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Contaminação de agrotóxicos na água para consumo humano no RS : avaliação de riscos, desenvolvimento e validação de método empregando SPE e LC-MS/MSZini, Luciano Barros January 2016 (has links)
Os agrotóxicos, quando presentes na água, são definidos como micropoluentes: mesmo em baixas concentrações, conferem à água características de toxicidade. Aponta-se o RS como o quarto estado do Brasil com maior volume de vendas anuais de agrotóxicos, chegando a mais de 50 mil toneladas por ano. Desde 2014 está em vigência no território gaúcho uma portaria estadual que acrescenta a exigência de 46 parâmetros de agrotóxicos no padrão de potabilidade da água, além dos 27 já exigidos pela portaria nacional. Neste trabalho, 89 pesticidas foram avaliados conforme três métodos teóricos de predição de risco de contaminação em mananciais subterrâneos e superficiais: índice Ground Ubiquity Score (GUS), método Screening da USEPA e método de GOSS, baseados nas propriedades físico-químicas dos pesticidas. Nos anos de 2015 e 2016, foram realizadas 143 coletas de água para consumo humano em 45 municípios da bacia hidrográfica do Alto Jacuí (G-50), a que possui a maior taxa de aplicação de agrotóxicos do estado, para análises de vigilância através de laboratório contratado, envolvendo os 89 pesticidas presentes na portaria nacional e estadual. Em paralelo, 183 pesticidas presentes em uma solução-padrão foram empregados no desenvolvimento de um novo método de análise multiresíduos, com etapas de pré-tratamento por filtração seguidas por extração em fase sólida e LC-MS/MS, aplicada para os três maiores municípios da G-50 (Carazinho, Soledade e Cruz Alta) em amostras de água bruta e tratada, durante quatro períodos de aplicação de agrotóxicos dos principais cultivos agrícolas da região. Dos pesticidas mencionados nas portarias nacional e estadual, 12 foram classificados com o maior risco de contaminação tanto em água superficial e subterrânea de acordo com os três métodos teóricos empregadas. Nas análises de vigilância foi detectado permetrina em Carazinho e alaclor em Espumoso. No método desenvolvido, 75 pesticidas foram validados de acordo com os critérios propostos e atingiram limites de detecção (LD) e limites de quantificação (LQ) que variaram de 10 a 300 ng L-1. Na aplicação do método nas coletas dos três municípios da G-50 não houve detecção de nenhum pesticida. / Agrochemicals, when present in water, are defined as micropollutants, thus giving the water toxic characteristics, even at low concentrations. The Rio Grande do Sul state in Brazil was found to rank fourth in annual agrochemical sales in the country, surpassing 50 thousand tons per year. A state regulation in effect in the RS state since 2014 requires the inclusion of 46 new agrochemical parameters concerning the standards for potable drinking water, in addition to 27 existing parameters mandated by national ordinance. Seventy-five pesticides were evaluated based on three theoretical methodologies of contamination risk prediction in underground and surface water sources, by measuring the physicochemical properties of pesticides: GUS index, USEPA screening method and Goss method. In 2015 and 2016, 143 water samples were collected from sources of potable water in 45 municipalities located in the Alto Jacuí river basin, a region which has the highest pesticide application rate in the RS state. A private laboratory analyzed samples from 89 pesticides present in the national and state regulation. Paralely, 183 pesticides were evaluated by a new multi-residue analysis method. Filtration was conducted in the pre-treatment steps, followed by a solid phase extraction liquid chromatography coupled with mass spectrometry analysis (SPE-LC-MS/MS) of raw and treated water samples from the three largest G-50 municipalities (Carazinho, Soledade and Cruz Alta), during the four pesticide application periods of the main crops cultivated in the region. Twelve pesticides were classified as of high risk in terms of contamination for both surface and groundwater, in accordance with the three theoretical methodologies implemented. During analysis of the surveillance data collected, the pesticides permethrin and alachlor were found in Carazinho and Espumoso, respectively. Through the methodology developed, 75 pesticides were evaluated according to the criteria proposed, reaching lower detection limit (LD) and quantification limit (LQ) ranging from 10 to 300 ng L-1, respectively. During the implementation of the methodology for sample collections in the three G-50 municipalities, no pesticides were detected.
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Contaminação de agrotóxicos na água para consumo humano no RS : avaliação de riscos, desenvolvimento e validação de método empregando SPE e LC-MS/MSZini, Luciano Barros January 2016 (has links)
Os agrotóxicos, quando presentes na água, são definidos como micropoluentes: mesmo em baixas concentrações, conferem à água características de toxicidade. Aponta-se o RS como o quarto estado do Brasil com maior volume de vendas anuais de agrotóxicos, chegando a mais de 50 mil toneladas por ano. Desde 2014 está em vigência no território gaúcho uma portaria estadual que acrescenta a exigência de 46 parâmetros de agrotóxicos no padrão de potabilidade da água, além dos 27 já exigidos pela portaria nacional. Neste trabalho, 89 pesticidas foram avaliados conforme três métodos teóricos de predição de risco de contaminação em mananciais subterrâneos e superficiais: índice Ground Ubiquity Score (GUS), método Screening da USEPA e método de GOSS, baseados nas propriedades físico-químicas dos pesticidas. Nos anos de 2015 e 2016, foram realizadas 143 coletas de água para consumo humano em 45 municípios da bacia hidrográfica do Alto Jacuí (G-50), a que possui a maior taxa de aplicação de agrotóxicos do estado, para análises de vigilância através de laboratório contratado, envolvendo os 89 pesticidas presentes na portaria nacional e estadual. Em paralelo, 183 pesticidas presentes em uma solução-padrão foram empregados no desenvolvimento de um novo método de análise multiresíduos, com etapas de pré-tratamento por filtração seguidas por extração em fase sólida e LC-MS/MS, aplicada para os três maiores municípios da G-50 (Carazinho, Soledade e Cruz Alta) em amostras de água bruta e tratada, durante quatro períodos de aplicação de agrotóxicos dos principais cultivos agrícolas da região. Dos pesticidas mencionados nas portarias nacional e estadual, 12 foram classificados com o maior risco de contaminação tanto em água superficial e subterrânea de acordo com os três métodos teóricos empregadas. Nas análises de vigilância foi detectado permetrina em Carazinho e alaclor em Espumoso. No método desenvolvido, 75 pesticidas foram validados de acordo com os critérios propostos e atingiram limites de detecção (LD) e limites de quantificação (LQ) que variaram de 10 a 300 ng L-1. Na aplicação do método nas coletas dos três municípios da G-50 não houve detecção de nenhum pesticida. / Agrochemicals, when present in water, are defined as micropollutants, thus giving the water toxic characteristics, even at low concentrations. The Rio Grande do Sul state in Brazil was found to rank fourth in annual agrochemical sales in the country, surpassing 50 thousand tons per year. A state regulation in effect in the RS state since 2014 requires the inclusion of 46 new agrochemical parameters concerning the standards for potable drinking water, in addition to 27 existing parameters mandated by national ordinance. Seventy-five pesticides were evaluated based on three theoretical methodologies of contamination risk prediction in underground and surface water sources, by measuring the physicochemical properties of pesticides: GUS index, USEPA screening method and Goss method. In 2015 and 2016, 143 water samples were collected from sources of potable water in 45 municipalities located in the Alto Jacuí river basin, a region which has the highest pesticide application rate in the RS state. A private laboratory analyzed samples from 89 pesticides present in the national and state regulation. Paralely, 183 pesticides were evaluated by a new multi-residue analysis method. Filtration was conducted in the pre-treatment steps, followed by a solid phase extraction liquid chromatography coupled with mass spectrometry analysis (SPE-LC-MS/MS) of raw and treated water samples from the three largest G-50 municipalities (Carazinho, Soledade and Cruz Alta), during the four pesticide application periods of the main crops cultivated in the region. Twelve pesticides were classified as of high risk in terms of contamination for both surface and groundwater, in accordance with the three theoretical methodologies implemented. During analysis of the surveillance data collected, the pesticides permethrin and alachlor were found in Carazinho and Espumoso, respectively. Through the methodology developed, 75 pesticides were evaluated according to the criteria proposed, reaching lower detection limit (LD) and quantification limit (LQ) ranging from 10 to 300 ng L-1, respectively. During the implementation of the methodology for sample collections in the three G-50 municipalities, no pesticides were detected.
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Contaminação de agrotóxicos na água para consumo humano no RS : avaliação de riscos, desenvolvimento e validação de método empregando SPE e LC-MS/MSZini, Luciano Barros January 2016 (has links)
Os agrotóxicos, quando presentes na água, são definidos como micropoluentes: mesmo em baixas concentrações, conferem à água características de toxicidade. Aponta-se o RS como o quarto estado do Brasil com maior volume de vendas anuais de agrotóxicos, chegando a mais de 50 mil toneladas por ano. Desde 2014 está em vigência no território gaúcho uma portaria estadual que acrescenta a exigência de 46 parâmetros de agrotóxicos no padrão de potabilidade da água, além dos 27 já exigidos pela portaria nacional. Neste trabalho, 89 pesticidas foram avaliados conforme três métodos teóricos de predição de risco de contaminação em mananciais subterrâneos e superficiais: índice Ground Ubiquity Score (GUS), método Screening da USEPA e método de GOSS, baseados nas propriedades físico-químicas dos pesticidas. Nos anos de 2015 e 2016, foram realizadas 143 coletas de água para consumo humano em 45 municípios da bacia hidrográfica do Alto Jacuí (G-50), a que possui a maior taxa de aplicação de agrotóxicos do estado, para análises de vigilância através de laboratório contratado, envolvendo os 89 pesticidas presentes na portaria nacional e estadual. Em paralelo, 183 pesticidas presentes em uma solução-padrão foram empregados no desenvolvimento de um novo método de análise multiresíduos, com etapas de pré-tratamento por filtração seguidas por extração em fase sólida e LC-MS/MS, aplicada para os três maiores municípios da G-50 (Carazinho, Soledade e Cruz Alta) em amostras de água bruta e tratada, durante quatro períodos de aplicação de agrotóxicos dos principais cultivos agrícolas da região. Dos pesticidas mencionados nas portarias nacional e estadual, 12 foram classificados com o maior risco de contaminação tanto em água superficial e subterrânea de acordo com os três métodos teóricos empregadas. Nas análises de vigilância foi detectado permetrina em Carazinho e alaclor em Espumoso. No método desenvolvido, 75 pesticidas foram validados de acordo com os critérios propostos e atingiram limites de detecção (LD) e limites de quantificação (LQ) que variaram de 10 a 300 ng L-1. Na aplicação do método nas coletas dos três municípios da G-50 não houve detecção de nenhum pesticida. / Agrochemicals, when present in water, are defined as micropollutants, thus giving the water toxic characteristics, even at low concentrations. The Rio Grande do Sul state in Brazil was found to rank fourth in annual agrochemical sales in the country, surpassing 50 thousand tons per year. A state regulation in effect in the RS state since 2014 requires the inclusion of 46 new agrochemical parameters concerning the standards for potable drinking water, in addition to 27 existing parameters mandated by national ordinance. Seventy-five pesticides were evaluated based on three theoretical methodologies of contamination risk prediction in underground and surface water sources, by measuring the physicochemical properties of pesticides: GUS index, USEPA screening method and Goss method. In 2015 and 2016, 143 water samples were collected from sources of potable water in 45 municipalities located in the Alto Jacuí river basin, a region which has the highest pesticide application rate in the RS state. A private laboratory analyzed samples from 89 pesticides present in the national and state regulation. Paralely, 183 pesticides were evaluated by a new multi-residue analysis method. Filtration was conducted in the pre-treatment steps, followed by a solid phase extraction liquid chromatography coupled with mass spectrometry analysis (SPE-LC-MS/MS) of raw and treated water samples from the three largest G-50 municipalities (Carazinho, Soledade and Cruz Alta), during the four pesticide application periods of the main crops cultivated in the region. Twelve pesticides were classified as of high risk in terms of contamination for both surface and groundwater, in accordance with the three theoretical methodologies implemented. During analysis of the surveillance data collected, the pesticides permethrin and alachlor were found in Carazinho and Espumoso, respectively. Through the methodology developed, 75 pesticides were evaluated according to the criteria proposed, reaching lower detection limit (LD) and quantification limit (LQ) ranging from 10 to 300 ng L-1, respectively. During the implementation of the methodology for sample collections in the three G-50 municipalities, no pesticides were detected.
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Ocorrência de antibióticos e estudo de resistência microbiana em sistemas aquaculturais do Rio Paraná, Reservatório de Ilha Solteira, na região de Santa Fé do Sul, estado de São Paulo / Occurrence of antibiotics and antimicrobial resistance study in aquaculture systems in Paraná River, Ilha Solteira reservoir, in Santa Fé do Sul area, Sao Paulo stateMonteiro, Sérgio Henrique 06 June 2014 (has links)
A aquicultura teve um aumento significativo em todo o mundo nos últimos anos. Muitas classes de antimicrobianos são usadas na aquicultura para o tratamento de infecções causadas por bactérias patogênicas. Entretanto, a contaminação do ambiente, do alimento e a ocorrência de resistência microbiana decorrentes da intensa utilização dos antimicrobianos são motivos de preocupação. Com o objetivo de se saber a ocorrência de antimicrobianos e possíveis formação de resistência microbiana em pisciculturas paulistas, um método rápido, sensível e simples de extração em fase sólida acoplada à cromatografia líquida e espectrometria de massas sequencial (SPE-LC-MS/MS), foi desenvolvido e validado para a determinação simultânea de 12 antimicrobianos (oxitetraciclina, tetraciclina, clortetraciclina, ciprofloxacina, enrofloxacina, sarafloxacina, norfloxacina, florfenicol, cloranfenicol, sulfatizol, sulfadimetoxina e sulfametazina) em água superficial e sedimento. Outro método, utilizando LC-MS/MS, foi elaborado para a determinação dos antimicrobianos em peixes. Paralelamente, também, foi avaliada a seleção de resistência microbiana dessas classes de antimicrobianos em peixe. Os antimicrobianos foram extraídos do sedimento com acetonitrila e tampão citrato, a fase orgânica foi eliminada e a purificação do extrato realizada com cartuchos SPE Strata SAX 500 mg Phenomenex. Os extratos de sedimento e as amostras de água (sem pré-tratamento) foram injetadas em um sistema analítico, pela primeira vez utilizado no Brasil, que consistia em uma pré-concentração com um amostrador automático equipado com um loop de 900 ?L, uma válvula usada para alternar entre os modos de carregamento ou eluição, duas bombas e um sistema de MS/MS. Os extratos de peixe foram purificados por filtração utilizando cartuchos Captiva ND. Sulfadimetoxina-d6 foi utilizado como padrão interno para aferir a precisão dos resultados. Os métodos desenvolvidos foram validados baseados na decisão da União Europeia 2002/657/CE. As amostras foram coletadas de 4 pisciculturas localizadas na represa da usina hidrelétrica de Ilha Solteira, Brasil. Foram feitas 4 amostragens no período de abril de 2013 a janeiro de 2014, totalizando 144 amostras de água, 144 de sedimento e 126 amostras de peixe. Resíduos de oxitetraciclina, tetraciclina e clortetraciclina foram encontrados em sedimentos e oxitetraciclina, tetraciclina e florfenicol foram identificados nas amostras de água e peixe; à medida que aumentava a distância dos tanques e o tamanho do peixe as quantidades encontradas nas amostras diminuíam. Isolou-se bactérias resistentes a quinolonas, tetraciclinas, sulfonamidas em 36 cepas e o índice de resistência múltipla a antibióticos (MAR), variou entre 0 e 0,86, ou seja, cepas sensíveis a 100% dos antimicrobianos testados e outras resistentes a 86%. De acordo com os resultados encontrados considera-se que ações mais restritivas são necessárias quanto ao uso intensivo de antibióticos na produção de peixes / The aquiculture has had a sharp increase worldwide in the last years. Many classes of antibiotics have been used in aquaculture to treat infections caused by a number of pathogenic bacteria. However, environmental and food contamination and bacterial resistance are the main concerns arisen by these intense uses. In order to know the occurrence of antibiotics and possible antimicrobial resistance in fish farms in São Paulo, a fast, sensitive, and simple on-line solid phase extraction to liquid chromatography-tandem mass spectrometry (SPE-LC-MS/MS) was developed and validated for simultaneous assessment of 12 drugs (chloramphenicol, florfenicol, oxytetracycline, tetracycline, chlortetracycline, sulfadimethoxine, sulfathiazole, sulfamethazine, enrofloxacin, ciprofloxacin, norfloxacin, and sarafloxacin) in surface water and sediment. Another method using LC-MS/MS was elaborated to determine antibiotics in fish. In parallel, the selection of antimicrobial resistance of these classes of antibiotics in fish was evaluated. The antibiotics were extracted from sediment with acetonitrile and citric buffer, the organic phase was eliminated and the clean-up was made by Strata SAX 500 mg of Phenomenex. The water phase of sediment and water samples (without pre-treatment) was injected in the analytical system, which consisted of a pre-concentration with an automated liquid sampler fitted with a 900 ?L injection loop; a valve is used to switch between the load or elution modes, a pair of pumps and a MS/MS system, it is the first time that this system is used in Brazil. The fish extracts were cleaned by filtration by Captiva cartridges. Sulfadimethoxine-d6 was used as an internal standard to obtain more reliable results. The developed method was validated based in the European Union Decision 2002/657/EC. The samples were collected from 4 fish farms located in Ilha Solteira hydroelectric dam, Brazil. Four sampling were made in the period April/2013 until January/2014, totalizing 144 samples of water and sediment and 126 fish samples. Residues of oxytetracycline, tetracycline and chlortetracycline, were found in sediment and oxytetracycline, tetracycline, and florfenicol have been identified in water and fish samples, with increasing distance from the tanks and the size of the fishs the quantities of residue found in the samples decreased. Bacteria were resistant to quinolones, tetracyclines, sulfonamides in 36 strains and the multiple antibiotic resistance index (MAR) values ranged between 0 and 0.86, that is, strains with a sensitivity of 100% to the tested antimicrobials and others resistant of 86% to the tested antimicrobials. According to the results it is believed that more stringent measures are needed concerning the intensive use of antibiotics in fish production
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Ocorrência de antibióticos e estudo de resistência microbiana em sistemas aquaculturais do Rio Paraná, Reservatório de Ilha Solteira, na região de Santa Fé do Sul, estado de São Paulo / Occurrence of antibiotics and antimicrobial resistance study in aquaculture systems in Paraná River, Ilha Solteira reservoir, in Santa Fé do Sul area, Sao Paulo stateSérgio Henrique Monteiro 06 June 2014 (has links)
A aquicultura teve um aumento significativo em todo o mundo nos últimos anos. Muitas classes de antimicrobianos são usadas na aquicultura para o tratamento de infecções causadas por bactérias patogênicas. Entretanto, a contaminação do ambiente, do alimento e a ocorrência de resistência microbiana decorrentes da intensa utilização dos antimicrobianos são motivos de preocupação. Com o objetivo de se saber a ocorrência de antimicrobianos e possíveis formação de resistência microbiana em pisciculturas paulistas, um método rápido, sensível e simples de extração em fase sólida acoplada à cromatografia líquida e espectrometria de massas sequencial (SPE-LC-MS/MS), foi desenvolvido e validado para a determinação simultânea de 12 antimicrobianos (oxitetraciclina, tetraciclina, clortetraciclina, ciprofloxacina, enrofloxacina, sarafloxacina, norfloxacina, florfenicol, cloranfenicol, sulfatizol, sulfadimetoxina e sulfametazina) em água superficial e sedimento. Outro método, utilizando LC-MS/MS, foi elaborado para a determinação dos antimicrobianos em peixes. Paralelamente, também, foi avaliada a seleção de resistência microbiana dessas classes de antimicrobianos em peixe. Os antimicrobianos foram extraídos do sedimento com acetonitrila e tampão citrato, a fase orgânica foi eliminada e a purificação do extrato realizada com cartuchos SPE Strata SAX 500 mg Phenomenex. Os extratos de sedimento e as amostras de água (sem pré-tratamento) foram injetadas em um sistema analítico, pela primeira vez utilizado no Brasil, que consistia em uma pré-concentração com um amostrador automático equipado com um loop de 900 ?L, uma válvula usada para alternar entre os modos de carregamento ou eluição, duas bombas e um sistema de MS/MS. Os extratos de peixe foram purificados por filtração utilizando cartuchos Captiva ND. Sulfadimetoxina-d6 foi utilizado como padrão interno para aferir a precisão dos resultados. Os métodos desenvolvidos foram validados baseados na decisão da União Europeia 2002/657/CE. As amostras foram coletadas de 4 pisciculturas localizadas na represa da usina hidrelétrica de Ilha Solteira, Brasil. Foram feitas 4 amostragens no período de abril de 2013 a janeiro de 2014, totalizando 144 amostras de água, 144 de sedimento e 126 amostras de peixe. Resíduos de oxitetraciclina, tetraciclina e clortetraciclina foram encontrados em sedimentos e oxitetraciclina, tetraciclina e florfenicol foram identificados nas amostras de água e peixe; à medida que aumentava a distância dos tanques e o tamanho do peixe as quantidades encontradas nas amostras diminuíam. Isolou-se bactérias resistentes a quinolonas, tetraciclinas, sulfonamidas em 36 cepas e o índice de resistência múltipla a antibióticos (MAR), variou entre 0 e 0,86, ou seja, cepas sensíveis a 100% dos antimicrobianos testados e outras resistentes a 86%. De acordo com os resultados encontrados considera-se que ações mais restritivas são necessárias quanto ao uso intensivo de antibióticos na produção de peixes / The aquiculture has had a sharp increase worldwide in the last years. Many classes of antibiotics have been used in aquaculture to treat infections caused by a number of pathogenic bacteria. However, environmental and food contamination and bacterial resistance are the main concerns arisen by these intense uses. In order to know the occurrence of antibiotics and possible antimicrobial resistance in fish farms in São Paulo, a fast, sensitive, and simple on-line solid phase extraction to liquid chromatography-tandem mass spectrometry (SPE-LC-MS/MS) was developed and validated for simultaneous assessment of 12 drugs (chloramphenicol, florfenicol, oxytetracycline, tetracycline, chlortetracycline, sulfadimethoxine, sulfathiazole, sulfamethazine, enrofloxacin, ciprofloxacin, norfloxacin, and sarafloxacin) in surface water and sediment. Another method using LC-MS/MS was elaborated to determine antibiotics in fish. In parallel, the selection of antimicrobial resistance of these classes of antibiotics in fish was evaluated. The antibiotics were extracted from sediment with acetonitrile and citric buffer, the organic phase was eliminated and the clean-up was made by Strata SAX 500 mg of Phenomenex. The water phase of sediment and water samples (without pre-treatment) was injected in the analytical system, which consisted of a pre-concentration with an automated liquid sampler fitted with a 900 ?L injection loop; a valve is used to switch between the load or elution modes, a pair of pumps and a MS/MS system, it is the first time that this system is used in Brazil. The fish extracts were cleaned by filtration by Captiva cartridges. Sulfadimethoxine-d6 was used as an internal standard to obtain more reliable results. The developed method was validated based in the European Union Decision 2002/657/EC. The samples were collected from 4 fish farms located in Ilha Solteira hydroelectric dam, Brazil. Four sampling were made in the period April/2013 until January/2014, totalizing 144 samples of water and sediment and 126 fish samples. Residues of oxytetracycline, tetracycline and chlortetracycline, were found in sediment and oxytetracycline, tetracycline, and florfenicol have been identified in water and fish samples, with increasing distance from the tanks and the size of the fishs the quantities of residue found in the samples decreased. Bacteria were resistant to quinolones, tetracyclines, sulfonamides in 36 strains and the multiple antibiotic resistance index (MAR) values ranged between 0 and 0.86, that is, strains with a sensitivity of 100% to the tested antimicrobials and others resistant of 86% to the tested antimicrobials. According to the results it is believed that more stringent measures are needed concerning the intensive use of antibiotics in fish production
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Development and validation of a LC-MS/MS method for analysis of perfluorooctanesulfonic acid and perfluorooctaonic acid in liver organoid mediaHeggebø Rolfsen, Sandra January 2024 (has links)
Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are organic synthetic compounds used in several industries because of their unique properties and thermal and chemical stability. Perfluorooctanesulfonic acid (PFOS) and perfluorooctaonic acid (PFOA) are two of the most prominent PFAS that are undegradable and accumulate in nature. To study the impact of PFOS and PFOA on the liver in a controlled environment, organoids can be used. A sensitive and selective LC-MS/MS method for individual and simultaneous analysis of PFOS and PFOA in liver organoid media and equipment used in organoid analyses was developed. For detection of low concentrations, ability to analyse complex organoid samples, and limit background contamination, a solid phase extraction (SPE) column, automatic filter (AFFL) and a trap column was included. The AFFL-SPE-LC-MS/MS was optimised efficiently through Design of Experiment (DoE) regarding the loading phase in the LC and six MS parameters for PFOS and PFOA. Validation was controlled against Eurachem’s guideline showing high sensitivity, detecting LOD at 6 pg/mL. The method demonstrated high repeatability with an RSD below 8 % for most samples. Simultaneous analysis of PFOS and PFOA demonstrated high selectivity. Nevertheless, the method showed low intermediate precision and varying reliability, as well as persistent background contamination limiting detection of lower concentrations. The method was fit for purpose and allowed rapid analysis of PFOS and PFOA in organoid media and equipment used in organoid analyses. Result from studies of PFAS in liver organoids through analysis with this method can aid in understanding the connection between PFAS and metabolic diseases. / Populärvetenskaplig sammanfattning Per- och polyfluorerade alkylsubstanser (PFAS) är en grupp av människoskapta, syntetiska ämnen med unika egenskaper. Dessa egenskaper gör att de är olja- och vattenavvisande, och har många applikationsområden. De finns i textiler, livsmedelsförpackningar, brandsläckningsskum och andra industriprodukter. De är väldigt termiskt och kemisk stabila, vilket gör att de inte bryts ner och därmed ackumulerar i miljön. Flera studier har också visat koppling mellan PFAS och många kroniska sjukdomar, som hormonstörningar, cancer, immunsuppression och metabolt associerad fettlever (MAFLD, tidigare nonalkoholisk fettlever (NAFLD)). Kopplingen mellan MAFLD och PFAS har fått mycket uppmärksamhet då levern har visats sig vara ett målorgan för PFAS. Eftersom PFAS är ihärdiga, har ett komplicerat spridningsbeteende och ackumulerar i naturen är det svårt att studera kopplingen mellan MAFLD och PFAS i en kontrollerad miljö. För att studera effekten av PFAS kan man använda organoider, laboratorieodlade 3D modeller gjord från stamceller för att imitera ett äkta organ. Någon av de mest omtalade PFAS ämnen är perfluoroktansyra (PFOA) och perfluoroktansulfonat (PFOS), vilket är fokus för detta arbete. Leverorganoiderna kan utsättas för PFOS och PFOA, och mediet de ligger i kan extraheras och studeras med konventionella analytiska metoder för att få en bild av hur PFAS påverkar levern. I detta arbete vill analysen ske via vätskekromatografi med masspektrometri som detektion (LC-MS/MS). Med LC-MS/MS separeras den studerade molekylen, analyten från lösningen baserat på dess kemiska egenskaper. Analyten detekteras baserat på dess massa, mer bestämd massa/laddning-fördelningen (m/z). För att anpassa LC-MS metoden till injektion av komplexa organoidprover inkluderades ett automatiskt filter (AFFL) samt ett extra automatiskt separationssteg med en kolonn med fastfasextraktion (SPE). I övrigt ger SPE möjligheten att små mängder PFAS kan uppkoncentreras och fokuseras på kolonnen, vilket ger en sensitiv metod som kan detektera låga koncentrationer. SPE och AFFL implementerades båda för att bättre kunna separera och detektera PFOS och PFOA från andra ämnen, samt filtrera bort föroreningar och stora molekyler som kan skada LC-MS/MS instrumentet i längden. Då PFAS hopar upp sig i vår omgivning, visade det sig att kontamination av PFAS från systemet blev en utmaning under metodutvecklingen. Därför implementerades PFAS fritt utstyr, samt en extra kolonn för att fånga PFAS från systemet och på så sätt minska bakgrundskontaminationen som detekterades. AFFL-SPE-LC-MS/MS metoden optimerades via en maskininlärningsbaserad optimeringsmetod baserad på parametrar i LC och MS. Metoden baserar sig på att, med tre värden för varje parameter, uppger programmet ett antal experiment som måste utföras för att kunna beräkna ett optimalt värde för varje parameter. Med resultatet från experimenten kan modellen matematiskt, genom en Bayes baserat Gaussian modell, uppskatta optimala värden för metoden. På så sätt kunde metoden optimeras systematiskt och tidseffektivt. Innan rutinanvändning måste den optimerade metoden valideras. Validering blev gjord genom at följa Eurachem’s riktlinjer. Metoden visade hög repeterbarhet, selektivitet och riktighet. Den har hög sensitivitet, och kan detektera låga mängder, men bakgrundskontaminationen kunde inte elimineras totalt, och gör att man måste korrigera för detta i rutinanalyser. Komplexiteten av AFFL-SPE-LC-MS/MS med flera kolonner och filter gjorde att metoden visade låg robusthet och behövde justeras ofta. AFFL-SPE-LC-MS/MS metoden gör det möjligt att snabbt studera PFOS och PFOA i leverorganoider och utstyr använt i organoidanalyser, och kan bidra i forskningen för att bättre förstå hur PFAS påverkar levern. / Health Effects of Persistent Organic Pollutants
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Monitoring anti-infectives and antibiotic resistance genes : with focus on analytical method development, effects of antibiotics and national perspectivesKhan, Ghazanfar Ali January 2012 (has links)
Antibiotics are biologically active and are globally used in humans and animal medicine for treatment and in sub-therapeutic amounts as growth promoters in animal husbandry, aquaculture and agriculture. After excretion, inappropriate disposal and discharge from drug production facilities they enter into water bodies either as intact drugs, metabolites or transformed products. In water environments they promote development of antibiotic resistance genes (ARGs) which could serve as a reservoir and be horizontally transferred to human-associated bacteria and thus contribute to AR proliferation. Measurement of antibiotics has been revolutionized with the usage of solid phase extraction (SPE) for enrichment followed by Liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS). On-line SPE coupled to LC-MS/MS has the advantages of high sample throughput, low sample preparation time and minimal solvent utilization. Constructed wetlands (CWs) are potential alternatives to conventional treatment plants to remove organic pollutants. A study at Plönninge, Halmstad was performed to assess the impact of bacterial community pattern and development of resistance in spiked (n=4) and control (n=4). CWs were spiked with antibiotics at environmentally relevant concentrations continuously for 25 days. Shannon Index (H’) were used to determine the bacterial diversity and real-time PCR detected and quantified antibiotic resistance genes (ARGs) sulI, tetA, tetB, erm, dfrA1, qnrS and vanB and class 1 integrons intI1. No significant differences in bacterial compositions or in ARGs or integron concentrations could be discerned between exposed and control wetlands. A study conducted in Northern Pakistan showed that the antibiotic levels in most studied rivers were comparable to surface water measurements in unpolluted sites in Europe and the US. However, high levels of antibiotics were detected in the river in close vicinity of the 10 million city Lahore, e.g. 4600 ng L−1 sulfamethoxazole. Highest detected levels were at one of the drug formulation facilities, with measured levels up to 49000 ng L−1 of sulfamethoxazole for example. The highest levels of ARGs detected, sul1 and dfrA1, were directly associated with the antibiotics detected at the highest concentrations, sulfamethoxazole and trimethoprim. In the study in UK, sewage epidemiology surveillance is used to measure the oseltamivir carboxylate (OC), metabolite of oseltamivir (parent drug) in twenty four time proportional hourly influent samples from two WWTPs and then back-calculations were made to assess the compliance of drug. Predicted users of oseltamivir, based on measured OC in waste water, ranged from 3-4 and 120-154 people for the two WWTP catchments, respectively, which are consistent with the projected use from national antiviral allocation statistics, 3-8 and 108-270, respectively. Scenario analysis suggests compliance was likely between 45-60% in the study regions.
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