A piscicultura vem se destacando no âmbito nacional, uma vez que o Brasil apresenta uma significante disponibilidade de recursos hídricos e condições geográficas e climáticas favoráveis, que permitem a criação de espécies exóticas e nativas. Devido ao intuito comercial e financeiro, os produtores utilizam o sistema de produção em cativeiro, que constitui em um ambiente favorável à disseminação de doenças, devido à maior densidade populacional dos animais, com o agravante de que o ambiente aquático propicia a proliferação de doenças infecciosas, Desta forma, o uso de medicamentos veterinários constitui-se num recurso importante para amenizar e/ou solucionar este problema, com destaque ao emprego de antimicrobianos da classe das quinolonas e sulfonamidas, por exemplo. A principal via de administração desses medicamentos é por ingestão oral através da ração. Portanto, a incorporação de fármacos na ração é um aspecto crítico e de grande importância quando se visa a garantia da dose de tratamento dos animais, bem como, os riscos relacionados à contaminação ambiental decorrentes de eventual lixiviação dos fármacos da ração para a água. Frente a isso, métodos analíticos voltados para a quantificação de fármacos na ração são imprescindíveis. Diante da vantagem de se contar com um método analítico versátil, capaz de ser aplicado à determinação simultânea de diferentes fármacos, o emprego da eletroforese capilar constitui numa promissora alternativa. Assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver e validar um método para análise de seis quinolonas (ciprofloxacino, difloxacino, ofloxacino, ácido oxolínico, flumequina e enrofloxacino) e quatro sulfonamidas (sulfametazina, sulfadimetoxina, sulfametoxazol e sulfatiazol) simultaneamente por eletroforese capilar. Para isso, foi utilizado um capilar de sílica fundida, de 50 cm de comprimento efetivo e 75 ?m de diâmetro interno e eletrólito de corrida composto por uma solução de borato de sódio na concentração de 40 mmol L-1, 15% de metanol e pH 8,5, corrente de 60 ?A, temperatura de 35 °C e detecção em 255 nm. Nessas condições, houve a separação dos dez fármacos em menos de 20 minutos. Os parâmetros de desempenho analítico, linearidade, precisão, exatidão, limite de quantificação, seletividade e robustez foram avaliados e estão de acordo com os requisitos preconizados pelos guias oficiais. O método foi aplicado para quantificar os fármacos na ração após a incorporação e no estudo de lixiviação dos fármacos. Após 10 minutos de exposição na água, houve uma perda significativa de CIPRO (11%) e MTZ (16%), correspondendo a 1,650 mg g-1/peixe/dia e 2,400 mg g-1/peixe/dia, respectivamente. Assim, a lixiviação mostrou ser um fator que deve ser considerado na terapêutica dos animais na piscicultura, uma vez que pode contribuir para ineficiência do tratamento, resistência bacteriana e prejudicar a qualidade da água. / Fish farming has been prominent at the national level, since Brazil has a significant availability of water resources and favorable geographical and climatic conditions that allow the creation of exotic and native species. Due to commercial and financial purposes, producers use the captive production system, which is an environment conducive to the spread of diseases, due to the greater population density of the animals, with the aggravating circumstance that the aquatic environment leads to the proliferation of infectious diseases. Thus, one of the technologies used to solve this problem is the use of veterinary drugs, in which antimicrobials of the quinolones and sulphonamides class. The main route of administration of these drugs is by oral ingestion through feed. The incorporation of drugs in feed is a critical aspect and of great importance when it comes to a guarantee of the dose of treatment of the animals, as well as the risks related to environmental contamination resulting from leaching of the drugs from the feed to a water. Therefore, analytical methods for the quantification of drugs in feed are essential. Given the advantage of having a versatile analytical method capable of being applied to the simultaneous determination of different drugs, the use of capillary electrophoresis constitutes a promising alternative. In this context, the aim of this study was to develop and validate a method for the analysis of six quinolones (ciprofloxacin, difloxacin, ofloxacin, oxolinic acid, flumequine and enrofloxacin) and four sulfonamides (sulfamethazine, sulfadethoxine, sulfamethoxazole and sulfathiazole) simultaneously by capillary electrophoresis. For this, a fused silica capillary of 50 cm in effective length and 75 ?m internal diameter and running electrolyte composed of a sodium borate solution in the concentration of 35 mmol L-1, 15% of methanol and pH 8.5, current 60 ?A, temperature of 35 ° C and detection at 255 nm. Under final conditions, all analytes were separations in less than 20 minutes. The parameters of analytical performance, linearity, precision, accuracy, limit of quantification and detection, selectivity and robustness were evaluated and are in accordance with the requirements recommended by the official guides. The method was applied to quantify the drugs in the feed after the incorporation and in the study of the leaching of the drugs. After 10 minutes of exposure in the water, there was a significant loss of CIPRO (11%) and MTZ (16%), corresponding to 1,650 mg g-1/fish/day and 2,400 mg g-1/fish/day, respectively. Thus, leaching has been shown to be a factor that should be considered in the treatment of animals in fish farming, since it may contribute to inefficiency of treatment, bacterial resistance and impair water quality.

Metalotioneínas (MTs) são proteínas de baixa massa molecular, que tem como principal função a regulação dos níveis de metais nos organismos. A caracterização das MTs da cianobactéria Synechococcus PCC 7942 por eletroforese capilar foi feita em comparação com os padrões comerciais de MTs de rim de cavalo e de fígado de coelho. As MTs de mamíferos apresentam diferentes arranjos moleculares, classificadas em isoformas. Na aplicação da eletroforese capilar como metodologia analítica para a otimização da separação das isoformas existentes, foram investigados a influência da composição da solução eletrolítica, variações da voltagem, comprimento do capilar e diâmetro interno do capilar. Os perfis eletroforéticos das misturas das MTs purificadas a partir de rim de cavalo e fígado de coelho comparados com a de cianobactéria mostraram uma diferenciação no tempo de migração. Para a separação foram testados eletrólitos tais como fosfato, borato e TRIS-HCl, sendo que os melhores resultados foram obtidos com o tampão TRIS-HCl (70 mM, pH 8,2) com adição de 5% de metanol. A separação eletroforética foi testada em capilares de sílica fundida de 75 e 25 m d.i., comprimento de 40, 50 e 60 cm. As soluções das amostras em volume de 327 nL foram introduzidas por injeção hidrodinâmica. As diferenças de potencial testadas foram de 10, 15, 20 e 25 kV. As melhores condições de separação foram atingidas empregado TRIS-HCl com 5% metanol como solução eletrolítica, em capilar de 60 cm e diferença de potencial de 20 kV o que estabilizou a corrente de separação em 42 \'mü\'A. Os resultados mostraram que a eletroforese capilar mostrou-se eficiente para separação das MTs de mamifero e da Synechococcus devido às diferenças de carga e tamanho das moléculas / Metallothioneins (MTs) are low molecular weight proteins, which main functions are the regulation of metals levels in the body and detoxification. The capillary electrophoresis (CE) characterization of MT from Synechococcus cyanobacteria was attained by comparison with commercial standards of horse kidney and rabbit liver MTs. The influence of electrolyte, such as phosphate, borate and TRIS-HCl buffers on the separation performance were tested. Also, parameters such as voltage potential, capillary length and capillary inner diameter were investigated to attain optimized separation of mammal and Synechococcus MTs. The electrophoretic profiles of MTs revealed four abundant metallothionein isoforms for the horse kidney sample, one for rabbit liver MTII and two for cyanobacteria Synechococcus. The separation by CE of horse and cyanobacteria MTs mixtures differentiated two sets of signals, the first with four peaks corresponding to the horse sample and the last to Synechococcus. The mixture of rabbit liver MT and cyanobacteria MTs presented a first peak for rabbit MTII and a second for cyanobacteria. Tests were performed trying phosphate, borate and TRIS-HCl buffers, however the best results were attained with TRIS-HCl buffer (70 mM, pH 8.2) with addition of 5% methanol. Different capillary lengths of 40, 50 and 60 cm and two internal diameters of 75 and 25m were tested. Also, voltages of 10, 15, 20 and 25 kV were studied. The best experimental conditions were attained using a 60 cm long capillary, TRIS-HCl plus 5% methanol as electrolyte, the application of 20 kV which allowed maintaining a separation current of 42 \'mü\'A. Results demonstrated that capillary electrophoresis was efficient for separation of MTs of mammals from that of Synechoccocus due their differences on size to charge

A crescente demanda por produtos farmacêuticos tem como consequência a necessidade de elaboração de novos procedimentos analíticos que, via de regra, apresentem características como: elevada frequência analítica, simplicidade, ausência de substâncias altamente tóxicas, e com baixo custo para o controle de qualidade dos fármacos lançados no mercado. Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de procedimentos para determinação de N-acetilcisteína (NAC), nimesulida (NMS), trimetoprima (TMP) e sulfametoxazol (SMX) em formulações farmacêuticas usando técnicas eletroanalíticas e métodos de separação. Na determinação da NAC foi usado um eletrodo de grafite pirolítico modificado com ftalocianina de cobalto (CoPc) em 0,1 mol L-1 de NaOH. Este sensor mostrou intensa catálise para NAC produzindo um aumento na corrente anódica de cerca de 700 vezes quando comparado com o eletrodo limpo. Um procedimento em FIA foi proposto usando este sensor, e a curva analítica foi linear no intervalo 5,0 × 10-5 a 1,0 × 10-3 mol L-1, com coeficiente de correlação maior que 0,999. O DPR de 1,1% (n = 13) foi obtido para uma solução contendo 5,0 × 10-4 mol L-1 de NAC. Além disso o método apresentou LD e LQ de 9,0 ×10-7 mol L-1 e 3,0 × 10-6 mol L-1, respectivamente. A determinação eletroanalítica de NMS foi conduzida em solução de 1,0 mol L-1 de NaOH usando eletrodo de carbono vítreo, meio em que não ocorre envenenamento da superfície do eletrodo. Desse modo, um método eletroanalítico usando voltametria de onda quadrada foi elaborado para análise de NMS. Nas condições ótimas de análise o método apresentou uma faixa linear no intervalo de 4,3 × 10-5 a 4,2 × 10-4 mol L-1, com limite de detecção de 3,2 × 10-6 mol L-1. A precisão do método foi avaliada em um mesmo dia de análise por sucessivas medidas voltamétricas (n = 10) em solução de hidróxido de sódio 1,0 mol L-1 contendo 1,0 × 10-4 mol L-1 de NMS, sem a necessidade de renovação da superfície do eletrodo. Os resultados para esta série de medidas foram avaliados e o DPR calculado foi somente 1,2%, indicando que nessas condições o eletrodo apresentou uma resposta estável além de não sofrer qualquer efeito de envenenamento. Para a determinação simultânea de TMP e SMX foi desenvolvido um método analítico empregando eletroforese capilar com detecção condutométrica sem contato (C4D). Usando uma solução 10 mmol L-1 lítio-fosfato (pH 7,1 ) como tampão de corrida, a faixa linear de trabalho obtida para ambos os analitos foi de 12,5 a 200 × 10-6 mol L-1 com R > 0,999. Nas condições de análise foram obtidos LDs de 1,1 × 10-6 mol L-1 para a TMP, e 3,3 × 10-6 mol L-1 para o SMX com um tempo total de análise de 2,6 minutos. / The growing demand for pharmaceutical products has created need for developing new analytical procedures that, as a rule, exhibit characteristics like, high sampling rate, simplicity, absence of highly toxic substances, and low cost for quality control of drugs launched in market. In this work, electroanalytical and capillary electrophoresis methods for determination of N-acetylcysteine (NAC), nimesulide (NMS), trimethoprim (TMP) and sulfamethoxazole (SMX) in pharmaceutical formulations were proposed. For NAC determinations a pyrolytic graphite electrode modified with CoPc in 0.1 mol L-1 NaOH was used. This new sensor showed to be catalytic for this compound producing an anodic current increase of 700 times when compared with bare electrode. A FIA procedure was proposed using this new sensor, and the method showed a linear response in a range of 5.0 × 10-5 to 1.0 × 10-3 mol L-1 with correlation coefficient better than 0.999. RSD of 1.1% (n = 13) was obtained for a solution containing 5.0 × 10-4 mol L-1 NAC. Furthermore the method presented DL and QL of 9.0 × 10-7 mol L-1 and 3.0 × 10-6 mol L-1, respectively. NMS electroanalytical determination was conducted in a 1.0 mol L-1 NaOH solution using a glassy carbon electrode. In strongly alkaline medium it was verified that NMS does not produce poisoning of the electrode surface. Thus an electroanalytical method using square wave voltammetry was proposed for analysis of NMS. In the optimal analysis conditions proposed method showed a linear response in a range of 4.3 × 10-5 to 4.2 × 10-4 mol L-1, with detection limit of 3.2 × 10-6 mol L-1. Accuracy of the method was evaluated on the same day by successive voltammetric measurements (n = 10) in a 1.0 mol L-1 sodium hydroxide solution containing 1.0 × 10-4 mol L-1 of NMS without the needing to renew electrode surface. Results for this series of measures were calculated and standard deviation was of only 1.2%, suggesting that in these conditions the electrode showed a stable response in addition to suffer no poisoning effects. For simultaneous determination of TMP and SMX an analytical method using capillary electrophoresis with contactless conductivity detection (C4D) was developed. Using a 10 mmol L-1 lithium-phosphate (pH 7.1) solution as running buffer, a linear response range for both analytes was obtained ranging through 12.5 to 200 × 10-6 mol L-1 with R> 0.999. Under these analysis conditions, DL of 1.1 × 10-6 mol L-1 for TMP, and 3.3 × 10-6 mol L-1 for SMX were obtained, with a total analysis time of only 2.6 minutes.

A eletroforese capilar em microchips (µCE ou MCE) é uma forma diferente de eletroforese capilar que tem se desenvolvido muito nos últimos anos. Essa técnica usa microdispositivos feitos em placas que podem ser de vidro ou polímero contendo canais de dimensões micrométricas ao invés de um capilar de sílica. Ganhos significativos têm sido obtidos em termos de tempo de análise, volume manipulado, dimensões físicas, consumo energético e integrabilidade com outros sistemas. Neste trabalho foi empregada uma técnica diferente de microfabricação, usando toner de impressora laser e folhas de transparência para a construção de dispositivos para microfluídica. A técnica se mostra simples, rápida e excelente para prototipagem. Visando a aplicação desses microchips de toner-poliéster, esse trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de instrumentação para separações químicas usando microdispositivos de toner-poliéster. Fontes de alta-tensão e de corrente foram desenvolvidas usando módulos conversores de baixa para alta-tensão elétrica. As programações das fontes foram feitas usando tensões elétricas geradas por uma placa de aquisição de dados ou por um conversor digital-analógico (DAC) com uma interface de comunicação I2C. Todo o controle foi desenvolvido em sistema GNU/Linux. Um sistema de injeção hidrodinâmico também foi desenvolvido usando um compressor de ar de diafragma juntamente com um sistema de amortecimento pneumático de pulsações e tendo sua pressão interna estabilizada por uma coluna d\'água. Um medidor de pressão eletrônico foi desenvolvido, usando um sensor de pressão, e calibrado com um manômetro de coluna d\'água. Registros de pressão de -10, -1, +1 e +10cm de coluna d\'água em função de diferentes tempos de injeção foram feitos usando um software controlando o acionamento do injetor hidrodinâmico e efetuando leituras do medidor de pressão eletrônico. Os dados mostram que colunas d\'água de 10cm e tempos de injeção maiores que 3 segundos exibem um desvio padrão relativo (RSD) de aproximadamente 0,5% em módulo. uUma proposta diferente de construção de reservatórios é apresentada. Tal proposta usa mantas de silicone e um bloco de acrílico para a definição dos reservatórios. Observou-se que essa configuração promove o estrangulamento dos canais nas microestruturas de toner-poliéster. Assim, a configuração de colagem de reservatórios por pedaços de tubos, mostrou-se melhor para uso com dispositivos de toner-poliéster descartáveis. Uma nova forma de confecção de eletrodos para detecção condutométrica sem contato acoplada capacitivamente (C4D) foi desenvolvida usando placas de circuito impresso (PCB). Após a confecção dos eletrodos pelo processo de corrosão de PCB a placa foi recoberta com uma resina para que os espaços entre os eletrodos ficassem da mesma altura da camada de cobre. Essa configuração é simples e permite uma maior integração de circuitos eletrônicos. Testes de separação eletroforética foram feitos usando a instrumentação desenvolvida neste trabalho. Soluções de 100µM dos cloretos de K+, Na+ e Li+ dissolvidos em tampão HLac/His 2mM foram usadas para os testes. Essas espécies foram injetadas eletrocineticamente e separadas usando tampão HLac/His 20mM. A quantificação não foi possível por apresentar irreprodutibilidade no processo de injeção devido ao uso de espécies de elevada mobilidade, juntamente com longos canais de injeção. Também foram realizados testes com amostras de sangue permitindo a separação de K+ e Na+ sem pré-tratamento. Separações isotacoforéticas de 1mM dos cloretos de K+, Na+ e Li+ e 1mM de HCl, como eletrólito líder, e 1mM de cloreto de tetrametilamônio, como terminador, foram realizadas para demonstrar a funcionalidade do sistema em sistemas isotacoforéticos. / The Microchip Capillary Electrophoresis (µCE or MCE) is a different kind of capillary electrophoresis that has been growing. This technique uses devices made with small plates of glass or polymer with a microchannel instead of a silica capilar. Improvements in time analysis, sample volumes, physical dimensions, power consume, and integrability with diferent systems have been archieved. A diferent microfabrication technique using laser printer toner and polyester sheets was used to build devices for microfluidic devices. This tecnique is simple, fast and suitable for prototyping. In this work were developed instruments for use with these toner-polyester microdevices. High-voltage and current sources were developed using high-voltage conversors (DC/HVDC). The programming was obtained by electric voltages from a data acquisition board and a digital-analogic conversor (DAC) with a I2C interface communication. Its control was made in a GNU/Linux System. An hidrodynamic injector was developed using an air compressor with a pulse dumper. The internal pressure was regulated by water column. An electronic manometer was built and calibrated with a water manometer. Recording of pressure using -10, -1, +1, and +10cm water column using different injection times were acquired with a data acquisition system. The data show that when water columns of ca. 10cm and injection times greater than 3 seconds are used, the relative standard deviation (RSD) is about 0.5% in modulus. A different way to build vials is presented. This method uses a silicone mantle and plastic glass block with holes. As a result, channels are stragled due to the poliester sheets. A new way to build electrodes for capacitively coupled contactless conductivity detection (C4D) using printed circuit boards (PCB) is shown. After the corrosion of the copper board, varnish is applied on the board to planify its surface. This configuration is simple and allows good integrability with the electronic circuit. Electrophoretic tests using the instrumentation developed was performed by separation of 100µM K+, Na+ and Li+ solutions in 2mM HLac/His buffer. This solutions were injected by electrokinetic method and separated using 20mM HLac/His buffer under high-voltage. The three species were detected but not quantified due to irreprodutibilities of the electrokinetic injection with high mobility ions. Demonstrative separations of K+ and Na+ were made with the same chemical system and blood samples without pretreatment. Isotacophoretic separations of 1mM K+, Na+, and Li+ in 1mM HCl (leader electrolyte) and 1mM tetramethylammonium (terminate electrolyte) were carried outto demonstrate the system functionality.

A combinação sinérgica da análise por injeção em fluxo com eletroforese capilar, FIA-CE, é um novo campo em rápida expansão, que se estende da simples justaposição de equipamentos (FIA-CE at-line) ao verdadeiro interfaceamento ou hifenação (FIA-CE in-line ou on-line). Tipicamente, circuitos FIA construídos nos laboratórios são interfaceados com equipamentos comerciais de eletroforese capilar providos com detecção espectrofotométrica UV-Vis, e operam sob injeção (ou melhor, transferência) eletrocinética de amostra do circuito FIA para o capilar, vez que esta é mais simples para implementar que a transferência hidrodinâmica. Um novo sistema FIA-CE que combina a detecção condutométrica sem contato elétrico, DCSC, com transferência hidrodinâmica ou eletrocinética de amostra foi projetado e construído no laboratório utilizando-se material de baixo custo, além de uma fonte de alta tensão, uma bomba peristáltica e um microcomputador. No circuito FIA, utilizou-se um único solenóide na construção de injetor multicanal com válvulas de estrangulamento de dimensões reduzidas. O DCSC foi anteriormente desenvolvido por outros componentes do grupo. A interface FIA-CE consiste de uma agulha hipodérmica de aço inoxidável conectada à saída do circuito FIA, atuando como eletrodo aterrado, traspassada pelo capilar. Quatro diferentes eletrólitos podem ser chaveados por intermédio do microcomputador para alimentar o circuito FIA. Na CE, três níveis de pressão podem ser aplicados ao reservatório contendo o eletrodo ao qual se aplica a alta tensão, correspondente ao extremo do capilar mais próximo do detetor: a) potente aspiração, durante o procedimento de limpeza rápida; b) pequena pressão sub-ambiente (ajustada com um pressiostato simples) para a transferência sincronizada de amostra da interface; e c) pressão ambiente, durante a aquisição de dados do eletroferograma. O sistema opera sob controle de um flexível software de código aberto, aceitando procedimentos FIA usuais. As avaliações mostraram, afora a comodidade de uso do sistema, freqüência analítica maior, limites de detecção similares e melhor repetibilidade da área e posição dos picos em comparação a CE operada manualmente. / The synergistic combination of flow injection analysis with capillary electrophoresis, FIA-CE, is a new and rapidly evolving field, comprising juxtaposition of equipments (at-line FIA-CE) and true interfacing or hyphenation (in-line or on-line FIA-CE). Typically, FIA circuits assembled in the laboratory are interfaced to commercial electrophoresis equipments provided with UV-Vis detection and operated under electrokinetic sample injection (or better, transfer from the FIA circuit), that is simpler to implement than hydrodynamic transfer. A new FIA-CE system that combines contactless conductivity detection, CCD, with hydrodynamic and electrokinetic sample transfer was designed and constructed in the laboratory from low cost parts, besides a high voltage supply, a peristaltic pump and a PC. In the FIA circuit, a solenoid actuated multi-channel pinch-valve injector was downsized from a previous prototype. The oscillometric CCD was formerly developed by other components of the group. The interface consists of a hypodermic needle, connected to the FIA circuit and serving as grounded electrode, trespassed by the capillary. Four different electrolytes can be switched by the PC and three levels of pressure can be applied to the vial with the HV electrode and the tip of the capillary near the detector (opposite to the FIA-CE interface): a) strong aspiration, during fast cleansing procedure; b) slightly sub-ambient pressure (adjusted with a simple pressurestat) for synchronized sample transfer at the interface; and c) ambient pressure, during data acquisition of the electropherogram. The system runs under control of flexible, open-code software, accepting usual FIA procedures. Evaluations showed, besides convenience of use, higher analytical frequency, similar detection limits and better repeatability of peak positions and areas in comparison with manually operated CE.

Neste trabalho, foram desenvolvidos métodos para determinação de espécies neutras por eletroforese capilar (CE) com detecção condutométrica sem contato (CCD). Estratégias baseadas em eletroforese capilar em solução livre (FSCE) e cromatografia micelar eletrocinética (MEKC) foram utilizadas em três casos: misturas de álcoois alifáticos, misturas de açúcares e salbutamol. Estas substâncias foram escolhidas por apresentarem ampla distribuição de características químicas. Os n-álcoois possuem regiões polares e apoIares distintas ao longo da cadeia carbônica, sendo que em solução aquosa se apresentam invariavelmente como espécies neutras. Os açúcares, apesar das longas cadeias carbônicas, possuem grande número de hidroxilas uniformemente distribuídas e podem ser ionizados a valores elevados de pH. Já o salbutamol, pode ser encontrado como espécie catiônica, neutra ou aniônica, dependendo do pH do meio. A melhor aproximação para os álcoois foi MEKC, que permitiu a separação e detecção da ordem de 10-4 mol·L-1 para cinco isômeros de pentanol. A utilização de eletrólito de corrida com pH 12,1 permitiu a determinação de frutose, glicose, galactose e sacarose da ordem de 10-5 moI&middotL-1 por FSCE em capilares de 20 µm. Salbutamol pode ser detectado como cátion e ânion em FSCE em limites de detecção da ordem de dez vezes menores que aquele obtido para a espécie neutra por MEKC. Como o mecanismo pelo qual ocorre a detecção condutométrica em MEKC não era ainda bem conhecido, foram desenvolvidos experimentos que ajudassem a elucidá-Io. Medidas de condutividade, viscosidade e análise de impedância de soluções tampão com dodecilsulfato de sódio (SDS) com n-álcoois e experimentos com soluções similares em MEKC demonstraram que a resposta observada com CCD é bastante complexa, pois vários fenômenos contribuem para o comportamento da condutividade na região dos analitos. Os principais fenômenos, os quais não estavam sendo devidamente considerados em modelos anteriores, são a dissociação e a ionização provocadas pelos analitos sobre as micelas. Estes fenômenos seriam particularmente significativos para as mobilidades das espécies envolvidas nas micelas, provocando a propagação de vacâncias que seriam então detectadas. / In the present work, analytical methods for determination of neutral species based on capillary electrophoresis (CE) with contactless conductivity detection (CCD) were developed. Free solution capillary electrophoresis (FSCE) and micelar electrokinetic chromatography (MEKC) were applied to three cases: mixtures of aliphatic alcohols, mixtures of sugars, and salbutamol. These substances were selected due to their distinctiveness. The alcohols have well-defined polar and apoIar regions in their carbonic chain and are typical non-ionic species in aqueous medium. The sugars have a great number of hydroxyl groups along the carbonic chain, which give a polar nature and can be ionized at high pH values. The salbutamol is amphoteric. The best approach for the alcohols was MEKC that allowed separation of five pentanol isomers with limit of detection of 10-4 mol·L-1. A running electrolyte with pH 12.1 allowed determination of 10-5 mol·L-1 of fructose, glucose, galactose, and sucrose, using FSCE with 20-µm inner diameter capillary. The sensitivity for the cationic and anionic forms of albuterol in FSCE was about ten times greater than that one achieved by MEKC for the neutral species. Since the conductivity detection in MEKC was not clearly understood, some experiments were carried out in order to improve the knowledge about it. Conductivity and viscosity measurement as well as impedance analysis of buffered sodium dodecyl sulfate solution with n-alcohols and experiments using similar conditions in MEKC showed that CCD response is complex, because several phenomena contribute to the solution conductivity in the region of the analytes. The main phenomena, which are not properly considered in the previous models, are the effects of the analytes on the dissociation and ionization of the micelles. These phenomena would be responsible for the vacancies detected as negative peaks, which would be formed by the augment of the mobilities of the species involved in the micelle formation.

O topiramato (TPM) é um fármaco antiepiléptico utilizado para o controle de crises epilépticas generalizadas e parciais em adultos e crianças. A determinação da concentração plasmática do TPM em associação com as observações clínicas é de suma importância, uma vez que permite o ajuste individual da dose administrada ao paciente, diminuindo a incidência de reações adversas e melhorando a adesão ao tratamento. No presente trabalho, dois métodos bioanalíticos foram desenvolvidos e validados para análise do TPM em amostras de plasma, por eletroforese capilar utilizando os detectores DAD (detecção indireta) e C4D Lite (detecção condutométrica). A análise eletroforética para ambos os métodos foi realizada em um capilar de sílica fundida de 75 ?m de diâmetro interno e 40 cm de comprimento efetivo. O eletrólito de corrida foi composto por trietanolamina (TEA) 15 mmol L-1 para a detecção condutométrica e TEA 15 mmol L-1, ácido 3,5 dinitrobenzóico (DNB) 5 mmol L-1 e brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) 0,4 mmol L-1 para detecção indireta. As injeções foram feitas no modo hidrodinâmico a 0,8 psi por 5 segundos e a tensão aplicada foi de -20 e 20 kV para detecção indireta e condutométrica, respectivamente. Nestas condições, o TPM migrou em 2,5 min. O preparo das amostras foi realizado por extração líquido-líquido (LLE), usando éter metil-terc-butílico (MTBE) como solvente extrator e utilizando 500 e 200 ?L de plasma para o método com detecção indireta e condutométrica, respectivamente. Os métodos foram validados de acordo com os guias oficiais da Agência Nacional de Vigilância Sanitária e European Medicine Agency e apresentaram linearidade no intervalo de concentração plasmática de 1-30 ?g mL-1 e valores de precisão e exatidão abaixo de 15 %, além de serem seletivos. Assim, ambos os métodos foram aplicados com sucesso em amostras de plasma de pacientes em tratamento com o TPM. Embora os detectores universais geralmente apresentem um maior limite de detecção comparado com detectores seletivos, o método com detecção condutométrica desenvolvido neste trabalho apresentou como vantagem maior sensibilidade em relação método indireto (DAD). Além disso, apresentou também vantagens como simplicidade e baixo custo, mostrando viabilidade na aplicação para análises de rotina. / Topiramate (TPM) is an antiepileptic drug that has been used as an agent for the control of partial and generalized seizures in both adults and children patients. The determination of the plasmatic concentration of TPM in association with clinical observations is of utmost importance for the individual adjustment of the administered dose to the patient. In the present work, two bioanalytical methods have been developed and validated for TPM analysis in plasma samples by capillary electrophoresis using DAD (indirect detection) and C4D Lite detectors (conductometric detection). The electrophoretic analysis for both methods were performed on a fused silica capillary of 75 ?m of internal diameter and 40 cm effective length. The background electrolyte was composed of triethanolamine (TEA) 15 mmol L-1 for conductometric detection and TEA 15 mmol L-1, 3,5 dinitrobenzoic acid (DNB) 5 mmol L-1 and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) 0.4 mmol -1 for indirect detection. The injections were carried out in hydrodynamic mode, at 0.8 psi for 5 seconds, and the voltage applied were -20 e 20 kV for indirect and conductometric detection, respectively. Under these conditions, TPM migrated in 2.5 min. The sample preparation was carried out by liquid liquid extraction (LLE) using methyl tert-butyl ether (MTBE) as solvent, and using 500 and 200 ?L of plasma samples for direct and conductometric detection, respectively. The methods were validated according to the official guides of the Agência Nacional de Vigilância Sanitária and European Medicine Agency, and showed linearity in plasmatic concentration range of 1-30 mg L-1, precision and accuracy values below 15%, beside selectivity. Both methods have been applied successfully to analysis of plasma samples of patients in treatment with TPM. Although universal detectors have a higher quantification limit compared with selective detectors, the method with conductometric detection developed in this work presented greater sensitivity than indirect method (DAD). Furthermore, it also presented advantages such as simplicity and low cost, showing feasibility in applying to routine analysis.

Wong Pak Ki. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2001. / Includes bibliographical references (leaves 86-88). / Abstracts in English and Chinese. / Abstract --- p.i / Acknowledgements --- p.iv / Dedication --- p.v / Table of Contents --- p.vi / List of Abbreviations --- p.ix / List of Appendices --- p.xi / List of Figures --- p.xiv / List of Tables --- p.xx / Chapter Chapter 1: --- Introduction --- p.1 / Chapter 1.1 --- Ginseng and Ginsenosides --- p.1 / Chapter 1.2 --- Instrumental Analysis of Ginsenosides --- p.6 / Chapter 1.2.1 --- Thin Layer Chromatography --- p.6 / Chapter 1.2.2 --- Infrared Spectroscopy --- p.7 / Chapter 1.2.3 --- Colorimetry --- p.7 / Chapter 1.2.4 --- Gas Chromatography --- p.7 / Chapter 1.2.5 --- High Performance Liquid Chromatography --- p.8 / Chapter 1.3 --- Objective of the Study --- p.9 / Chapter Chapter 2: --- Experimental --- p.13 / Chapter 2.1 --- History of Electrophoresis and Capillary Electrophoresis --- p.13 / Chapter 2.1.1 --- Electroosmotic Flow (EOF) --- p.14 / Chapter 2.1.2 --- Electrophoretic Migration --- p.18 / Chapter 2.2 --- Reagents and Materials --- p.20 / Chapter 2.2.1 --- Reagents and Glassware --- p.20 / Chapter 2.2.2 --- Instrumentation --- p.20 / Chapter 2.2.3 --- Preparation of Solutions and Wavelength Selection --- p.22 / Chapter 2.2 --- Procedures --- p.23 / Chapter Chapter 3: --- Results and Discussions --- p.24 / Chapter 3.1 --- Initial Selection of the Running Electrolyte --- p.24 / Chapter 3.2 --- Inclusion Additives in the Aqueous Buffer Solution --- p.29 / Chapter 3.2.1 --- Reasons for Addition of Buffer Additives --- p.29 / Chapter 3.2.1.1 --- Cyclodextrin --- p.29 / Chapter 3.3 --- Addition of Surfactants --- p.33 / Chapter 3.3.1 --- Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) --- p.35 / Chapter 3.3.2 --- Sodium Cholate --- p.41 / Chapter 3.4 --- Addition of Organic Modifier --- p.43 / Chapter 3.5 --- Effect of pH --- p.46 / Chapter 3.6 --- Effect of the Concentration of the Borate/Phosphate Solution --- p.51 / Chapter 3.7 --- Effect of Capillaries with Different Inner Diameters (I.D.) --- p.54 / Chapter 3.7.1 --- Effect of pH --- p.54 / Chapter 3.7.2 --- Effect of the Buffer Concentration --- p.60 / Chapter 3.7.3 --- Comparison of Migration Time between Capillaries of 50μm and 75μm Inner Diameter --- p.62 / Chapter 3.8 --- Optimization of Other Experimental Parameters --- p.66 / Chapter 3.8.1 --- Applied Voltage --- p.66 / Chapter 3.8.2 --- The Time of Injection --- p.68 / Chapter 3.8.3 --- The Operating Temperature --- p.70 / Chapter 3.9 --- Intra-day and Inter-day Reproducibility --- p.72 / Chapter 3.10 --- Quantitative Analysis of the Ginsenosides --- p.74 / Chapter 3.11 --- Application of the Developed Methodology --- p.78 / Chapter 3.11.1 --- Experimental Procedures --- p.79 / Chapter Chapter 4: --- Conclusion --- p.83 / References --- p.86 / Appendices --- p.89

A crescente demanda por produtos farmacêuticos tem como consequência a necessidade de elaboração de novos procedimentos analíticos que, via de regra, apresentem características como: elevada frequência analítica, simplicidade, ausência de substâncias altamente tóxicas, e com baixo custo para o controle de qualidade dos fármacos lançados no mercado. Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de procedimentos para determinação de N-acetilcisteína (NAC), nimesulida (NMS), trimetoprima (TMP) e sulfametoxazol (SMX) em formulações farmacêuticas usando técnicas eletroanalíticas e métodos de separação. Na determinação da NAC foi usado um eletrodo de grafite pirolítico modificado com ftalocianina de cobalto (CoPc) em 0,1 mol L-1 de NaOH. Este sensor mostrou intensa catálise para NAC produzindo um aumento na corrente anódica de cerca de 700 vezes quando comparado com o eletrodo limpo. Um procedimento em FIA foi proposto usando este sensor, e a curva analítica foi linear no intervalo 5,0 × 10-5 a 1,0 × 10-3 mol L-1, com coeficiente de correlação maior que 0,999. O DPR de 1,1% (n = 13) foi obtido para uma solução contendo 5,0 × 10-4 mol L-1 de NAC. Além disso o método apresentou LD e LQ de 9,0 ×10-7 mol L-1 e 3,0 × 10-6 mol L-1, respectivamente. A determinação eletroanalítica de NMS foi conduzida em solução de 1,0 mol L-1 de NaOH usando eletrodo de carbono vítreo, meio em que não ocorre envenenamento da superfície do eletrodo. Desse modo, um método eletroanalítico usando voltametria de onda quadrada foi elaborado para análise de NMS. Nas condições ótimas de análise o método apresentou uma faixa linear no intervalo de 4,3 × 10-5 a 4,2 × 10-4 mol L-1, com limite de detecção de 3,2 × 10-6 mol L-1. A precisão do método foi avaliada em um mesmo dia de análise por sucessivas medidas voltamétricas (n = 10) em solução de hidróxido de sódio 1,0 mol L-1 contendo 1,0 × 10-4 mol L-1 de NMS, sem a necessidade de renovação da superfície do eletrodo. Os resultados para esta série de medidas foram avaliados e o DPR calculado foi somente 1,2%, indicando que nessas condições o eletrodo apresentou uma resposta estável além de não sofrer qualquer efeito de envenenamento. Para a determinação simultânea de TMP e SMX foi desenvolvido um método analítico empregando eletroforese capilar com detecção condutométrica sem contato (C4D). Usando uma solução 10 mmol L-1 lítio-fosfato (pH 7,1 ) como tampão de corrida, a faixa linear de trabalho obtida para ambos os analitos foi de 12,5 a 200 × 10-6 mol L-1 com R > 0,999. Nas condições de análise foram obtidos LDs de 1,1 × 10-6 mol L-1 para a TMP, e 3,3 × 10-6 mol L-1 para o SMX com um tempo total de análise de 2,6 minutos. / The growing demand for pharmaceutical products has created need for developing new analytical procedures that, as a rule, exhibit characteristics like, high sampling rate, simplicity, absence of highly toxic substances, and low cost for quality control of drugs launched in market. In this work, electroanalytical and capillary electrophoresis methods for determination of N-acetylcysteine (NAC), nimesulide (NMS), trimethoprim (TMP) and sulfamethoxazole (SMX) in pharmaceutical formulations were proposed. For NAC determinations a pyrolytic graphite electrode modified with CoPc in 0.1 mol L-1 NaOH was used. This new sensor showed to be catalytic for this compound producing an anodic current increase of 700 times when compared with bare electrode. A FIA procedure was proposed using this new sensor, and the method showed a linear response in a range of 5.0 × 10-5 to 1.0 × 10-3 mol L-1 with correlation coefficient better than 0.999. RSD of 1.1% (n = 13) was obtained for a solution containing 5.0 × 10-4 mol L-1 NAC. Furthermore the method presented DL and QL of 9.0 × 10-7 mol L-1 and 3.0 × 10-6 mol L-1, respectively. NMS electroanalytical determination was conducted in a 1.0 mol L-1 NaOH solution using a glassy carbon electrode. In strongly alkaline medium it was verified that NMS does not produce poisoning of the electrode surface. Thus an electroanalytical method using square wave voltammetry was proposed for analysis of NMS. In the optimal analysis conditions proposed method showed a linear response in a range of 4.3 × 10-5 to 4.2 × 10-4 mol L-1, with detection limit of 3.2 × 10-6 mol L-1. Accuracy of the method was evaluated on the same day by successive voltammetric measurements (n = 10) in a 1.0 mol L-1 sodium hydroxide solution containing 1.0 × 10-4 mol L-1 of NMS without the needing to renew electrode surface. Results for this series of measures were calculated and standard deviation was of only 1.2%, suggesting that in these conditions the electrode showed a stable response in addition to suffer no poisoning effects. For simultaneous determination of TMP and SMX an analytical method using capillary electrophoresis with contactless conductivity detection (C4D) was developed. Using a 10 mmol L-1 lithium-phosphate (pH 7.1) solution as running buffer, a linear response range for both analytes was obtained ranging through 12.5 to 200 × 10-6 mol L-1 with R> 0.999. Under these analysis conditions, DL of 1.1 × 10-6 mol L-1 for TMP, and 3.3 × 10-6 mol L-1 for SMX were obtained, with a total analysis time of only 2.6 minutes.

La maladie d’Alzheimer est une pathologie neurodégénérative qui amène à une perte progressive de la mémoire et cause des changements comportementaux. Selon plusieurs théories, le développement de cette maladie est associé à l’accumulation du peptide amyloïde beta et de la protéine tau dans des zones précises du cerveau humain. A l’heure actuelle, les approches thérapeutiques testées sont fondées sur l’hypothèse de la cascade amyloïde, mais les résultats n’ont pas été jugés suffisamment efficaces. Pour augmenter les chances de succès des traitements thérapeutiques existants, de meilleures techniques pour un dépistage précoce de l’Alzheimer semblent nécessaires. De ce fait, dans cette thèse, des stratégies innovantes pour l’analyse d’un des biomarqueurs de la maladie d’Alzheimer sont proposées. En particulier le projet porte sur l’analyse de la protéine tau avec des biocapteurs basés sur la Résonance de Plasmons de Surface (SPR). L’augmentation du niveau de ce biomarqueur dans le Liquide Céphalo-Rachidien (LCR) est déjà indicateur d’un processus de neurodégénérescence. De plus, si la mesure de la protéine tau est combinée à celle d’autres biomarqueurs de la pathologie (i.e. : amyloïde beta), les possibilités de dépistage sont fortement augmentées. Les travaux ont portés sur deux aspects : initialement l’interaction antigène-anticorps a été exploitée pour développer un immunocapteur pour la protéine tau. En utilisant cette technologie, nous avons pu caractériser les paramètres analytiques de l’essai direct (avec un seul anticorps) et ceux de l’essai sandwich (avec deux anticorps complémentaires). Dès ces premières approches, nous avons remarqué le besoin d’augmenter la sensibilité de la méthode SPR développée. En effet la limite de détection pour l’essai sandwich était de l’ordre du nM, alors que les niveaux de tau dans le LCR sont de l’ordre du pM. L’utilisation de nanotechnologies, en particulier des nanotubes de carbone, a permis d’atteindre des niveaux proches du pM, avec de bonnes performances en terme de répétabilité de l’essai.Une approche alternative a été conçue dans la deuxième partie du projet. Elle était consacrée à la sélection d’un aptamère pour la protéine tau, afin d’exploiter les avantages de cette classe de récepteurs par rapport aux anticorps. Pour accomplir cet objectif, deux stratégies de sélection ont été mises en place. Premièrement la sélection traditionnelle (SELEX, Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment) a été appliquée en utilisant l’Electrophorèse Capillaire (EC) comme moyen de séparation. Bien que de nombreuses conditions aient été modifiées, avec le SELEX traditionnel nous n’avons pas observé une évolution significative de l’affinité entre les séquences d’ADN et la protéine tau. Dans la deuxième approche nous avons utilisé la même méthode de séparation pour mener la sélection à travers l’EC-Non-SELEX. En utilisant cette méthode, où les étapes de PCR étaient réduites, une évolution positive a été observée après seulement trois rounds. En effet cinq séquences parmi celles issues du dernier round ont montré une affinité supérieure pour la cible par rapport à la banque. Néanmoins le nombre de séquences analysées à la fois par SPR et par anisotropie de fluorescence reste extrêmement limité par rapport au pool initial. Même si ceci semble être une limite, ce travail est le premier où les aptamères sont appliqués à l’analyse de la protéine tau. Le potentiel de cette classe de récepteurs reste en grande partie inexploré, ce qui laisse entrevoir des améliorations possibles de l’affinité grâce à de meilleurs processus de sélection et au développement de nouveaux outils bioinformatiques.En conclusion la SPR grâce à ses caractéristiques jouera un rôle fondamental dans les prochaines années pour l’analyse des biomarqueurs et pour le screening de nouvelles molécules, qui seront l’objet de futurs essais cliniques pour limiter l’agrégation de la protéine tau. / Alzheimer’s disease (AD) is a widespread pathogenic condition causing memory and behavior impairment mostly in elderlies because of the accumulation of amyloid beta peptide and tau protein in human brain. Current therapeutic approaches, based on the amyloid hypothesis, are unable to arrest the progression of the disease, hence early diagnosis is crucial for an effective intervention. Based on the updated criteria for AD probable diagnosis, and considering the limits associated with the actual analytical techniques, my work in this thesis was dedicated to develop novel strategies for AD diagnosis. The whole project focused on the analysis of tau protein by Surface Plasmon Resonance (SPR) biosensing. Such protein is well known for being relevant as neurodegenerative marker. In particular if the measurement of tau is associated with that of the amyloid beta peptide and that of the phosphorylated tau, the clinical specificity of this protein become significant to detect Alzheimer. Two aspects were studied; first of all an immunosensor was developed taking advantage of the well-established antigen-antibody interaction. After characterization of the analytical parameters of the direct assay (with primary antibody), a sandwich assay (using two monoclonal antibodies mapping on different analyte i.e. protein tau epitopes) was developed, allowing very low sensitivity to be obtained in artificial Cerebrospinal Fluid (aCSF). In particular to enhance the analytical signal Carbon Nano Tubes (CNTs) were used. Secondly, the research was focused on the selection of aptamers for tau. To this aim two SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment) methods were compared, both based on Capillary Electrophoresis (CE) for partitioning step of the process. Whether with CE-SELEX (first method), no significant affinity improvement was measured, using the CE-Non-SELEX (second method) affinity of the DNA library for tau protein was consistently improved. After isolation of a limited population of aptamer candidates, five sequences were chosen to be analyzed for their affinity for the target. Fluorescence Anisotropy (FA) measurements and SPR highlight similar behavior for the selected sequences, despite the detection principles of these techniques are significantly different. In conclusion the work highlight versatility of SPR technology used both for quantitative analysis and for new selected aptamers characterization in terms of affinity for the analyte tau. The above mentioned versatility is of great interest in a field such AD, which is rapidly expanding. Lowering the total tau levels has been recently identified as a new goal for therapy. Therefore many drug candidates are likely going to be tested in the near future. SPR technology is already widely used in pharmaceutical industry to investigate novel molecules, since it gives access to a large panel of information. In this panorama aptamer technology may improve the overall quality of the analytical data, allowing better comparison among drug candidates. With respect of these receptors, the thesis opened the door to new studies for DNA aptamers to recognize tau, with considerable advantages in term of the receptor stability. Moreover the whole potential of DNA aptamers selected in this work still remain to be explored. New selection methodologies, combined with fast progression of bioinformatics tools might give rise to affinity improvement, which will lead to sensitivity improvement for tau detection in the next few years.