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Síntese e avaliação de sorventes seletivos MIP e RAMIP para análise online de fluoroquinolonas em matrizes complexas ambientais por column-switching LC-MS/MS / Synthesis and evaluation of selective sorbents MIP and RAMIP for the analysis of fluoroquinolones in environmental complex matrix by column-switching LC-MS/MSOrtega, Scarlet Nere 12 May 2017 (has links)
A elevada introdução de antibióticos no ambiente aquático tem aumentado a preocupação em relação ao desenvolvimento de microrganismos resistentes aos agentes antimicrobianos e seu potencial impacto na biota aquática. Com o objetivo de monitorar a presença, persistência e destinação desses fármacos no meio ambiente, há a necessidade de se desenvolver métodos analíticos altamente sensíveis a baixas concentrações desses antibióticos, na ordem de ng L-1 a μg L-1. Nesse contexto o trabalho tem como objetivo a síntese de sorventes seletivos como polímeros molecularmente impressos (MIP) e polímeros molecularmente impressos com acesso restrito (RAMIP) para a análise de amostras aquosas complexas contendo fluoroquinolonas, empregando extração em fase sólida (SPE) online acoplada por column-switching (CS) à LC-MS/MS. Dois MIPs (MIP1 e MIP2) foram sintetizados utilizando ofloxacino como molécula molde, ácido metacrílico como monômero e, etileno glicol dimetacrilato (MIP1) ou trimetilpropano trimetacrilato (MIP2) como agente de ligação cruzada. O glicerol dimetacrilato e hidroximetil dimetacrilato foram utilizados para promover a formação de uma superfície hidrofílica sobre os MIP1 e MIP2 (RAMIP1 e RAMIP2). Os polímeros sintetizados (MIP1, MIP2, RAMIP1 e RAMIP2) foram acondicionados em colunas de 21,7 x 2,0 mm e empregados para análise direta das matrizes em um sistema de CS-LC-MS/MS online, para avaliação da seletividade, exclusão de macromoléculas e recuperação relativa do processo. As fases sintetizadas foram recobertas com ácidos húmicos (MIP1-AH, MIP2-AH, RAMIP1-AH, RAMIP2-AH) e foram comparadas a fase extratora HLB-AH quanto a seletividade e capacidade de exclusão de proteínas e ácidos húmicos. Os polímeros sintetizados mostraram-se seletivos para a análise de fluoroquinolonas quando comparados com possíveis interferentes, em especial o MIP1 e MIP-AH, com seletividade maior em relação à apresentada pelas fases comerciais HLB Oasis® e StrataX®. Além disso, foi possível eliminar cerca de 92-100% de proteína quando percolada uma solução aquosa de 44 mg mL-1 de albumina sérica bovina (BSA) e de 94-96% quando percolada uma solução aquosa de 6 mg mL-1 de ácido húmico. A eficiência relativa do processo de preparo de amostra apresentada pelos polímeros sintetizados foi comparável à da fase comercial, no entanto o desvio padrão relativo (DPR) apresentado pela fase HLB foi maior. O polímero MIP1-AH apresentou melhor eficiência no processo de extração para a maioria dos analitos quando analisado em matriz de esgoto preparado em laboratório e esgoto sanitário enquanto que as fases MIP2 e RAMIP1 apresentaram um melhor desempenho na extração dos analitos em matriz de efluente de ETE. Em suma, o efeito matriz mostrou-se ainda persistente devido à complexidade das matrizes avaliadas, o que foge à idealidade para que se tenha detecção de fluoroquinolonas em baixíssimas concentrações, como objetivo desse trabalho. Dessa forma, para que o método possa ser utilizado para análise de amostras reais é necessária a compatibilização das matrizes durante a validação do método. / The increased use of antibiotics has led to a higher presence of these molecules into environment. Therefore, there is a raising concern on this matter, since antibiotics may yield microorganisms resistant to their effects. Aiming to monitoring the presence, persistence and destination of these drugs on the environment, there is an urge for the development of highly sensitive analytical methods, capable of detecting at the μg L-1 to the ng L-1 concentration levels. In this fashion, this thesis focuses on the synthesis of selective sorbents such as molecular imprinted polymers (MIP) and restricted access molecular imprinted polymers (RAMIP) for the analysis of complex water samples containing fluoroquinolones. Additionally, it includes the use of these sorbents by online solid phase extraction (SPE) coupled to LC-MS/MS, using a column-switching (CS) setup. Two MIPs (MIP1 and MIP2) were synthesized using ofloxacin as template, methacrylic acid as monomer and ethylene glycol dimethacrylate (MIP1) or trimethylpropane trimethacrylate (MIP2) as cross-linking agent. The glycerol dimethacrylate and hydroximethyl dimethacrylate were employed to promote the formation of a hydrophilic surface layer on MIP1 and MIP2 (RAMIP1 and RAMIP2). The synthesized polymers (MIP1, MIP2, RAMIP1, RAMIP2) were packed into 21,7 x 2,0 mm columns and used for the direct analysis of complex water matrices using an online CS-LC-MS/MS system, for the evaluation of the selectivity, macromolecules exclusion and relative process efficiency. The synthesized phases were coated with humic acids (MIP1-AH, MIP2-AH, RAMIP1-AH, RAMIP2-AH) and were compared to the extraction phase HLB-AH regarding its selectivity and capability of proteins and humic acid exclusion. The synthesized polymers displayed selectivity for the analysis of fluoroquionolones when compared to the possible interferents, specially the MIP1 and MIP1-AH, with a higher selectivity when compared with the commercial phases Oasis® HLB and Strata X®. Additionally, when percolating an aqueous solution containing 44 mg mL-1 of bovine seric albumin (BSA) it was possible to eliminate ca. 92-100% of the proteins and 94-96% of exclusion was obtained when percolating an aqueous solution containing 6 mg mL-1 of humic acid. The relative process efficiency of sample preparation resulted from the synthesized polymers was comparable to that of the commercial phase, however the relative standard deviation (RSD) for the HLB phase was higher. The polymer MIP1-AH displayed better efficiency for the extraction process for most of the analytes on both sewage matrices, the one prepared on the laboratory and the sanitary one. The phases MIP2 and RAMIP1 presented a better performance for the extraction of analytes in effluents of a wastewater treatment plant. In conclusion, the matrix effect showed to be a persistent effect, given the complexity of the matrices analyzed. This fact is far from an ideal condition of detecting fluoroquinolones in real-life application where they are present at very low concentrations. In this sense, for the application of this method for real samples, a strategy of matrix matching would be needed during the validation of the method.
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Síntese e avaliação de sorventes seletivos MIP e RAMIP para análise online de fluoroquinolonas em matrizes complexas ambientais por column-switching LC-MS/MS / Synthesis and evaluation of selective sorbents MIP and RAMIP for the analysis of fluoroquinolones in environmental complex matrix by column-switching LC-MS/MSScarlet Nere Ortega 12 May 2017 (has links)
A elevada introdução de antibióticos no ambiente aquático tem aumentado a preocupação em relação ao desenvolvimento de microrganismos resistentes aos agentes antimicrobianos e seu potencial impacto na biota aquática. Com o objetivo de monitorar a presença, persistência e destinação desses fármacos no meio ambiente, há a necessidade de se desenvolver métodos analíticos altamente sensíveis a baixas concentrações desses antibióticos, na ordem de ng L-1 a μg L-1. Nesse contexto o trabalho tem como objetivo a síntese de sorventes seletivos como polímeros molecularmente impressos (MIP) e polímeros molecularmente impressos com acesso restrito (RAMIP) para a análise de amostras aquosas complexas contendo fluoroquinolonas, empregando extração em fase sólida (SPE) online acoplada por column-switching (CS) à LC-MS/MS. Dois MIPs (MIP1 e MIP2) foram sintetizados utilizando ofloxacino como molécula molde, ácido metacrílico como monômero e, etileno glicol dimetacrilato (MIP1) ou trimetilpropano trimetacrilato (MIP2) como agente de ligação cruzada. O glicerol dimetacrilato e hidroximetil dimetacrilato foram utilizados para promover a formação de uma superfície hidrofílica sobre os MIP1 e MIP2 (RAMIP1 e RAMIP2). Os polímeros sintetizados (MIP1, MIP2, RAMIP1 e RAMIP2) foram acondicionados em colunas de 21,7 x 2,0 mm e empregados para análise direta das matrizes em um sistema de CS-LC-MS/MS online, para avaliação da seletividade, exclusão de macromoléculas e recuperação relativa do processo. As fases sintetizadas foram recobertas com ácidos húmicos (MIP1-AH, MIP2-AH, RAMIP1-AH, RAMIP2-AH) e foram comparadas a fase extratora HLB-AH quanto a seletividade e capacidade de exclusão de proteínas e ácidos húmicos. Os polímeros sintetizados mostraram-se seletivos para a análise de fluoroquinolonas quando comparados com possíveis interferentes, em especial o MIP1 e MIP-AH, com seletividade maior em relação à apresentada pelas fases comerciais HLB Oasis® e StrataX®. Além disso, foi possível eliminar cerca de 92-100% de proteína quando percolada uma solução aquosa de 44 mg mL-1 de albumina sérica bovina (BSA) e de 94-96% quando percolada uma solução aquosa de 6 mg mL-1 de ácido húmico. A eficiência relativa do processo de preparo de amostra apresentada pelos polímeros sintetizados foi comparável à da fase comercial, no entanto o desvio padrão relativo (DPR) apresentado pela fase HLB foi maior. O polímero MIP1-AH apresentou melhor eficiência no processo de extração para a maioria dos analitos quando analisado em matriz de esgoto preparado em laboratório e esgoto sanitário enquanto que as fases MIP2 e RAMIP1 apresentaram um melhor desempenho na extração dos analitos em matriz de efluente de ETE. Em suma, o efeito matriz mostrou-se ainda persistente devido à complexidade das matrizes avaliadas, o que foge à idealidade para que se tenha detecção de fluoroquinolonas em baixíssimas concentrações, como objetivo desse trabalho. Dessa forma, para que o método possa ser utilizado para análise de amostras reais é necessária a compatibilização das matrizes durante a validação do método. / The increased use of antibiotics has led to a higher presence of these molecules into environment. Therefore, there is a raising concern on this matter, since antibiotics may yield microorganisms resistant to their effects. Aiming to monitoring the presence, persistence and destination of these drugs on the environment, there is an urge for the development of highly sensitive analytical methods, capable of detecting at the μg L-1 to the ng L-1 concentration levels. In this fashion, this thesis focuses on the synthesis of selective sorbents such as molecular imprinted polymers (MIP) and restricted access molecular imprinted polymers (RAMIP) for the analysis of complex water samples containing fluoroquinolones. Additionally, it includes the use of these sorbents by online solid phase extraction (SPE) coupled to LC-MS/MS, using a column-switching (CS) setup. Two MIPs (MIP1 and MIP2) were synthesized using ofloxacin as template, methacrylic acid as monomer and ethylene glycol dimethacrylate (MIP1) or trimethylpropane trimethacrylate (MIP2) as cross-linking agent. The glycerol dimethacrylate and hydroximethyl dimethacrylate were employed to promote the formation of a hydrophilic surface layer on MIP1 and MIP2 (RAMIP1 and RAMIP2). The synthesized polymers (MIP1, MIP2, RAMIP1, RAMIP2) were packed into 21,7 x 2,0 mm columns and used for the direct analysis of complex water matrices using an online CS-LC-MS/MS system, for the evaluation of the selectivity, macromolecules exclusion and relative process efficiency. The synthesized phases were coated with humic acids (MIP1-AH, MIP2-AH, RAMIP1-AH, RAMIP2-AH) and were compared to the extraction phase HLB-AH regarding its selectivity and capability of proteins and humic acid exclusion. The synthesized polymers displayed selectivity for the analysis of fluoroquionolones when compared to the possible interferents, specially the MIP1 and MIP1-AH, with a higher selectivity when compared with the commercial phases Oasis® HLB and Strata X®. Additionally, when percolating an aqueous solution containing 44 mg mL-1 of bovine seric albumin (BSA) it was possible to eliminate ca. 92-100% of the proteins and 94-96% of exclusion was obtained when percolating an aqueous solution containing 6 mg mL-1 of humic acid. The relative process efficiency of sample preparation resulted from the synthesized polymers was comparable to that of the commercial phase, however the relative standard deviation (RSD) for the HLB phase was higher. The polymer MIP1-AH displayed better efficiency for the extraction process for most of the analytes on both sewage matrices, the one prepared on the laboratory and the sanitary one. The phases MIP2 and RAMIP1 presented a better performance for the extraction of analytes in effluents of a wastewater treatment plant. In conclusion, the matrix effect showed to be a persistent effect, given the complexity of the matrices analyzed. This fact is far from an ideal condition of detecting fluoroquinolones in real-life application where they are present at very low concentrations. In this sense, for the application of this method for real samples, a strategy of matrix matching would be needed during the validation of the method.
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Desenvolvimento e avaliação comparativa de column switching e LC-MS em escalas convencional e miniaturizada para determinação de contaminantes emergentes em água / Development and comparative evaluation of conventional and miniaturized column switching and LC-MS for the determination of emerging contaminants in waterSchwerz, Leticia 08 March 2019 (has links)
O interesse por técnicas analíticas que ofereçam a sensibilidade adequada, que sejam econômicas, ambientalmente corretas e capazes de processar rapidamente um grande número de amostras de diferentes complexidades é cada vez maior. Nesse aspecto, a utilização da LC no modo multidimensional é alternativa promissora, especialmente quando estratégias de extração e pré-concentração em fase sólida acopladas de forma on-line com a separação são exploradas, tanto em escala convencional quanto em escala miniaturizada. A ocorrência ambiental de contaminantes emergentes (EDCs) e seus impactos nas formas de vida aquática e terrestre têm sido motivo de preocupação. A quantificação desses analitos no ambiente exige métodos com limites de detecção (LDs) muito baixos, fazendo das estratégias column switching, com a inerente pré-concentração on-line, pertinentes para satisfazer as exigências na determinação desses compostos. Nesse cenário, o desenvolvimento e avaliação de estratégias column switching para determinação de contaminantes emergentes em amostras de interesse ambiental como aplicação modelo no estudo comparativo entre as escalas convencional e miniaturizada se faz impactante. Várias estratégias abrangendo column switching capilar e convencional foram investigadas. Colunas extratoras preenchidas com fases comerciais foram avaliadas, e tiveram seu desempenho testado no acoplamento com diversas colunas analíticas. Métodos em column switching capilar e convencional foram desenvolvidos e validados, tendo sido avaliadas as principais figuras de mérito. Os LQs atingidos em CS-UHPLC-ESI-MS/MS variaram de 0,001 ng mL-1 (BP e BzP) a 0,1 ng mL-1 (E3, E2 e EE2); para o método CS-cLC-ESI-MS/MS, os LQs foram maiores, variando entre 0,008 ng mL-1 (BP e BzP) a 0,8 ng mL-1 (E3, E2 e EE2). A linearidade dos métodos foi atestada avaliando-se os gráficos de resíduos, coeficiente de determinação e aplicando-se ponderações quando pertinente. A exatidão e a precisão foram investigadas, apresentando valores dentro dos critérios de aceitação. Por fim, os métodos foram aplicados em amostras ambientais aquosas coletadas em São Carlos - SP, mostrando que os métodos são adequados ao fim a que se destinam. / The interest in analytical techniques that offer adequate sensitivity, that are economical, environmentally friendly and capable of rapidly processing many samples of different complexities is increasing. In this regard, the use of LC in the multidimensional mode is a promising alternative, especially when solid phase extraction and preconcentration strategies coupled online with the separation are explored, both on a conventional scale and on a miniaturized scale. The environmental occurrence of emerging pollutants (EDCs) and their impacts on aquatic and terrestrial life forms have been of concern. Quantification of these analytes in the environment requires methods with very low detection limits (LDs), making column switching strategies with the inherent preconcentration online relevant to satisfy the requirements in determining these compounds. In this scenario, the development and evaluation of column switching strategies for the determination of emerging contaminants in samples of environmental interest as an application model in the comparative study between conventional and miniaturized scales is striking. Several strategies covering capillary and conventional column switching were investigated. Extraction columns filled with commercial phases were evaluated, and their performance was tested in the coupling with several analytical columns. Methods in capillary and conventional column switching modes were developed and validated, and the main figures of merit were evaluated. The LQs reached in CS-UHPLC-ESI-MS / MS ranged from 0.001 ng mL-1 (BP and BzP) to 0.1 ng mL-1 (E3, E2 and EE2); for the CS-cLC-ESI-MS / MS method, the LQs were higher, ranging from 0.008 ng mL-1 (BP and BzP) to 0.8 ng mL-1 (E3, E2 and EE2). The linearity of the methods was attested by evaluating the residual plots, coefficient of determination and applying weighted calibration when needed. Accuracy and precision were investigated, presenting values within the acceptance criteria. Finally, the methods were applied in samples collected in São Carlos - SP, showing that the methods are suitable for the purpose.
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Determinacion de residuos de herbicidas polares mediante cromatografia líquida de alta resolución. Aplicación de técnicas acopladasSancho Llopis, Juan Vicente 27 September 1994 (has links)
Las técnicas cromatográficas acopladas se encuentran entre las más sensibles y selectivas disponibles para la determinación de residuos de pesticidas en muestras medioambientales.El principal objetivo de esta Tesis es estudiar el potencial de la cromatografía líquida acoplada a cromatografía líquida (CL-CL) para el análisis de residuos de herbicidas polares seleccionados (fenoxiácidos, glufosinato, glifosato y el principal metabolito de éste último, AMPA). La aplicación de un procedimiento con acoplamiento CL-CL para la determinación de los residuos de estos herbicidas presenta numerosas ventajas, como son: menor tiempo de análisis, menor manipulación de la muestra, menor uso de disolventes orgánicos, mayor selectividad y sensibilidad y automatización de la etapa de purificación.La combinación de dos procedimientos de EFS y el acoplamiento CL-CL proporcionan un procedimiento global capaz de determinar ocho herbicidas fenoxiácidos a nivel de 0.1 g.l-1 en diferentes muestras de agua con una elevada capacidad de análisis. El procedimiento está basado en la extracción en fase sólida mediante cartucho C18 de 50 ml de muestra de agua previamente acidificada. Posteriormente, se purifica el extracto mediante un cartucho relleno de silicagel. Una alícuota de 400 µl se inyecta en el cromatógrafo líquido con columnas acopladas y detección UV a 228 nm. Se realiza una purificación sobre una pequeña columna de 10 mm rellena de la fase ISRP y se transfiere la fracción que contiene los analitos a la segunda columna de 100 mm rellena de Microspher C18, 3 µm.La aplicación de derivatización con FMOC antes de CL con columnas acopladas y detección fluorescente utilizando una columna de fase reversa acoplada a una de intercambio iónico es útil para la determinación de pesticidas muy polares como glufosinato, glifosato y AMPA en muestras de aguas a nivel de sub-ppb. La derivatización de la muestra de agua con FMOC se efectúa en medio tamponado borato; tras 30 min de reacción, se diluye con tampón borato y se inyectan 2 ml en el cromatógrafo líquido con columnas acopladas y detección fluorescente con ex = 263 nm y em = 317 nm. Se realiza una purificación sobre una columna de 30 mm rellena de fase reversa C18 y se transfiere la fracción que contiene los analitos a la segunda columna de 250 mm rellena de Adsorbosphere NH2 de 5 µm.La rapidez del procedimiento de prederivatización y el corto tiempo de análisis posterior proporciona una elevada capacidad de análisis, de al menos 50 muestras por día. El método parece ser muy robusto ya que, durante el tiempo que duraron las experiencias, la columna C18 (C-1) mantuvo su resolución y el reajuste de las condiciones de purificación y transferencia no fue necesario. La columna amino (C-2) sufrió una pérdida gradual de eficiencia, sólo advertible tras dos meses de uso continuado.
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Análise de canabinóides e cocaínicos em amostras de cabelo e sua correlação com sintomas psiquiátricos / Analysis of cannabinoids and cocainics in hair samples and correlation with psychiatric symptomsAlves, Marcela Nogueira Rabelo 08 July 2015 (has links)
O consumo dos diferentes tipos de drogas está associado a problemas sociais, econômicos e de saúde pública, em todas as regiões no mundo. Dentre os problemas de saúde pública, podemos destacar a alta prevalência de comorbidade entre o uso de drogas e os transtornos mentais. A Cannabis, a cocaína e o crack são as drogas ilícitas mais consumidas no Brasil. A utilização do cabelo como matriz biológica para determinação destas drogas permite avaliar o uso crônicos pelos indivíduos, uma vez que o cabelo é uma matriz estável, de fácil manipulação e a janela de detecção depende apenas do comprimento do cabelo. Entretanto, a análise em cabelo ainda representa um desafio analítico. Foram desenvolvidos dois métodos para a detecção das diferentes drogas no cabelo, com diferentes enfoques analíticos. O primeiro método (desenvolvido durante o estágio de doutorado sanduíche na Itália) identificou e quantificou cocaína e metabólitos usando a técnica de column switching e detecção por LC-MS/MS. O segundo método foi desenvolvido para determinação de canabinóides nas amostras de cabelo utilizando GC-MS. O diferencial deste método foi a utilização de um novo dispositivo de extração em fase sólida (as ponteiras DPX) para concentração e purificação do extrato, utilizando menor quantidade de solventes. A determinação dos canabinóides e cocaínicos foi realizada nas amostras de cabelo da população atendida no CAPS - AD de Ribeirão Preto, São Paulo. Além da coleta da amostra de cabelo, o sujeito foi submetido a uma entrevista, onde os seguintes instrumentos de avaliação foram aplicadas: Questionário sobre a saúde do Paciente 9, Inventário de fobia social, Self Report Questionnaire, Questionário de Ansiedade de Beck, Inventário de Depressão de Beck e Questionário sobre o uso da Cannabis, bem como um questionário elaborado pelo pesquisador para coleta de dados sociodemográficos, consumo de substâncias e dados sobre a amostra de cabelo, como comprimento, cor, tintura ou coloração. As amostras de cabelo foram analisadas e a média das concentrações de cada droga encontrada no cabelo foi correlacionada com os indicadores clínicos de transtorno mentais, obtidos através dos instrumentos de avaliação psiquiátrica. A maior prevalência de indicadores clínicos positivos para transtornos psiquiátricos entre a população estudada foi de transtornos mentais comuns, entre eles a ansiedade e depressão. A comparação da média de concentração de Cannabis, cocaína e crack no cabelo com os indicadores clínicos positivos para os transtornos não apresentou resultados estatisticamente significantes. Entretanto, podemos inferir que os sujeitos que apresentaram maior concentração média de Cannabis e cocaína no cabelo possuíam mais indicadores clínicos positivos para sintomas mentais comuns e depressão maior enquanto que os sujeitos usuários de crack possuíam mais indicadores clínicos positivos para sintomas ansiedade. Apesar de algumas limitações, podemos concluir que o estudo possibilitou estimar a prevalência da morbidade entre abuso de drogas ilícitas e transtornos psiquiátricos na população atendida no Centro de Atenção Psicossocial Álcool e drogas de Ribeirão Preto. / Different kinds of drug use have been associated to social, economic and health public problems worldwide. Among the high prevalent public health problems is the comorbidity between drug abuse and psychiatric disorders. Cannabis, cocaine and crack are the most consumed illicit drugs in Brazil. Hair use as the biological matrix for the determination of these drugs allows to evaluate chronic use, once hair is a stable matrix, easy to manipulate and the window detection only depends on the size of the hair. However, hair analysis still represents an analytical challenge. It was developed two methods for the detection of the drugs in hair, with different analytical approach. The first method (developed during doctoral stage in Italy) had identified and quantified cocaine and metabolites using column switching technique and LCMS/ MS detection. The second method was developed for determination of cannabinoids in hair samples using GC-MS. Decontamination procedure was the same cited above. The differential of this method was the use of a new device in solid phase extraction (DPX tips) for the extracts concentration and purification, using less solvents volumes. Cannabinoids and cocaine analysis were performed in hair samples from people who were enrolled in the CAPS - AD of Ribeirão Preto, São Paulo. Besides hair collection, the individual was submitted to an interview, where it was applied the following evaluation scales: Patient health questionnaire - 9, Social phobia inventory, Self report questionnaire, Beck anxiety inventory, Beck depression inventory and Cannabis research questionnaire as well as a questionnaire made by the author to collect sociodemographic data, substance consume and hair data. Hair samples were analyzed and the concentrations were correlated with positive clinical factors of mental disorders obtained through evaluation scales. The highest prevalence of positive clinical indicators for psychiatric disorders among the population studied was of common mental disorders, including anxiety and depression. The comparison of the average concentration of Cannabis, cocaine and crack in the hair with the positive clinical indicators for the disorders did not show statistically significant results. However, we can infer that the subjects who had higher average concentration of Cannabis and cocaine in hair had showed positive indicators for common mental symptoms and major depression as well as the subjects who had higher average concentration of crack in hair had showed positive indicators for anxiety. Despite of some limitations, we can conclude that the study had allowed estimating the prevalence of morbidity among illicit drugs abuse and psychiatric disorders in the population enrolled in the psychosocial care center in Ribeirão Preto.
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Desenvolvimento de diferentes métodos LC-MS/MS para a determinação de fármacos e endocanabinóides em amostras de plasma / Development of different LC-MS/MS methods for the determination of drugs and endocannabinoids in plasma samplesAcquaro Junior, Vinicius Ricardo 06 April 2018 (has links)
Esta tese foi dividida em três capítulos. O capítulo I descreve o desenvolvimento do método Column switching UHPLC-MS/MS para a determinação simultaneamente de fármacos psicotrópicos em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos. A politerapia é uma prática comum no tratamento da esquizofrenia. Portanto, a monitorização terapêutica destes fármacos tem sido realizada para o ajuste das doses e individualização da terapia farmacológica. O método Column switching UHPLC-MS/MS apresentou linearidade na faixa de concentração de 0,025 a 1,25 ng mL-1 com R2 acima de 0,9950 e a falta de teste de ajuste (p > 0,05); precisão com coeficientes de variação inferiores a 12% e exatidão com erro padrão relativo inferior a 14%. Este método foi aplicado com sucesso para determinação de fármacos em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos para fins de monitorização terapêutica. No capítulo II, o desempenho cromatográfico de colunas C18 superficialmente e totalmente porosas com diferentes tamanhos de partícula foi avaliado para a análise de fármacos psicotrópicos por LC-MS/MS e LC-DAD. Com o sistema LC-MS/MS foram avaliados os seguintes parâmetros cromatográficos: altura do prato reduzido vs velocidade linear reduzida, impedância vs velocidade linear reduzida, tempo da corrida cromatográfica vs vazão, pressão vs vazão, resolução, capacidade de pico, assimetria e fator de retenção. Já com o sistema LC-DAD foram avaliados a hidrofobicidade, atividade silanol e impurezas metálicas também foram avaliadas. As colunas com superfície carregada apresentaram maior eficiência cromatográfica para os fármacos em sua forma ionizada. Já as colunas com partículas menores que 2 µm (Cortecs 1,6 µm, Acquity 1,7 µm, e Kinetex 1,7 µm) apresentaram maior eficiência cromatográfica para os fármacos na forma parcialmente ionizada. Os modelos matemáticos gerados foram capazes de prever a pressão e o tempo da corrida cromatográfica em diferentes vazões para todas as colunas. Considerando a eficiência, impedância, resolução, capacidade de pico, fator de retenção e hidrofobicidade, as colunas Cortecs 1,6 µm e Acquity 1,7 µm apresentaram melhor desempenho durante a análise dos fármacos em amostra de plasma. O capítulo III descreve o desenvolvimento e validação dos métodos SPME-UHPLC-MS/MS e Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS para a determinação dos endocanabinóides (AEA e 2-AG) em amostras biológicas. Para a otimização do processo SPME foram avaliadas as fases SPME (C18, C30 e HLB) e os solventes para dessorção (metanol, acetonitrila e isopropanol). Os aditivos modificadores de matriz, como cloridrato de guanidina, ácido trifluoroacético e acetonitrila foram avaliados por planejamento experimental. Os métodos SPME-UHPLC-MS/MS e Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS, com a fase HLB biocompatível, apresentaram para ambos endocanabinóides valores de LOQs de 1 ng mL-1 e 50 ng mL-1, respectivamente. O método Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS permitiu o direto acoplamento da fibra SPME ao espectrômetro de massas via dessorção/ionização nanoeletrospray que resultou em rápida determinação quantitativa dos endocanabinóides em amostras biológicas. / This thesis is divided into three chapters. Chapter I describes the development of a column switching UHPLCMS/MS method to determine psychotropic drugs in schizophrenic patients plasma samples simultaneously. Polytherapy is a common practice in schizophrenia treatment. Therefore, therapeutic drug monitoring has been applied to adjust doses and to customize pharmacological therapy. The column switching UHPLCMS/MS method developed here is linear at concentrations ranging from 0.025 to 1.25 ng mL-1 with R2 above 0.9950 and presents lack of fit test (p > 0.05), precision with coefficients of variation lower than 12%, and accuracy with relative standard error lower than 14%. This method was successfully applied to determine drugs in schizophrenic patients plasma samples for therapeutic drug monitoring. In chapter II, the chromatographic performance of C18 superficially porous columns and of C18 fully porous columns with different particle sizes were evaluated for analysis of psychotropic drugs by LC-MS/MS and LC-DAD. Within the LC-MS/MS system, the following chromatographic parameters were assessed: reduced plate height vs reduced linear velocity, impedance vs reduced linear velocity, chromatographic run time vs flow rate, backpressure vs flow rate, resolution, peak capacity, asymmetry, and retention factor. Within the LC-DAD system, hydrophobicity, silanol activity, and metal impurities were also examined. Columns with charged surface displayed improved chromatographic efficiency for drugs in the ionized form. Columns with particles smaller than 2 µm (Cortecs 1.6 µm, Acquity 1.7 µm, and Kinetex 1.7 µm) presented higher chromatographic efficiency for the drugs, which were in their partially ionized form. The generated mathematical models were able to predict the backpressure and the chromatographic run time at different flow rates for all the columns. Considering efficiency, impedance, resolution, peak capacity, retention factor, and hydrophobicity, columns Cortecs 1.6 µm and Acquity 1.7 µm provided the best performance during analysis of drugs in plasma samples. Chapter III describes the development and validation of the SPME-UHPLC-MS/MS and the Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS methods for determination of endocannabinoids (AEA and 2-AG) in biological samples. To optimize the SPME process, SPME coatings (C18, C30, and HLB) and solvents for desorption (methanol, acetonitrile, and isopropanol) were evaluated. Matrix modifier additives, such as guanidine hydrochloride, trifluoroacetic acid, and acetonitrile, were assessed by experimental design. The SPME-UHPC-MS/MS and the Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS methods with HLB biocompatible coating provided LOQ values of 1 ng mL-1 and 50 ng mL-1, respectively, for both endocannabinoids. The Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS method allowed direct coupling of SPME fibers to the mass spectrometer by desorption/ionization nanoelectrospray, which resulted in rapid quantitative determinations of endocannabinoids in biological samples.
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Desenvolvimento de diferentes métodos LC-MS/MS para a determinação de fármacos e endocanabinóides em amostras de plasma / Development of different LC-MS/MS methods for the determination of drugs and endocannabinoids in plasma samplesVinicius Ricardo Acquaro Junior 06 April 2018 (has links)
Esta tese foi dividida em três capítulos. O capítulo I descreve o desenvolvimento do método Column switching UHPLC-MS/MS para a determinação simultaneamente de fármacos psicotrópicos em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos. A politerapia é uma prática comum no tratamento da esquizofrenia. Portanto, a monitorização terapêutica destes fármacos tem sido realizada para o ajuste das doses e individualização da terapia farmacológica. O método Column switching UHPLC-MS/MS apresentou linearidade na faixa de concentração de 0,025 a 1,25 ng mL-1 com R2 acima de 0,9950 e a falta de teste de ajuste (p > 0,05); precisão com coeficientes de variação inferiores a 12% e exatidão com erro padrão relativo inferior a 14%. Este método foi aplicado com sucesso para determinação de fármacos em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos para fins de monitorização terapêutica. No capítulo II, o desempenho cromatográfico de colunas C18 superficialmente e totalmente porosas com diferentes tamanhos de partícula foi avaliado para a análise de fármacos psicotrópicos por LC-MS/MS e LC-DAD. Com o sistema LC-MS/MS foram avaliados os seguintes parâmetros cromatográficos: altura do prato reduzido vs velocidade linear reduzida, impedância vs velocidade linear reduzida, tempo da corrida cromatográfica vs vazão, pressão vs vazão, resolução, capacidade de pico, assimetria e fator de retenção. Já com o sistema LC-DAD foram avaliados a hidrofobicidade, atividade silanol e impurezas metálicas também foram avaliadas. As colunas com superfície carregada apresentaram maior eficiência cromatográfica para os fármacos em sua forma ionizada. Já as colunas com partículas menores que 2 µm (Cortecs 1,6 µm, Acquity 1,7 µm, e Kinetex 1,7 µm) apresentaram maior eficiência cromatográfica para os fármacos na forma parcialmente ionizada. Os modelos matemáticos gerados foram capazes de prever a pressão e o tempo da corrida cromatográfica em diferentes vazões para todas as colunas. Considerando a eficiência, impedância, resolução, capacidade de pico, fator de retenção e hidrofobicidade, as colunas Cortecs 1,6 µm e Acquity 1,7 µm apresentaram melhor desempenho durante a análise dos fármacos em amostra de plasma. O capítulo III descreve o desenvolvimento e validação dos métodos SPME-UHPLC-MS/MS e Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS para a determinação dos endocanabinóides (AEA e 2-AG) em amostras biológicas. Para a otimização do processo SPME foram avaliadas as fases SPME (C18, C30 e HLB) e os solventes para dessorção (metanol, acetonitrila e isopropanol). Os aditivos modificadores de matriz, como cloridrato de guanidina, ácido trifluoroacético e acetonitrila foram avaliados por planejamento experimental. Os métodos SPME-UHPLC-MS/MS e Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS, com a fase HLB biocompatível, apresentaram para ambos endocanabinóides valores de LOQs de 1 ng mL-1 e 50 ng mL-1, respectivamente. O método Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS permitiu o direto acoplamento da fibra SPME ao espectrômetro de massas via dessorção/ionização nanoeletrospray que resultou em rápida determinação quantitativa dos endocanabinóides em amostras biológicas. / This thesis is divided into three chapters. Chapter I describes the development of a column switching UHPLCMS/MS method to determine psychotropic drugs in schizophrenic patients plasma samples simultaneously. Polytherapy is a common practice in schizophrenia treatment. Therefore, therapeutic drug monitoring has been applied to adjust doses and to customize pharmacological therapy. The column switching UHPLCMS/MS method developed here is linear at concentrations ranging from 0.025 to 1.25 ng mL-1 with R2 above 0.9950 and presents lack of fit test (p > 0.05), precision with coefficients of variation lower than 12%, and accuracy with relative standard error lower than 14%. This method was successfully applied to determine drugs in schizophrenic patients plasma samples for therapeutic drug monitoring. In chapter II, the chromatographic performance of C18 superficially porous columns and of C18 fully porous columns with different particle sizes were evaluated for analysis of psychotropic drugs by LC-MS/MS and LC-DAD. Within the LC-MS/MS system, the following chromatographic parameters were assessed: reduced plate height vs reduced linear velocity, impedance vs reduced linear velocity, chromatographic run time vs flow rate, backpressure vs flow rate, resolution, peak capacity, asymmetry, and retention factor. Within the LC-DAD system, hydrophobicity, silanol activity, and metal impurities were also examined. Columns with charged surface displayed improved chromatographic efficiency for drugs in the ionized form. Columns with particles smaller than 2 µm (Cortecs 1.6 µm, Acquity 1.7 µm, and Kinetex 1.7 µm) presented higher chromatographic efficiency for the drugs, which were in their partially ionized form. The generated mathematical models were able to predict the backpressure and the chromatographic run time at different flow rates for all the columns. Considering efficiency, impedance, resolution, peak capacity, retention factor, and hydrophobicity, columns Cortecs 1.6 µm and Acquity 1.7 µm provided the best performance during analysis of drugs in plasma samples. Chapter III describes the development and validation of the SPME-UHPLC-MS/MS and the Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS methods for determination of endocannabinoids (AEA and 2-AG) in biological samples. To optimize the SPME process, SPME coatings (C18, C30, and HLB) and solvents for desorption (methanol, acetonitrile, and isopropanol) were evaluated. Matrix modifier additives, such as guanidine hydrochloride, trifluoroacetic acid, and acetonitrile, were assessed by experimental design. The SPME-UHPC-MS/MS and the Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS methods with HLB biocompatible coating provided LOQ values of 1 ng mL-1 and 50 ng mL-1, respectively, for both endocannabinoids. The Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS method allowed direct coupling of SPME fibers to the mass spectrometer by desorption/ionization nanoelectrospray, which resulted in rapid quantitative determinations of endocannabinoids in biological samples.
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Análise de canabinóides e cocaínicos em amostras de cabelo e sua correlação com sintomas psiquiátricos / Analysis of cannabinoids and cocainics in hair samples and correlation with psychiatric symptomsMarcela Nogueira Rabelo Alves 08 July 2015 (has links)
O consumo dos diferentes tipos de drogas está associado a problemas sociais, econômicos e de saúde pública, em todas as regiões no mundo. Dentre os problemas de saúde pública, podemos destacar a alta prevalência de comorbidade entre o uso de drogas e os transtornos mentais. A Cannabis, a cocaína e o crack são as drogas ilícitas mais consumidas no Brasil. A utilização do cabelo como matriz biológica para determinação destas drogas permite avaliar o uso crônicos pelos indivíduos, uma vez que o cabelo é uma matriz estável, de fácil manipulação e a janela de detecção depende apenas do comprimento do cabelo. Entretanto, a análise em cabelo ainda representa um desafio analítico. Foram desenvolvidos dois métodos para a detecção das diferentes drogas no cabelo, com diferentes enfoques analíticos. O primeiro método (desenvolvido durante o estágio de doutorado sanduíche na Itália) identificou e quantificou cocaína e metabólitos usando a técnica de column switching e detecção por LC-MS/MS. O segundo método foi desenvolvido para determinação de canabinóides nas amostras de cabelo utilizando GC-MS. O diferencial deste método foi a utilização de um novo dispositivo de extração em fase sólida (as ponteiras DPX) para concentração e purificação do extrato, utilizando menor quantidade de solventes. A determinação dos canabinóides e cocaínicos foi realizada nas amostras de cabelo da população atendida no CAPS - AD de Ribeirão Preto, São Paulo. Além da coleta da amostra de cabelo, o sujeito foi submetido a uma entrevista, onde os seguintes instrumentos de avaliação foram aplicadas: Questionário sobre a saúde do Paciente 9, Inventário de fobia social, Self Report Questionnaire, Questionário de Ansiedade de Beck, Inventário de Depressão de Beck e Questionário sobre o uso da Cannabis, bem como um questionário elaborado pelo pesquisador para coleta de dados sociodemográficos, consumo de substâncias e dados sobre a amostra de cabelo, como comprimento, cor, tintura ou coloração. As amostras de cabelo foram analisadas e a média das concentrações de cada droga encontrada no cabelo foi correlacionada com os indicadores clínicos de transtorno mentais, obtidos através dos instrumentos de avaliação psiquiátrica. A maior prevalência de indicadores clínicos positivos para transtornos psiquiátricos entre a população estudada foi de transtornos mentais comuns, entre eles a ansiedade e depressão. A comparação da média de concentração de Cannabis, cocaína e crack no cabelo com os indicadores clínicos positivos para os transtornos não apresentou resultados estatisticamente significantes. Entretanto, podemos inferir que os sujeitos que apresentaram maior concentração média de Cannabis e cocaína no cabelo possuíam mais indicadores clínicos positivos para sintomas mentais comuns e depressão maior enquanto que os sujeitos usuários de crack possuíam mais indicadores clínicos positivos para sintomas ansiedade. Apesar de algumas limitações, podemos concluir que o estudo possibilitou estimar a prevalência da morbidade entre abuso de drogas ilícitas e transtornos psiquiátricos na população atendida no Centro de Atenção Psicossocial Álcool e drogas de Ribeirão Preto. / Different kinds of drug use have been associated to social, economic and health public problems worldwide. Among the high prevalent public health problems is the comorbidity between drug abuse and psychiatric disorders. Cannabis, cocaine and crack are the most consumed illicit drugs in Brazil. Hair use as the biological matrix for the determination of these drugs allows to evaluate chronic use, once hair is a stable matrix, easy to manipulate and the window detection only depends on the size of the hair. However, hair analysis still represents an analytical challenge. It was developed two methods for the detection of the drugs in hair, with different analytical approach. The first method (developed during doctoral stage in Italy) had identified and quantified cocaine and metabolites using column switching technique and LCMS/ MS detection. The second method was developed for determination of cannabinoids in hair samples using GC-MS. Decontamination procedure was the same cited above. The differential of this method was the use of a new device in solid phase extraction (DPX tips) for the extracts concentration and purification, using less solvents volumes. Cannabinoids and cocaine analysis were performed in hair samples from people who were enrolled in the CAPS - AD of Ribeirão Preto, São Paulo. Besides hair collection, the individual was submitted to an interview, where it was applied the following evaluation scales: Patient health questionnaire - 9, Social phobia inventory, Self report questionnaire, Beck anxiety inventory, Beck depression inventory and Cannabis research questionnaire as well as a questionnaire made by the author to collect sociodemographic data, substance consume and hair data. Hair samples were analyzed and the concentrations were correlated with positive clinical factors of mental disorders obtained through evaluation scales. The highest prevalence of positive clinical indicators for psychiatric disorders among the population studied was of common mental disorders, including anxiety and depression. The comparison of the average concentration of Cannabis, cocaine and crack in the hair with the positive clinical indicators for the disorders did not show statistically significant results. However, we can infer that the subjects who had higher average concentration of Cannabis and cocaine in hair had showed positive indicators for common mental symptoms and major depression as well as the subjects who had higher average concentration of crack in hair had showed positive indicators for anxiety. Despite of some limitations, we can conclude that the study had allowed estimating the prevalence of morbidity among illicit drugs abuse and psychiatric disorders in the population enrolled in the psychosocial care center in Ribeirão Preto.
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Quantitative Bioanalysis : Liquid separations coupled to targeted mass spectrometric measurements of bioactive compoundsArvidsson, Björn January 2008 (has links)
Performing quantitative analysis of targeted bioactive compounds in biological samples, such as blood plasma, cerebrospinal fluid or extracts from pig liver, put high demands on the ruggedness of the method acquiring the results. In addition to the complexity of the sample matrix, the bioactive compounds targeted for analysis usually have low levels of natural abundance, further increasing the demand on the analytical method sensitivity. Furthermore, quantitation of analytes at trace levels in the presence of large amounts of interfering species in biofluids must aim for repeatable precision, high accuracy ensuring the closeness to the true values, a linear response spanning over several orders of magnitude and low limits of quantitation to be valid for monitoring disease states in clinical analysis. An analytical method most commonly follow a certain order of events, called the analytical chain, which includes; experimental planning, sampling, sample pre-treatment, separation of species, detection, evaluation, interpretation and validation, all equally important for the outcome of the results. In this thesis, the scope has been to create novel methods, or to refine already existing methods, in order to achieve even better performances of the different events in the analytical chain. One of the aspects has been to sample and enrich analytes in vivo by the use of solid supported microdialysis, giving the advantage of almost real-time monitoring of analyte levels within a living host with targeted selectivity due to the analyte affinity for solid particles. Another aspect to selectively clean and enrich analytes in a complex matrix has been developed and automated on-line by the use of a column-switching technique before the analytical separation. By using several steps of extraction and separation coupled on-line to selected detection by the use of a triple quadrupole mass spectrometer facilitates great selectivity of species. The mass spectrometer also gives the ability to distinguish between isotopically labelled analogues coeluting with the analytes yielding the necessary accuracy for quantitative evaluation. Both development of analytical methods and clinical applications has been performed, as well as improvements of existing techniques, all to improve the quantitation of trace levels of targeted analytes in biofluids.
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Desenvolvimento de métodos por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem para análises de fármacos (LC-MS/MS no modo column switching com capilar monolítico de sílica híbrida), aminoácidos e neurotransmissores (HILIC-MS/MS) em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos. / Development of methods for liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry for drug analysis (LC-MS/MS in column switching mode with monolithic capillary hybrid silica), amino acids and neurotransmitters (HILIC-MS/MS) in plasma samples of schizophrenic patients.Domingues, Diego Soares 26 August 2015 (has links)
A esquizofrenia é um transtorno neuropsiquiátrico crônico que afeta aproximadamente 1% da população mundial. As teorias neurobiológicas descrevem que a esquizofrenia é essencialmente causada por alterações bioquímicas e estruturais do cérebro, devido às disfunções nos sistemas glutamatérgico, dopaminérgico e serotoninérgico. Desta forma, a determinação das concentrações de aminoácidos e neurotransmissores em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos pode auxiliar na avaliação da eficácia da terapia. Além dos antipsicóticos, medicação de primeira linha no tratamento inicial da esquizofrenia, a maioria dos pacientes também faz uso concomitante de outras classes de fármacos, tais como antidepressivos, anticonvulsivantes e ansiolíticos para minimizar os sintomas associados a esta doença. Nesta tese, um método empregando a precipitação de proteínas (PPT) e a cromatografia líquida por interação hidrofílica acoplada à espectrometria de massas em tandem (HILIC-MS/MS) foi adequadamente desenvolvido e validado para a determinação de aminoácidos (aspartato, serina, glicina, alanina, metionina, leucina, tirosina e triptofano) e neurotransmissores (glutamato e ácido -aminobutírico) em amostras de plasma de 35 pacientes esquizofrênicos em tratamento com clozapina (27 pacientes) e olanzapina (8 pacientes) para avaliar a eficácia do tratamento, tendo como controle 38 voluntários sadios. O método HILIC-MS/MS apresentou linearidade do LIQ (9,7 pmol mL-1 - 13,3 nmol mL-1) ao LSQ (19,4 nmol mL-1 - 800 nmol mL-1), tempo de análise de 3,0 min, exatidão com EPR de -18 a 19% e precisão com CV de 0,1 a 16% (LIQ). A análise de variância (ANOVA), seguida por teste post-hoc de Duncan, revelou que os níveis médios plasmáticos (nmol mL-1) de metionina (F2,70 = 3,14, p = 0,049) de pacientes esquizofrênicos em tratamento com olanzapina foram significativamente mais elevados, quando comparados aos valores obtidos com o grupo controle (voluntários saudáveis), já o nível de glutamato em pacientes esquizofrênicos em tratamento com clozapina apresentaram tendência a valores mais altos (F2.70 = 2,50, p = 0,090). Já os métodos, PPT/LC-MS/MS e LC-MS/MS no modo column switching utilizando uma coluna monolítica de sílica híbrida com grupos cianopropil na primeira dimensão, foram desenvolvidos e validados para a determinação dos antipsicóticos (olanzapina, quetiapina, clozapina, haloperidol e clorpromazina), antidepressivos (mirtazapina, paroxetina, citalopram, sertralina, imipramina, clomipramina e fluoxetina), anticonvulsivantes (carbamazepina e lamotrigina), e ansiolíticos (diazepam e clonazepam) em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos para fins de monitorização terapêutica. O método PPT/LC-MS/MS apresentou linearidade do LIQ (0,2 ng mL-1 - 5,0 ng mL-1) ao LSQ (40,5 ng mL-1 - 10,5 g mL-1), exatidão com EPR de -9,7 a 8,0%, e precisão com CV de 0,1 a 12%. Já o método LC-MS/MS no modo column switching apresentou linearidade do LIQ (63,0 pg mL-1 - 1250,0 pg mL-1) ao LSQ (40,5 ng mL-1 - 10,5 g mL-1), exatidão com EPR de -14 a 12% e precisão com CV de 0,6 a 6,5%. A pré-concentração seletiva dos fármacos na coluna monolítica com grupos cianopropil incorporados e a remoção dos componentes endógenos da amostra biológica, antes da separação cromatográfica, favoreceram a seletividade e detectabilidade do método LC-MS/MS no modo column switching. Este método quando comparado ao de referência PPT/LC-MS/MS, através da análise de 10 amostras de pacientes esquizofrênicos, não apresentou diferença significativa (teste t) entre as concentrações plasmáticas, podendo ser aplicado na monitorização terapêutica. Além deste fato, este método automatizado favoreceu a precisão, a exatidão e a freqüência analítica. / Schizophrenia is a chronic neuropsychiatric disorder that affects approximately 1% of the world population. According to neurobiological theories, schizophrenia stems from biochemical and structural alterations in the brain due to dysfunction in the glutamatergic, dopaminergic, and serotonergic systems. Determining the concentrations of amino acids and neurotransmitters in plasma samples from schizophrenic patients may assist evaluation of therapy effectiveness. In addition to antipsychotics (the first-line drug in the initial treatment of schizophrenia), most patients concomitantly use other classes of drugs such as antidepressants, anticonvulsants, and anxiolytics to minimize the symptoms associated with this disease. To evaluate treatment efficacy, in this thesis a method based on protein precipitation (PPT) and hydrophilic interaction liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (HILIC-MS/MS) has been properly developed and validated to determine amino acids (aspartate, serine, glycine, alanine, methionine, leucine, tyrosine, and tryptophan) and neurotransmitters (glutamate and -aminobutyric acid) in plasma samples obtained from 35 schizophrenia patients treated with clozapine (27 patients) or olanzapine (8 patients); 38 healthy volunteers served as controls. The HILIC-MS/MS method was linear for concentrations ranging from the LLOQ (9.7 pmol mL-1 - 13.3 nmol mL-1) to the ULOQ (19.4 nmol mL-1 - 800 nmol mL-1). The analysis time was 3.0 min. In the case of accuracy, RSE ranged from -18 to 19%. As for precision, CV lay between 0.1 and 16% (LLOQ). Analysis of variance (ANOVA) followed by post-hoc Duncan showed that the average methionine serum levels (nmol mL-1) (F2.70 = 3.14, p = 0.049) in schizophrenic patients treated with olanzapine were significantly higher as compared with the control group (healthy volunteers). The glutamate level in schizophrenic patients treated with clozapine tended to higher values (F2.70 = 2.50, p = 0.090). Concerning the analytical methods, PPT/LC-MS/MS and LC-MS/MS operating in the column-switching mode were developed and validated to determine antipsychotic (olanzapine, quetiapine, clozapine, haloperidol, and chlorpromazine), antidepressants (mirtazapine, paroxetine, citalopram, sertraline, imipramine, clomipramine, and fluoxetine), anticonvulsants (carbamazepine and lamotrigine), and anxiolytics (diazepam and clonazepam) in plasma samples taken from schizophrenic patients for therapeutic drug monitoring. A monolithic hybrid column containing silica with cyanopropyl groups in the first dimension was employed. The PPT/LC-MS/MS method was linear from the LLOQ (0.2 ng mL-1 - 5.0 ng mL-1) to the ULOQ (40.5 ng mL-1 - 10.5 g mL-1). In the case of accuracy, RSE ranged from -9.7 to 8.0%; as for precision, CV lay between 0.1 and 12%. LC-MS/MS in the column-switching mode was linear from the LLOQ (63.0 pg mL-1 - 1250.0 pg mL-1) to the ULOQ (40.5 ng mL-1 - 10.5 g mL-1). RSE ranged from -14 to 12%; CV lay between 0.6 and 6.5%. The drugs were selectively pre-concentrated in the monolithic column containing silica incorporated with cyanopropyl groups. For the LC-MS/MS method operating in the column-switching mode, the endogenous components of the biological sample of the LC-MS/MS method were removed before analysis. Analysis of 10 plasma samples obtained from schizophrenic patients did not reveal any significant differences (t test) between the LC-MS/MS method and the reference PPT/LC-MS/MS method. Therefore, LC-MS/MS can be applied in therapeutic monitoring, with the advantage that this method offers improved precision, accuracy, and analytical frequency.
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