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Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

An environmentally friendly, rapid and cost effective analytical procedure based on dispersive liquid-liquid microextraction was developed for the determination of six tetracyclines (TCs) in meat destined for human consumption. Meat extracts were analyzed for TCs using a sensitive and selective analytical technique, liquid chromatography tandem mass spectrometry. Various influencing factors on the extraction, separation and determination of TCs such as pH of mobile phases, type and volume of disperser solvent, type and volume of extraction solvent and sample pH were optimized. Validation parameters such as calibration function, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), detection capability (CCα), decision limit (CCβ), accuracy and precision were established according to EU commission decision 2002/657/EC. Linearity in the range of 25-200 μg kg-1 was obtained with regression coefficients ranging from 0.9991 to 0.9998. Recoveries of spiked blank muscle samples at three levels (i.e. 50, 100 and 150 μg kg-1) ranged from 80 to 101% and reproducibility was between 2 and 7%. The LODs and LOQs ranged from 2.22 to 3.59 μg kg-1 and from 7.38 to 11.49 μg kg-1 respectively. The CCα ranged from 105 to 111 μg kg-1 while CCβ ranged from 107 to 122 μg kg-1. The proposed method compared well with the dispersive solid phase extraction method and was successfully applied to the determination of TCs in meat samples. Some of the thirty bovine muscle samples obtained from local abattoirs and butcheries were found to contain two tetracycline antibiotics residues (chlortetracycline and oxytetracycline) with oxytetracycline being the most commonly detected. The concentration levels of the TC residues detected in the eleven bovine muscle samples were between 12.4 and 68.9 μg kg-1, levels that are lower than the European Union set maximum residue level (MRL) of 100 μg kg-1 hence the meat was fit for human consumption. / Chemistry / M. Sc. (Chemistry)

Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2016-12-22T16:50:04Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-12-22T16:50:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente trabalho buscou investigar a formação da placa de aterosclerose através de caracterização da autofluorescência do tecido e do plasma na presença de marcadores fluorescentes. Para realizar o estudo, coelhos foram divididos em dois grupos: um grupo controle onde os animais foram submetidos a uma dieta normal e um grupo experimental onde os animais foram submetidos a uma dieta hipercolesterolêmica. Foram realizadas duas experimentações animais: na primeira os animais foram sendo eutanasiados ao longo do experimento e suas artérias foram coletadas. Na segunda os animais foram acompanhados por no máximo 80 dias. Durante o experimento apenas o sangue foi coletado e os animais foram eutanasiados no final do experimento. Dois marcadores fluorescentes foram utilizados no trabalho: o complexo európio-clorotetraciclina (EuCTc) e o corante tioflavina T (ThT). Analisouse inicialmente a fluorescência dos marcadores na presença do plasma dos coelhos tanto para o grupo controle, quanto para o grupo experimental em função dos tempos de dieta. Para o complexo EuCTc observou-se duas bandas de emissão, com excitação em 400 nm, uma característica da clorotetraciclina, em 515 nm e uma em 617 nm característica do íon európio. A análise da banda do íon európio indicou um incremento da banda de emissão do complexo na presença do plasma do grupo experimental em relação ao grupo controle. Para o corante ThT também foi observado um aumento na banda de emissão em 480 nm, com excitação em 413 nm, para o grupo experimental em comparação com o grupo controle. A potencialidade de utilização do complexo EuCTc e EuCTcMg (EuCTc na presença do íon magnésio) para marcação da placa de aterosclerose nas artérias, foi estudada através da análise de microscopia de fluorescência. Observou-se que a emissão do complexo melhora muito a visualização da placa quando comparada com a autofluorescência. Observou-se, através de microscopia de tempo de vida de fluorescência, que há uma transferência de energia entre os fluoróforos presentes na placa e os complexos EuCTc e EuCTcMg. Essa transferência de energia ocasionou em uma diminuição drástica no tempo de vida de fluorescência dos fluoróforos nessa região. Por fim, estudou-se a geração de segundo harmônico do colágeno na placa de aterosclerose, sendo obtidas diferenças na quantidade e organização do colágeno para os diferentes grupos experimentais. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

O crescimento da população mundial e a expansão industrial são fatores que atualmente desencadeiam um aumento no consumo de produtos e geração de resíduos. Frequentemente utilizados na medicina tradicional e veterinária, os antibióticos são classificados como uma classe emergente de poluentes, pois, devido à sua baixa taxa de degradação e à ineficácia dos sistemas de tratamentos de água, encontram-se disseminados no meio ambiente e nos alimentos. Em consequência desse fato, estudos para o desenvolvimento de novos materiais e métodos que removam estes contaminantes utilizando menor quantidade de consumíveis químicos e a baixo custo, têm sido um campo em desenvolvimento na química analítica. Inserido nesse contexto encontra-se o grafeno, que devido à sua estrutura de anéis aromáticos com elétrons π deslocalizados e elevada área superficial (3600 m2/g), pode favorecer fenômenos de sorção, elevando a eficiência na extração de contaminantes presentes em matrizes complexas. O objetivo do projeto foi sintetizar e caracterizar novas fases sorventes à base de grafeno para atuar no preparo da amostra avaliando a eficácia destas na remoção de tetraciclinas presentes em leite. Para isso, utilizou-se da microextração por sorvente empacotado MEPS como método de preparo de amostra com posterior análise por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas HPLC-MS/MS. A caracterização dos materiais foi feita através de microscopia eletrônica de varredura MEV e espectroscopia vibracional na região do infravermelho IV revelando eficácia na síntese das folhas de óxido de grafeno, assim como, no recobrimento das partículas de sílica com os novos materiais. Foram avaliadas as fases extratoras: G, GO-SIL, G-Sil e C18-G-Sil com relação a eficiência na extração das tetraciclinas. A fase G-Sil mostrou-se a mais apropriada para continuidade do estudo, pois apresentou os melhores resultados. Com o objetivo de otimizar a etapa de preparo de amostra, foi feito um planejamento fatorial fracionário 24-1 avaliando as variáveis químicas: solvente de eluição, força iônica, pH da solução de lavagem e inclusão de EDTA na solução tampão de Mcllvaine (pH 4.2). Posteriormente foi feito um planejamento fatorial completo 23 visando a otimização dos ciclos de extração da MEPS, possibilitando determinar a condição ótima de extração do método. Baseando-se no documento: ICH - Q2 (R1) guideline, a metodologia foi submetida a testes para avaliar as figuras de mérito referentes a validação analítica. O método apresentou faixa linear de 15 - 110 µg/L, LQ entre 0,05 e 0,9 µg/L e boa seletividade. A precisão foi avaliada intra e inter-dia apresentando desvio padrão relativo - RSD abaixo de 18%. Ao final do desenvolvimento do estudo foram analisadas onze amostras reais incluindo leite bovino, caprino, ovino e leite em pó. A aplicação em amostras de diferentes espécies reforça a versatilidade do método desenvolvido, além de evidenciar o elevado potencial dos novos materiais de grafeno para atuar como sorvente no preparo da amostra. / Nowadays, the rise of world population and industrial expansion are leading to an increase in consumption and consequently waste generation. Large quantities of chemical residues are released into the environment affecting humans and wildlife. Among these residues, antibiotics used in medicine and veterinary are classified as an emerging contaminant due to their low degradation rate, ineffectiveness of wastewater treatment and consequently water and food contamination. An effort has been made to develop microextraction techniques to remove these drugs using reduce volume of solvent and chemical consumable and researches of new sorbent phases are increasing due the high potential to improve these microextraction techniques. Recent studies pinpoint graphene (G) as an effectively sorbent phase to act in sample preparation. G has a structure composed by carbon nanosheets arranged in a honeycomb pattern with large surface area (3600 m2 /g) and delocalized π-electrons system that suggests good interaction between them and contaminants compounds such as veterinary drugs, pesticides, personal care products etc. This study focuses to evaluate sorbent phases based upon graphene particle supported on silica to analyze Tetracycline residues present in milk. For this purpose, was used microextraction by packed sorbent - MEPS as sample preparation method with analysis by liquid chromatography and mass spectrometry. The characterization of synthesized materials was performed by scanning electron microscopy - SEM and vibrational spectroscopy in infrared region - FTIR. The results suggest that synthesis of graphene\'s particles as well as the coating of silica surface with these materials were both performed. To evaluate extraction efficiency each sorbent material: GO-Sil, G-Sil, G, C18-GO-Sil were tested in MEPS and confronted to commercial phases: C8 and C18. By the results, G-Sil was choose to application as sorbent phase. MEPS extractions were optimized and the effect of some factors was investigated by application of experimental design. Firstly, a factorial experimental design 2(4-1) was executed to evaluate chemistry variables such as elution solvent, washing solution, media ionic strength and inclusion of EDTA salt in Mcllvaine solution. After, an experimental design 23 was made in order to estimate the cycles of MEPS extraction like sampling, washing and elution steps. By the results, an optimized extraction conditional was achieved and evaluation of validation parameters was carried out on sequence based on the ICH - Q2 (R1) guide. The method showed linearity ranging from 15 - 110 µg/L, LOQ values from 0,05 to 0,9 µg/L and good selectivity. Precision showed relative standard deviation RSD less than 18% to intra and inter-day analysis. The developed method was applied in analysis of eleven milk samples including bovine, caprine and ovine milk and milk powder. Application in samples from different species enhances the versatility of this analytical method and show the great potential for graphene\'s particles to act as sorbent phase in sample preparation.

O crescimento da população mundial e a expansão industrial são fatores que atualmente desencadeiam um aumento no consumo de produtos e geração de resíduos. Frequentemente utilizados na medicina tradicional e veterinária, os antibióticos são classificados como uma classe emergente de poluentes, pois, devido à sua baixa taxa de degradação e à ineficácia dos sistemas de tratamentos de água, encontram-se disseminados no meio ambiente e nos alimentos. Em consequência desse fato, estudos para o desenvolvimento de novos materiais e métodos que removam estes contaminantes utilizando menor quantidade de consumíveis químicos e a baixo custo, têm sido um campo em desenvolvimento na química analítica. Inserido nesse contexto encontra-se o grafeno, que devido à sua estrutura de anéis aromáticos com elétrons π deslocalizados e elevada área superficial (3600 m2/g), pode favorecer fenômenos de sorção, elevando a eficiência na extração de contaminantes presentes em matrizes complexas. O objetivo do projeto foi sintetizar e caracterizar novas fases sorventes à base de grafeno para atuar no preparo da amostra avaliando a eficácia destas na remoção de tetraciclinas presentes em leite. Para isso, utilizou-se da microextração por sorvente empacotado MEPS como método de preparo de amostra com posterior análise por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas HPLC-MS/MS. A caracterização dos materiais foi feita através de microscopia eletrônica de varredura MEV e espectroscopia vibracional na região do infravermelho IV revelando eficácia na síntese das folhas de óxido de grafeno, assim como, no recobrimento das partículas de sílica com os novos materiais. Foram avaliadas as fases extratoras: G, GO-SIL, G-Sil e C18-G-Sil com relação a eficiência na extração das tetraciclinas. A fase G-Sil mostrou-se a mais apropriada para continuidade do estudo, pois apresentou os melhores resultados. Com o objetivo de otimizar a etapa de preparo de amostra, foi feito um planejamento fatorial fracionário 24-1 avaliando as variáveis químicas: solvente de eluição, força iônica, pH da solução de lavagem e inclusão de EDTA na solução tampão de Mcllvaine (pH 4.2). Posteriormente foi feito um planejamento fatorial completo 23 visando a otimização dos ciclos de extração da MEPS, possibilitando determinar a condição ótima de extração do método. Baseando-se no documento: ICH - Q2 (R1) guideline, a metodologia foi submetida a testes para avaliar as figuras de mérito referentes a validação analítica. O método apresentou faixa linear de 15 - 110 µg/L, LQ entre 0,05 e 0,9 µg/L e boa seletividade. A precisão foi avaliada intra e inter-dia apresentando desvio padrão relativo - RSD abaixo de 18%. Ao final do desenvolvimento do estudo foram analisadas onze amostras reais incluindo leite bovino, caprino, ovino e leite em pó. A aplicação em amostras de diferentes espécies reforça a versatilidade do método desenvolvido, além de evidenciar o elevado potencial dos novos materiais de grafeno para atuar como sorvente no preparo da amostra. / Nowadays, the rise of world population and industrial expansion are leading to an increase in consumption and consequently waste generation. Large quantities of chemical residues are released into the environment affecting humans and wildlife. Among these residues, antibiotics used in medicine and veterinary are classified as an emerging contaminant due to their low degradation rate, ineffectiveness of wastewater treatment and consequently water and food contamination. An effort has been made to develop microextraction techniques to remove these drugs using reduce volume of solvent and chemical consumable and researches of new sorbent phases are increasing due the high potential to improve these microextraction techniques. Recent studies pinpoint graphene (G) as an effectively sorbent phase to act in sample preparation. G has a structure composed by carbon nanosheets arranged in a honeycomb pattern with large surface area (3600 m2 /g) and delocalized π-electrons system that suggests good interaction between them and contaminants compounds such as veterinary drugs, pesticides, personal care products etc. This study focuses to evaluate sorbent phases based upon graphene particle supported on silica to analyze Tetracycline residues present in milk. For this purpose, was used microextraction by packed sorbent - MEPS as sample preparation method with analysis by liquid chromatography and mass spectrometry. The characterization of synthesized materials was performed by scanning electron microscopy - SEM and vibrational spectroscopy in infrared region - FTIR. The results suggest that synthesis of graphene\'s particles as well as the coating of silica surface with these materials were both performed. To evaluate extraction efficiency each sorbent material: GO-Sil, G-Sil, G, C18-GO-Sil were tested in MEPS and confronted to commercial phases: C8 and C18. By the results, G-Sil was choose to application as sorbent phase. MEPS extractions were optimized and the effect of some factors was investigated by application of experimental design. Firstly, a factorial experimental design 2(4-1) was executed to evaluate chemistry variables such as elution solvent, washing solution, media ionic strength and inclusion of EDTA salt in Mcllvaine solution. After, an experimental design 23 was made in order to estimate the cycles of MEPS extraction like sampling, washing and elution steps. By the results, an optimized extraction conditional was achieved and evaluation of validation parameters was carried out on sequence based on the ICH - Q2 (R1) guide. The method showed linearity ranging from 15 - 110 µg/L, LOQ values from 0,05 to 0,9 µg/L and good selectivity. Precision showed relative standard deviation RSD less than 18% to intra and inter-day analysis. The developed method was applied in analysis of eleven milk samples including bovine, caprine and ovine milk and milk powder. Application in samples from different species enhances the versatility of this analytical method and show the great potential for graphene\'s particles to act as sorbent phase in sample preparation.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:30:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01387.pdf: 2053886 bytes, checksum: 9c61b3e10e5af0bb9a9a9cb8707260c7 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

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Submitted by MICHAEL PÉREZ RODRÍGUEZ null (michaelpr@iq.unesp.br) on 2016-09-16T20:43:06Z No. of bitstreams: 1 TESE MICHAEL VERSÃO FINAL.pdf: 4495815 bytes, checksum: 5d4a4f8ffcd143bb08ad336b289fe7ab (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-09-22T14:44:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 perezrodriguez_m_dr_araiq_par.pdf: 1340231 bytes, checksum: 9e639833f42ff1e6fc87e7f9f965f8fc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-22T14:44:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 perezrodriguez_m_dr_araiq_par.pdf: 1340231 bytes, checksum: 9e639833f42ff1e6fc87e7f9f965f8fc (MD5) Previous issue date: 2016-08-26 / Pró-Reitoria de Pós-Graduação (PROPG UNESP) / Este trabalho descreve o desenvolvimento de métodos analíticos ambientalmente mais amigáveis utilizando sistemas de screening e procedimentos de análise por injeção em fluxo para a detecção e quantificação de antibióticos, da classe das tetraciclinas, em amostras de medicamentos veterinários e alimentos de origem animal como leite bovino e suplementos de ovos. Os métodos desenvolvidos foram baseados na reação de acoplamento diazo obtida entre as tetraciclinas e o ácido p-sulfanílico diazotado em meio básico, resultando na formação de azo compostos com máximos de absorção em torno de 435 nm, permitindo determinar esses antibióticos por espectrofotometria. As condições analíticas foram otimizadas através de análise multivariada utilizando planejamentos experimentais fatoriais e o desempenho dos métodos propostos foi avaliado através de parâmetros como linearidade, efeito matriz, precisão, exatidão, limite de detecção, limite de quantificação, recuperação e estudo de interferências. O primeiro trabalho desenvolvido fez uso de um procedimento de injeção em fluxo contínuo para a rápida determinação de tetraciclinas em formulações veterinárias comerciais, visando maior eficiência no controle de qualidade na indústria farmacêutica. Na sequência, foi desenvolvido um método de screening mediante análise por injeção em fluxo empregando uma cela capilar de longo caminho óptico (LWCC) para a detecção de resíduos de tetraciclinas em amostras de leite bovino, sem a necessidade de passos de extração dispendiosos e demorados ou complicados tratamentos de amostras. Finalmente, um novo método de microextração líquido-líquido dispersiva assistida por ultrassom (US-DLLME) foi desenvolvido para a simples, rápida e eficiente extração de resíduos de tetraciclinas a partir de amostras de suplemento de ovos e, posterior análise por injeção em fluxo baseada em uma cela capilar de longo caminho óptico (LWCC), empregando um banho de aquecimento com controle de temperatura. Os métodos descritos apresentaram importantes características como simplicidade operacional, possibilidade de automação, rapidez e baixo custo das análises. Além disso, estes métodos seguiram os princípios da química verde, de modo que permitiram realizar determinações ambientalmente mais limpas, através da redução considerável do consumo de reagentes e amostras, evitando ou minimizando o emprego de solventes tóxicos. Também, os métodos desenvolvidos para a análise de resíduos mostraram excelente desempenho para aplicação no controle de qualidade dos produtos alimentares estudados na indústria alimentícia, a fim de proteger os consumidores. / This work describes the development of environmentally friendly analytical methods using screening systems and flow injection procedures for detection and quantification of tetracycline antibiotics in veterinary pharmaceuticals and animal-derived foods such as bovine milk and egg-based protein supplements. The developed methods were based on the diazo coupling reaction between the tetracyclines and diazotized p-sulfanilic acid in basic medium, resulting in the formation of azo compounds that present maximum absorption around 435 nm, which allows determining these antibiotics by spectrophotometry. The analytical conditions were optimized by means of multivariate analysis using factorial experimental designs. Performance of the proposed methods was assessed through parameters such as linearity, selectivity, precision, accuracy, detection limit, quantification limit, matrix effect and recovery. The first developed work used a continuous flow injection procedure for the rapid determination of tetracyclines in commercial veterinary formulations, aiming greater efficiency in quality control in the pharmaceutical industry. Thereafter, it was developed a screening method by flow injection analysis using a liquid waveguide capillary cell (LWCC) for detecting tetracyclines residues in bovine milk samples, without the need for expensive extraction steps that are time-consuming or complicated sample treatments. Finally, a new ultrasound-assisted dispersive liquid-liquid microextraction (US-DLLME) method was developed for simple, rapid, and efficient extraction of tetracyclines residues from egg supplement samples, followed by flow injection analysis based on a liquid waveguide capillary cell (LWCC), using a controlled temperature heating bath. The described methods presented important features such as operational simplicity, possibility of automation, quickness and low cost of the analysis. Furthermore, these methods followed the principles of green chemistry, making possible to perform environmentally cleaner determinations, due to the considerable reduction of reagents and samples consumption, avoiding or minimizing the use of toxic solvents. Besides, the methods developed for residues analysis showed excellent performance for application in the food industry for quality control of the studied food products in order to protect consumers.