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.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Typically, soil is the final destination of pesticides applied in agriculture and of veterinary drugs employed in animal production. The global concern about the possible consequences of the increased use of these compounds is reflected in increasingly stringent regulations on the levels of residues in agricultural products, animal products and in the environment. This results in intensifying the demand for environmental certification, reduction of Maximum Residue Levels in food and the introduction of procedures for traceability in production processes. In this study, we compared different extraction methods: mechanical agitation, ultrasound and QuEChERS for the determination of 76 pesticides and 9 veterinary drugs in soil using Ultra High Performance Liquid Chromatography coupled to tandem Mass Spectrometry (UHPLC-MS/MS). The extraction method that showed the best results consisted of weighing 10 g of soil followed by the addition of 10 mL of water and kept at rest for 10 min. Then added 10 mL of acetonitrile containing 1% (v/v) acetic acid and proceeded with mechanical shaking for 15 min. Then, it was added 4 g of anhydrous magnesium sulfate and 1.7 g of anhydrous sodium acetate and shaked manually and vigorously for 1 min. Subsequently, the tube was centrifuged for 8 min (3400 rpm) and the extract was filtered and diluted (1:4, v/v) in water before analysis by UHPLC-MS/MS. The method was validated by evaluating several parameters, such as linearity of analytical curves, limits of detection and quantification (LOD and LOQ), matrix effect, as well as accuracy an precision in terms of percentage of recovery and RSD. The analytical curves prepared in solvent and in the blank matrix extract showed linearity for most compounds, with coefficients of determination greater than 0.99, and the standard curves prepared in "blank" matrix extract were used to evaluate the matrix effect. To verify the accuracy and precision of the method, fortification in four concentration levels (10, 25, 50 and 100 μg kg-1) we performed, and extracted in replicate (n = 6), resulting in recovery values between 70 to 120%, with RSD lower than 20% for most of the compounds. Values of method LOQ and LOD were from 3.0 to 7.5 μg kg-1 and from 10 to 25 μg kg-1, respectively. After validation, the method was applied to the determination of pesticides and veterinary drugs in real samples, it showed to be very efficient to be applied in routine analysis. / Normalmente, o solo é o destino final dos agrotóxicos utilizados na agricultura e dos medicamentos veterinários utilizados na criação de animais. A preocupação mundial com as possíveis consequências do aumento do uso destes compostos se reflete em regulamentações cada vez mais exigentes sobre os níveis de resíduos nos produtos agrícolas, produtos de origem animal e no ambiente. Isso resulta na intensificação da demanda por certificação ambiental, redução dos limites máximos de resíduos em alimentos e a introdução de procedimentos que permitam a rastreabilidade nos processos produtivos. Neste estudo, comparou-se diferentes métodos de extração, sendo eles, agitação mecânica, ultrassom e QuEChERS para a determinação de 76 agrotóxicos e 9 medicamentos veterinários em solo utilizando Cromatografia Líquida de Ultra Eficiência acoplada à Espectrometria de Massas em Série (UHPLC-MS/MS). O método de extração que apresentou os melhores resultados consistiu na pesagem de 10 g de solo, seguido da adição de 10 mL de água e mantido em repouso por 10 min. Em seguida adicionou-se 10 mL de acetonitrila contendo 1% (v/v) de ácido acético e procedeu-se a agitação mecânica por 15 min. Logo após, acrescentou-se 4 g de sulfato de magnésio anidro e 1,7 g de acetato de sódio anidro e agitou-se manual e vigorosamente por 1 min. Posteriormente, o tubo foi centrifugado por 8 min (3400 rpm) e o extrato foi filtrado e diluído (1:4, v/v) em água antes da análise por UHPLC-MS/MS. O método foi validado avaliando-se vários parâmetros, como linearidade das curvas analíticas, limites de detecção e quantificação (LOD e LOQ), efeito matriz, assim como exatidão e precisão, em termos de percentual de recuperação e RSD. As curvas analíticas preparadas no solvente e no extrato branco da matriz apresentaram linearidade adequada para a maioria dos compostos, com valores de coeficiente de determinação maiores que 0,99, sendo que as curvas analíticas preparadas no extrato branco da matriz foram utilizadas para compensar o efeito matriz. Para verificar a exatidão e precisão do método, efetuou-se a fortificação em quatro níveis de concentração (10, 25, 50 e 100 μg kg-1), e extração em replicata (n = 6), obtendo-se valores de recuperação entre 70 e 120%, com RSD menores que 20% para a grande maioria dos compostos. Os valores de LOD e LOQ do método variaram entre 3,0 e 7,5 μg kg-1 e 10 e 25 μg kg-1, respectivamente. Após a validação, o método foi aplicado para a determinação de agrotóxicos e medicamentos veterinários em amostras reais, mostrando-se bastante eficiente para ser aplicado em análises de rotina.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Soy beverages are aqueous extracts of soybeans which are a source of high quality protein and no contains cholesterol or lactose, can be considered functional foods. These beverages have a large acceptance among consumers and due to they are extracted from the grain, the beneficial components are preserved, but may also contain residues of pesticides used to control pest infestation during the growing of the grains. This study aimed to develop and validate a multiresidue method based on QuEChERS extraction for the simultaneous determination of 41 pesticides in soy-based beverages using ultra-high performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (UHPLC-MS/MS). In the sample preparation step, it was used 10 mL of sample and 10 mL of acetonitrile and addition of salts. The clean-up procedure was optimized by experimental design, evaluating different quantities of the sorbents primary secondary amine (PSA) and octadecylsilane (C18).The clean-up step was performed with magnesium sulfate anhydrous and C18. To assess the accuracy of the method, blank samples were spiked at 10, 25 and 50 μg L-1 with n = 6. To evaluate the matrix effect, inclinations of curves in acetonitrile and blank extract of the matrix were compared. The results of the validation are satisfactory, since the method presented optimized recoveries between 70 and 112% with RSD less than 19%. Curves were prepared in the matrix extract, due to some compounds presented pronounced matrix effect. The curves showed r² ≥ 0,99 for all compounds in the range between the respective limit of quantification and 50 μg L-1. The method proved to be suitable for the determination of the compounds and may be used for routine analysis. / Bebidas à base de soja são extratos aquosos do grão de soja, que representam uma fonte de proteínas de alta qualidade e não contém colesterol ou lactose, podendo ser consideradas alimentos funcionais. Essas bebidas têm grande aceitabilidade entre consumidores e por serem extraídas do grão, os componentes benéficos são preservados, mas também podem conter resíduos de agrotóxicos empregados para controlar a infestação de pragas durante o cultivo dos grãos. O presente trabalho teve por objetivo desenvolver e validar um método multirresíduo baseado na extração por QuEChERS para a determinação simultânea de 41 agrotóxicos em bebidas à base de soja por meio de cromatografia líquida de ultra alta eficiência acoplada à espectrometria de massas em série (UHPLC-MS/MS). Na etapa de preparo de amostra, utilizou-se 10 mL de amostra e 10 mL de acetonitrila e adição de sais. O procedimento de limpeza dos extratos foi otimizado a partir de planejamento experimental, avaliando diferentes quantidades dos sorventes amina primária secundária (PSA) e octadecilsilano (C18). A etapa de limpeza dos extratos foi realizada com sulfato de magnésio anidro e C18. Para avaliar a exatidão do método, amostras branco foram fortificadas nos níveis de 10, 25 e 50 μg L-1, com n = 6. Para avaliação do efeito matriz foram comparadas as inclinações de curvas em acetonitrila e no extrato branco da matriz. Os resultados da validação foram satisfatórios, já que o método otimizado apresentou recuperações entre 70 e 112%, com RSD menor que 19%. As curvas foram preparadas no extrato da matriz, devido a alguns compostos apresentarem efeito matriz acentuado. Foi obtido r² ≥ 0,99 para todos os compostos, na faixa entre os respectivos limites de quantificação e 50 μg L-1. O método provou ser adequado para a determinação dos compostos e pode ser utilizado para análises de rotina.

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.

O estudo do processo da peroxidação de lipídios tem aumentado nos últimos anos, principalmente devido à implicação dos hidroperóxidos de lipídios (LOOH) em diversos processos patológicos. A decomposição destes LOOH é capaz de gerar subprodutos capazes de promover danos em biomoléculas, incluindo proteínas e DNA. No presente trabalho, utilizando hidroperóxidos de ácido linoléico isotopicamente marcado com átomo de oxigênio-18 (LA18O18OH), fomos capazes de demonstrar que estas moléculas gerararam oxigênio singlete marcado [18(1O2)] em células em cultura. A detecção de tal espécie foi possível através da utilização de uma nova metodologia utilizando um derivado antracenico. Para este propósito foi utilizado o derivado de antraceno 3,3\'-(9,10-antracenodiil) bisacrilato (DADB), cujo produto especifico da reação com o 1O2 (o endoperóxido do DADB DADBO2) do pode ser facilmente detectado por HPLC-MS/MS. De forma a expandir a compreensão dos efeitos tóxicos desses LOOH, investigamos o efeito destes compostos gerados intracelularmente. Para tal, foi utilizado o Rosa bengala (RB), um fotosensibilizador que tem afinidade por espaços apolares como membranas e lisossomos. A fotosenssibilização deste composto foi capaz de induzir a morte celular, e esta morte estaria relacionada a uma maior formação de 1O2 e a um maior acumulo de peróxidos. Nestes estudos foi possível demonstrar que carotenóides e sistemas antioxidantes dependentes de glutationa foram capazes de proteger contra os efeitos tóxicos da fotosensibilização na presença de RB. Adicionalmente foram avaliados os efeitos da hemoglobina (Hb) e do hidroperóxido do ácido linoléico (LAOOH) em uma série de parâmetros toxicológicos, como citotoxicidade, estado redox, a peroxidação lipídica e dano ao DNA. Nós demonstramos que a pré-incubação das células com Hb e sua posterior exposição à LAOOH (Hb + LAOOH) levou a um aumento na morte celular, a oxidação do DCFH, formação de malonaldeído e fragmentação do DNA e que esses efeitos estavam relacionados com o grupo peróxido e ao heme presentes na Hb. Foi demonstrado que as células incubadas com LAOOH e Hb apresentaram um nível maior das lesões de DNA; 8-oxo-7,8-diidro-2 \'desoxiguanosina e 1,N2-etheno-2\'-desoxiguanosina. Além disso, as incubações com Hb levaram a um aumento nos níveis de ferro intracelular, e este alto nível de ferro correlacionada com a oxidação do DNA, avaliadas através da medida de sitios EndoIII e Fpg sensíveis. Nossos resultados comprovam que os LAOOHs apresentaram efeito citotóxico e genotóxico, mesmo em concentrações muito baixas, podendo contribuir para o desencadeamento de processos patologicos como o câncer e doenças cardiovasculares e neurodegenerativas. / The study of the process of lipid peroxidation has increased in recent years, mainly due to the involvement of lipid hydroperoxide (LOOH) in a series of pathological processes. The decomposition of LOOH is able to generate products that can promote damage to biomolecules, including proteins and DNA. In the present work, using linoleic acid hydroperoxide isotopically labeled with 18O2 (LA18O18OH), we demonstrate that these molecules were able to generate labeled singlet oxygen [18(1O2)] in cultured cells. The detection of such species was possible using a new methodology using an anthracene derivative .For this purpose we used the anthracene derivative of 3,3\'-(9,10-antracendiil) bisacrilate (DADB), whose specific reaction product with 1O2 (DADB endoperoxide DADBO2) can be easily detected by HPLC-MS/MS. In order to expand the understanding of the toxic effects of LOOH, we investigated the effect of these compounds generated intracellularly. For this porpoise, we used Rose Bengal (RB), a photosensitizer that has affinity for apolar spaces such as membranes and lysosomes. The photosensitization of this compound was able to induce cell death, and this death was related to increased formation of 1O2 and a higher accumulation of peroxides. In these studies we have shown that carotenoids and glutathione-dependent antioxidant systems were capable of protecting against the toxic effects of photosensitization in the presence of RB. Additionally, we evaluated the effects of hemoglobin (Hb) and linoleic acid hydroperoxide (LAOOH) in a series of toxicological endpoints such as cytotoxicity, redox status, lipid peroxidation and DNA damage. We demonstrated that preincubation of cells with Hb and its subsequent exposure to LAOOH (Hb + LAOOH) led to an increase in cell death, DCFH oxidation, formation of malonaldehyde and DNA fragmentation, and that these effects were related to the peroxide and the heme group. It was demonstrated that cells incubated with LAOOH and Hb showed a higher level of the DNA lesions, 8-oxo-7,8-dihydro-2\'deoxyguanosine and 1,N2-etheno-2\'-deoxyguanosine. Furthermore, incubations with Hb led to an increase in intracellular iron levels, and this high level of iron correlates with the oxidation of DNA, measured as EndoIII and Fpg-sensitive sites. Our results show that the LOOHs showed cytotoxic and genotoxic, even at very low concentrations and may contribute to the onset of chronic malignancies like cancer, cardiovascular and neurodegenerative diseases.

O oxigênio molecular eletronicamente excitado ao estado singlete 1&#916;g (1O2) é bastante reativo frente a moléculas orgânicas com alta densidade eletrônica. As reações do 1O2 com o ácido desoxirribonucleico (DNA) têm sido estudadas extensivamente, uma vez que, provocam lesões que têm sido relacionadas com diversos processos citotóxicos e patológicos. Esse trabalho visou estudar os mecanismos pelos quais ocorrem os processos de oxidação de bases do DNA por 1O2. Para isso, um parâmetro essencial foi a identificação dos produtos de oxidação gerados na reação dessa biomolécula com 1O2. Foi desenvolvida uma fonte de 1O2, com caráter não-iônico, preparada com oxigênio-18 molecular e a N,N\'-di(2,3-dihidroxipropil)-3,3\'-(1 ,4-naftilideno) dipropanamida (DHPN18O2 ). A fonte é capaz de gerar 1O2 isotopicamente marcado (18[1O2]). A incubação de DNA de timo de bezerro e células de fibroblastos com os endoperóxidos hidrofílicos do 3,3\'-(1 ,4-naftilideno)dipropanoato de sódio (NDPO2) e da N, N\'-di(2,3-dihidroxipropil)-3,3\' -( 1,4-naftilideno )dipropanamida (DHPNO2), como fontes puras de 1O2, mostrou que a 8-oxo-7,8-dihidro-2\'-desoxiguanosina (8-oxodGuo) é a lesão majoritária. Quando o DHPNO2 foi usado, níveis mais altos de 8-oxodGuo foram detectados devido ao seu maior rendimento de formação de 1O2 e por ser capaz de penetrar em células. O uso do DHPN 18O2 na incubação de células demonstrou que o 1O2 lesa diretamente o DNA nuclear e forma 8-oxodGuo com oxigênio-18 incorporado. A identificação dos principais produtos de oxidação da 8-oxodGuo por 1O2 ou 18[1O2] foi feita usando análises de HPLC e espectrometria de massas em tandem com ionização por electrospray. Dessa forma, a imidazolona, oxazolona e os diastereoisômeros da espiroiminodihidantoína marcados com oxigênio-18 foram detectados. Além disso, foi caracterizado um nucleosídeo modificado que exibe as características da guanidinohidantoína oxidada. O uso do EAS para captação de 1O2 em sistemas aquosos e detecção do produto EASO2 por HPLC e espectrometria de massas possibilitou mostrar que a decomposição espontânea de ONOO- não gerava 1O2. O trabalho desenvolvido contribuiu na elucidação de algumas propostas fundamentais para esclarecer os mecanismos que envolvem a geração do 1O2 e sua interação com o DNA. A compreensão desses processos é importante para desvendar fenômenos biológicos importantes como envelhecimento e câncer. / Singlet oxygen (1O2) exhibits a substantial reactivity towards electron-rich organic molecules. Since DNA damage has been related to aging, cancer and other cytotoxic effects, its reaction with 1O2 have been extensively studied. Although, the mechanism and products of these reactions are not yet completely elucidated. The aim of the present work was to study the mechanism of DNA oxidation by 1O2. Emphasis was placed on the identification of the main products generated by the reaction of 1O2 with DNA. For this purpose, we developed a water-soluble naphthalene endoperoxide, the DHPN18O2, whose thermodecomposition leads to the formation of isotopically labeled singlet oxygen (18[1O2]). Calf thymus DNA and fibroblast cells were incubated with the hydrophilic endoperoxides NDPO2 and DHPNO2, as chemical generators of pure 1O2. It was found that 8-oxodGuo is the major 1O2-mediated DNA damage product. In order to demonstrate that 1O2 is directly involved in the formation of 8-oxodGuo, the DHPN18O2 was used. Incubation of the cells with such a generator of 18[1O2] resulted in the formation of 18O-labeled 8-oxodGuo in the nuclear DNA, clearly demonstrating that 1O2, when released within cells, is able to directly oxidize cellular DNA. The qualitative identification of the 1O2-oxidation products of 8-oxodGuo was achieved using HPLC coupled to electrospray ionization tandem mass spectrometry. Thus, the [18O]-labeled and unlabeled imidazolone, oxazolone, together with the diastereoisomeric spiroiminodihydantoin nucleosides, were detected as the main degradation products. In addition, a modified nucleoside that exhibits similar features than those of the oxidized guanidinohydantoin molecule was also produced. In this way, we contributed in the elucidation of some proposals of great importance to clarify the mechanisms that are involved in the interaction of 1O2 with DNA.

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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.