Studies indicate that several of these substances appear to be persistent in the environment and sometimes even resistant to water treatment plants, being present in the treated water which reaches the population. This study aimed to analyze quantitatively the presence of anti-inflammatory and analgesic most commonly consumed in Brazil: diclofenac, ketoprofen, naproxen, indomethacin, ibuprofen and paracetamol in surface waters by LC-MS/MS with solid phase extraction prior and after conventional treatment in a laboratory scale by using Jar-test assay, and to determine the human risk posed by the presence of these compounds in the water after treatment. The methods used to quantify these drugs showed good results: a chromatographic analysis obtained correlation coefficients between 0.9952 to 0.9991, with limits of quantification of 0.5 ng/mL- 50ng/mL and standard deviations between (0.08 - 2.08); recovery method of solid phase extraction to diclofenac, ketoprofen, naproxen and indomethacin showed about 100% recovery, ibuprofen showed only 48% (± 9.37) and paracetamol approximately 19 84% (± 2.52) recovery; in the jar-test, it was observed that only ketoprofen and ibuprofen were not completely removed (removal: 0-15% of ketoprofen and 0-35% of ibuprofen). Environmental samples were collected and handled by jar-test test, and the values obtained for ketoprofen and ibuprofen after treatment were 18.67 to 19.65 ng / L and 147ng / L, respectively. By calculation with a reference dose of each compound and considering the characteristics of this display, it was concluded that these concentrations of ketoprofen and ibuprofen do not cause risk to human health.