>Magister Scientiae - MSc / Pollution of water sources, aquifers and wetland systems caused by industry, agriculture, and municipally treated wastewater is a worldwide problem that contributes to the scarcity of clean and potable water. Rivers, channels, lakes, oceans, and ground water are often contaminated by a variety of organic substances that can affect aquatic life and threaten human health. Organic compounds such as antibiotics that are not effectively removed by modern day water treatment technology are a growing threat to water quality and health. The emergence of antibiotics in the environment particularly aquatics have become a matter of concern as they may result in induction and spread of bacterial resistance which may be harmful to humans or animals. After administration, antibiotics for human use or their metabolites are excreted into the effluent and reach the sewage treatment plant (STP). Not all Antibiotics in sewage treatment plants are eliminated. Consequently they can pass through the sewage system and may end up in environmental and even potable water systems. Antibiotic residues have been reportedly found in places such as hospital wastewaters, wastewater treatment plants and surface waters all over the world with concentrations ranging from approximately 60-120000 ng/, 2-580 ng/L and 5-1300 ng/L respectively. The current methods that are used to detect antibiotics can be quite expensive and time consuming due to sample preparation (necessary for detection of very low concentrations of antibiotics in water) and technology used in the instruments. Electrochemical sensors and biosensors are simple systems, with high selectivity and sensitivity for individual measurements and cost effectiveness. The development of composites based on conductive phases dispersed in polymeric matrices has led to important advances in analytical electrochemistry. Polyamic acid and graphene oxide are both materials with well-defined electrochemistry and are easily processable in the design of various sensor formats. In this study we present a novel polyamic acid - graphene oxide (PAA/GO) electrode which was prepared for electrochemical screening of antibiotic residues in aqueous systems. Polyamic acid (PAA) and graphene oxide (GO) were successfully synthesized independently and characterized using SEM which was used to study the morphology of the PAA, FTIR spectroscopy to confirm chemical structures and functional groups as well as CV and SWV which were used to identify the unique electrochemical behavior of PAA and GO respectively. Polyamic acid-graphene oxide nanocomposite was prepared and characterized by CV, SWV, FTIR and SEM. The novel electrode (PAA/GO/SPCE) was prepared by electrochemically depositing PAA/GO (0.03 mg/mL) onto SPCE electrodes using 5 cycles between −1000 mV and 1000 mV at 50 mVs. The analytical performance of the electrochemical sensor towards detection of neomyxin and norlfoxacin was compared to standard Uv-vis spectroscopy method. The Uv-vis spectroscopy showed LOD of 1.61x10-5 M and 1.41x10-5 M for norfloxacin and neomycin respectively. The PAA/GO electrochemical sensor had a LOD of 3.37x10-7 M for norfloxacin and 1.066x10-6 M for neomycin. Sensitivity of the UV/vis method was comparable to electrochemical sensor sensitivity for neomycin and norfloxacin.

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Orientador: Hérida Regina Nunes Salgado / Banca: Marcela Longhi / Banca: Ruy Carlos Ruver Beck / Resumo: O norfloxacino é uma fluoroquinolona de segunda geração derivada do ácido nalidíxico. Como as demais fluoroquinolonas, o norfloxacino atua por inibição da DNA-girase bacteriana, complexo enzimático que participa do processo de replicação do DNA bacteriano e também inibe a topoisomerase tipo IV do DNA bacteriano. Esta fluoroquinolona é utilizada para o tratamento de infecções do trato urinário causadas por bactérias Gram-negativas, incluindo Enterobacteriaceae e espécies Pseudomonas-resistentes e também alguns micro-organismos Gram-positivos. A literatura apresenta alguns métodos de análise para norfloxacino em fluidos biológicos, águas subterrâneas, alimentos e formas farmacêuticas. Com base nestas considerações, este trabalho objetiva desenvolver ensaios para análise qualitativa de norfloxacino utilizando espectrofotometria na região do visível, análise térmica, cromatografia em camada delgada, cromatografia líquida de alta eficiência, eletroforese capilar e outros métodos gerais para caracterização da SQR e comprimidos de norfloxacino. Métodos analíticos foram desenvolvidos e validados para a quantificação deste fármaco como: (1) espectrofotometria na região do visível, comprimento de onda de detecção 520 nm, com faixa linear de 95,0 a 120,0 μg/mL utilizando ácido cloranílico 0,1% como reagente, com exatidão de 102,48%; (2) cromatografia líquida de alta eficiência, com comprimento de onda de detecção de 277 nm, fase móvel composta por solução aquosa de ácido acético 5% e metanol (80:20 v/v), obtendo-se tempo de retenção médio de 5,7 minutos e capacidade de separação de produtos de degradação. A faixa linear avaliada foi de 10,0 a 30,0 μg/mL, com exatidão de 103,96%; (3) Eletroforese Capilar, validado utilizando-se como eletrólito, tampão de tetraborato de sódio 30 mM a pH 9,0 e capilar... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Norfloxacin is a second-generation fluoroquinolone derivate of nalidixic acid. Like other fluoroquinolones, norfloxacin acts by inhibiting DNA gyrase, the enzyme complex that participates in the process of bacterial DNA replication and also inhibit topoisomerase IV type of bacterial DNA. This fluoroquinolone is used in treatment of urinary tract infections caused by Gram-negative bacteria, including Enterobacteriaceae, and Pseudomonas-resistant species and also by Gram-negative microorganisms. The literature describes some methods to analyses norfloxacin in biologic fluids, groundwater, foods and pharmaceutical forms. Based on these considerations, this work aims to develop assays for qualitative analysis of norfloxacin using visible spectrophotometry, thermal analysis, thin-layer chromatography, high performance liquid chromatography, capillary electrophoresis and other general methods for the characterization of API and tablets of norfloxacin. Analytical methods were developed and validated for the quantification of this drug as: (1) visible spectrophotometry, detection wavelength 520 nm with a linear range from 95.0 to 120.0 μg/mL using chloranilic acid 0.1% as a reagent, with an accuracy of 102.48%; (2) high performance liquid chromatography with detection wavelength of 277 nm, mobile phase composed of aqueous 5% acetic acid and methanol (80:20 v/v) obtaining an average retention time of 5.7 minutes and separation capability degradation products. The linear range was measured from 10.0 to 30.0 μg/mL, with accuracy (103.96%); (3) Capillary electrophoresis was validated using a solution of 30 mM sodium tetraborate buffer pH 9.0 as the electrolyte and a fused silica capillary of 48.5 cm, with 40.0 cm effective, and 75 μm of diameter. The linear range was evaluated from... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Este trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar um novo complexo mononuclear de rutênio (III) e enrofloxacina (enro, fármaco antibacteriano da família das fluoroquinolonas), [Ru(enro)3].nH2O. Foram testadas várias rotas sintéticas e apenas a partir de uma delas obteve-se o composto desejado. O produto foi caracterizado pelas técnicas espectroscópicas de absorção na região do UV-visível e do infra-vermelho. Através desta última técnica foi possível determinar o modo pelo qual a enrofloxacina se coordena ao íon rutênio: a coordenação ocorre de modo bidentado através do oxigênio da piridona e do oxigênio do grupamento carboxilato. Outro objetivo deste trabalho foi investigar a interação do complexo mononuclear de rutênio (III) e norfloxacina, [Ru(nor)3].nH2O, com a albumina de soro humano (HSA), através da técnica de luminescência. Mais especificamente pelo estudo da supressão da luminescência dos resíduos de triptofano, aplicando-se o modelo de tratamento da supressão bimolecular de Stern-Volmer. O estudo de supressão de fluorescência mostrou, por meio de espectros de emissão da HSA, que com o aumento da concentração do complexo [Ru(nor)3].nH2O na solução de HSA, ocorre uma redução gradual da luminescência da HSA, devido a alterações da conformação da proteína, que sugerem alteração do microambiente próximos aos resíduos de triptofano. A partir do tratamento dos dados pode-se determinar tanto K_sv quanto a constante cinética do processo de supressão, que mostraram uma dependência com a temperatura sugerindo como mecanismo predominante de supressão o mecanismo dinâmico. Porém essa conclusão foi revista a partir da determinação dos tempos de vida do estado excitado da HSA, e pode-se concluir que o mecanismo predominante à temperatura ambiente é o mecanismo estático, porém com o aumento da temperatura ocorre a predominância do mecanismo do tipo dinâmico. Através da determinação dos parâmetros termodinâmicos, concluiu-se que as interações entre a HSA e o complexo são espontâneas, e forças de van der Waals e ligações de hidrogênio estão envolvidas na ligação entre a HSA e o supressor. / This work aims to synthesize and characterize a new mononuclear ruthenium (III) complex and enrofloxacin (enro, antibacterial drug of the fluoroquinolone family), [Ru(enro)3].nH2O. Several synthetic routes were tested, but only from one of them it was obtained the desired compound. The product was characterized by spectroscopic techniques of absorption in UV-visible and infra-red regions. Through this last technique, it was possible to determine the coordination mode of enrofloxacin to the ruthenium ion: the coordination occurs in a bidentate way through the pyridone oxygen and the oxygen of the carboxylate group. Another aim of this study was to investigate the interaction of mononuclear ruthenium (III) complex and the norfloxacin, [Ru(nor)3].nH2O, with the human serum albumin (HSA), through the technique of luminescence. More specifically, by the study of the quenching of luminescence of tryptophan residues, by applying the Stern-Volmers model of treatment of bimolecular suppression. The fluorescence quenching study showed, through the emission spectra of HSA, that increasing the complex concentration in HSA solution, there is a gradual reduction of the luminescence of HSA, due to the conformational changes of the protein that suggests the change of microenvironment near tryptophan residues. From the data processing it is possible to determine both K_sv and the kinetic constant of the suppression process, which showed temperature dependence, suggesting as the predominant mechanism of quenching the dynamic mechanism. However, this conclusion has been revised from the determination of the lifetimes of the excited state of HSA, and it can be concluded that the predominant mechanism at room temperature is the static mechanism, but with the temperatures increase, it occurs the predominance of the dynamic type mechanism. By determining the thermodynamic parameters, it was concluded that the interactions between HSA and the complex are spontaneous, and Van der Waals forces and hydrogen bonds are involved in the binding between HSA and suppressor.

[pt] A norfloxacina é um antibiótico de amplo espectro bacteriano, amplamente utilizado na medicina. É membro da família das fluorquinolonas e, como a maioria dos membros dessa família, é naturalmente fluorescente. Isso torna técnicas espectroscópicas ideais para o seu estudo. Ademais, tem sido relatado que, quando complexada com metais de transição, como o cobre, pode apresentar maior ação microbiana e também ação antitumoral. Surfactantes são usualmente utilizados em formulações para transporte de fármacos, com o objetivo de acurar a ação dos mesmos em regiões específicas. Este trabalho teve por finalidade estudar, através de técnicas espectroscópicas como absorção, fluorescência estacionária e resolvida no tempo, a interação de norfloxacina com micelas dos surfactantes iônicos dodecilsulfato de sódio (SDS) e brometo de cetil trimetilamônio (CTAB). Esse estudo foi realizado em diferentes pHs, pois o equilíbrio iônico da norfloxacina depende do pH, e diversos trabalhos demonstram que o seu estado de carga é extremamente importante para a interação com alvos biológicos. Através das técnicas utilizadas foi possível mensurar as constantes de associação da norfloxacina às micelas, como também foi notório que, no caso do SDS, a concentração micelar crítica do surfactante sofre uma considerável redução, diminuindo em até seis vezes o valor usual em solução aquosa. Em pH 7,4 também foram avaliados os efeitos da complexação de norfloxacina com cobre e com os complexos cobre piridina, cobre bipiridina e cobre fenentrolina na interação com micelas de SDS. / [en] Norfloxacin is a broad-spectrum antibacterial drug widely used in medicine. It is a member of the family of fluoroquinolones and is naturally fluorescent, as the majority of the members of this family. This makes spectroscopic techniques ideal for its study. Moreover, it has been reported that complexation with transition metals such as copper can result in a higher antimicrobial and antitumor action. Surfactants are commonly used in formulations for drug delivery, with the purpose of improving the action in a specific region. This paper aims at studying the interaction of norfloxacin with ionic micelles of sodium dodecyl sulfate (SDS) and cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) using spectroscopic techniques such as UV-Visible absorption, steady state and time resolved fluorescence. This study was carried out at different pH, since the ionic state of norfloxacin is modified by the pH, and several studies have shown that the ionic state of the molecule is extremely important for the interaction with biological targets. The techniques allowed obtaining the association constants of norfloxacin to the micelles. It was also noticed that in the case of SDS, the critical micelle concentration of the surfactant undergoes a considerable reduction, reducing six times the usual value in aqueous solution. At pH 7.4 the effects of norfloxacin complexation with copper and with the copper complexes with pyridine, bipyridine and phenanthroline on the interaction with SDS and CTAB micelles were also evaluated.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esse trabalho compreende dois diferentes estudos de caso: o primeiro foi a respeito de um medicamento para o qual foi desenvolvida uma metodologia para determinar norfloxacino (NOR) por espectrofluorimetria molecular e validação por HPLC. Primeiramente foi desenvolvida uma metodologia por espectrofluorimetria onde foram feitos alguns testes preliminares a fim de estabelecer qual valor de pH iria fornecer a maior intensidade de emissão. Após fixar o pH foi feita a determinação de NOR em padrões aquosos e soluções do medicamento usando calibração univariada. A faixa de concentração trabalhada foi de 0500 μg.L-1. O limite de detecção para o medicamento foi de 6,9 μg.L-1 enquanto que o de quantificação foi de 24,6 μg.L-1. Além dessas, outras figuras de mérito também foram estimadas para desenvolvimento da metodologia e obtiveram resultados muito satisfatórios, como por exemplo, os testes de recuperação no qual a recuperação do analito foi de 99.5 a 103.8%. Para identificação e quantificação do NOR da urina foi necessário diluir a amostra de urina (estudada em dois diferentes níveis de diluição: 500 e 1000 x) e também uso do método da adição de padrão (na mesma faixa de concentração usada para medicamento). Após a aquisição do espectro, todos foram usados para construção do tensor que seria usado no PARAFAC. Foi possível estimar as figuras de mérito como limite de detecção de 11.4 μg.L-1 and 8.4 μg.L-1 (diluição de 500 e 1000 x respectivamente) e limite de quantificação de 34 μg.L-1 e 25.6 μg.L-1 (diluição de 500 x e 1000 x respectivamente). O segundo estudo de caso foi na área alimentícia no qual se usou espectroscopia NIR e FT MIR acopladas a quimiometria para discriminar óleo de soja transgênica e não transgênica. Os espectros dos óleos não mostraram diferença significativa em termos visuais, sendo necessário usar ferramentas quimiométricas capazes de fazer essa distinção. Tanto para espectroscopia NIR quanto FT MIR foi feito o PCA a fim de identificar amostras discrepantes e que influenciariam o modelo de forma negativa. Após efetuar o PCA, foram usadas três diferentes técnicas para discriminar os óleos: SIMCA, SVM-DA e PLS-DA, sendo que para cada técnica foram usados também diferentes pré processamento. No NIR, apenas para um pré processamento se obteve resultados satisfatórios nas três técnicas, enquanto que para FT-MIR ao se usar PLS-DA se obteve 100% de acerto na classificação para todos os pré processamentos / This paper comprises two different researches: the firts one was related to a medicament for which was developed a methodology to quantify Norfloxacin (NOR) by molecular spectrofluorimetry and validation by HPLC. First of all, was developed a methodology for spectrofluorimetry where were done some preliminary tests to establish which value of pH would provide the highest emission intensity. After fix pH, it was performed NOR determination in aqueous standard and medicament using univariate calibration. The concentration range was 0-500 μg.L-1. The limit of detection for medicament was 6,9 μg.L-1 while the limit of detection was 24,6 μg.L-1. Beyond that, other figures of merit were also estimated for developing methodology and offered results quite satisfactory, such as recovering tests in which analyte recovery was 99.5 - 103.8%. For identify and quantify NOR in urine was necessary to dilute the samples (studied in two different levels: 500 and 1000 X) and also standar method addition (in same concentration range used for medicament). After spectra acquisition, all of them were used to built the tensor that would be used in PARAFAC. It was possible to estimate figures of merit such as limit of detection: 11.4 μg.L-1 and 8.4 μg.L-1 (dilution of 500 and 1000 X respectively) and limit of quantification: 34 μg.L-1 and 25.6 μg.L-1 (dilution of 500 and 1000 X, respectively). The second studied case was in food area in which was used NIR and FT-MIR spectroscopy coupled with chemometric to discriminate transgenic and no transgenic soybean oil. Oils spectra did not show significative difference in visual terms, being necessary using chemometric tools capable of perform this distinction. For NIR and FT-MIR spectroscopy it was performed PCA that aimed identify anomalous samples that would be a negative influence. After perform PCA were used three different techniques to discriminate oils samples: SIMCA, SVM-DA and PLS-DA, being used for each technique different preprocessing. In NIR, only for one preprocessing it was obtained good results for three techniques while in FT-MIR when PLS-DA was used it was achieved 100% in classification for all preprocessing

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esse trabalho compreende dois diferentes estudos de caso: o primeiro foi a respeito de um medicamento para o qual foi desenvolvida uma metodologia para determinar norfloxacino (NOR) por espectrofluorimetria molecular e validação por HPLC. Primeiramente foi desenvolvida uma metodologia por espectrofluorimetria onde foram feitos alguns testes preliminares a fim de estabelecer qual valor de pH iria fornecer a maior intensidade de emissão. Após fixar o pH foi feita a determinação de NOR em padrões aquosos e soluções do medicamento usando calibração univariada. A faixa de concentração trabalhada foi de 0500 μg.L-1. O limite de detecção para o medicamento foi de 6,9 μg.L-1 enquanto que o de quantificação foi de 24,6 μg.L-1. Além dessas, outras figuras de mérito também foram estimadas para desenvolvimento da metodologia e obtiveram resultados muito satisfatórios, como por exemplo, os testes de recuperação no qual a recuperação do analito foi de 99.5 a 103.8%. Para identificação e quantificação do NOR da urina foi necessário diluir a amostra de urina (estudada em dois diferentes níveis de diluição: 500 e 1000 x) e também uso do método da adição de padrão (na mesma faixa de concentração usada para medicamento). Após a aquisição do espectro, todos foram usados para construção do tensor que seria usado no PARAFAC. Foi possível estimar as figuras de mérito como limite de detecção de 11.4 μg.L-1 and 8.4 μg.L-1 (diluição de 500 e 1000 x respectivamente) e limite de quantificação de 34 μg.L-1 e 25.6 μg.L-1 (diluição de 500 x e 1000 x respectivamente). O segundo estudo de caso foi na área alimentícia no qual se usou espectroscopia NIR e FT MIR acopladas a quimiometria para discriminar óleo de soja transgênica e não transgênica. Os espectros dos óleos não mostraram diferença significativa em termos visuais, sendo necessário usar ferramentas quimiométricas capazes de fazer essa distinção. Tanto para espectroscopia NIR quanto FT MIR foi feito o PCA a fim de identificar amostras discrepantes e que influenciariam o modelo de forma negativa. Após efetuar o PCA, foram usadas três diferentes técnicas para discriminar os óleos: SIMCA, SVM-DA e PLS-DA, sendo que para cada técnica foram usados também diferentes pré processamento. No NIR, apenas para um pré processamento se obteve resultados satisfatórios nas três técnicas, enquanto que para FT-MIR ao se usar PLS-DA se obteve 100% de acerto na classificação para todos os pré processamentos / This paper comprises two different researches: the firts one was related to a medicament for which was developed a methodology to quantify Norfloxacin (NOR) by molecular spectrofluorimetry and validation by HPLC. First of all, was developed a methodology for spectrofluorimetry where were done some preliminary tests to establish which value of pH would provide the highest emission intensity. After fix pH, it was performed NOR determination in aqueous standard and medicament using univariate calibration. The concentration range was 0-500 μg.L-1. The limit of detection for medicament was 6,9 μg.L-1 while the limit of detection was 24,6 μg.L-1. Beyond that, other figures of merit were also estimated for developing methodology and offered results quite satisfactory, such as recovering tests in which analyte recovery was 99.5 - 103.8%. For identify and quantify NOR in urine was necessary to dilute the samples (studied in two different levels: 500 and 1000 X) and also standar method addition (in same concentration range used for medicament). After spectra acquisition, all of them were used to built the tensor that would be used in PARAFAC. It was possible to estimate figures of merit such as limit of detection: 11.4 μg.L-1 and 8.4 μg.L-1 (dilution of 500 and 1000 X respectively) and limit of quantification: 34 μg.L-1 and 25.6 μg.L-1 (dilution of 500 and 1000 X, respectively). The second studied case was in food area in which was used NIR and FT-MIR spectroscopy coupled with chemometric to discriminate transgenic and no transgenic soybean oil. Oils spectra did not show significative difference in visual terms, being necessary using chemometric tools capable of perform this distinction. For NIR and FT-MIR spectroscopy it was performed PCA that aimed identify anomalous samples that would be a negative influence. After perform PCA were used three different techniques to discriminate oils samples: SIMCA, SVM-DA and PLS-DA, being used for each technique different preprocessing. In NIR, only for one preprocessing it was obtained good results for three techniques while in FT-MIR when PLS-DA was used it was achieved 100% in classification for all preprocessing

[pt] Norfloxacina (NFX) é um antibiótico fluorescente de amplo espectro bacteriológico, membro da família das fluorquinolonas (FQs). A interação das FQs com íons metálicos pode incrementar a ação bactericida e agir contra a resistência das bactérias frente aos antibióticos. Diversos exemplos de complexos mistos de norfloxacina e Cu(II) podem ser encontrados na literatura. A compreensão dos mecanismos moleculares de interação desses antibióticos com os diferentes componentes das células e com nanopartículas de ouro, como transportadores do fármaco, é extremamente importante. Para entender essas interações, neste trabalho utilizamos diferentes técnicas espectroscópicas, como espectroscopia de fluorescência estacionária e resolvida no tempo, absorção de luz UV-Visível e ressonância paramagnética eletrônica (RPE). A interação de NFX e do complexo ternário Cu(II):L:NFX, onde o ligante L é a 1,10-fenantrolina (Phen) ou 2,2-bipiridina (Bipy), com micelas e lipossomas unilamelares pequenos de fosfatidilcolina de ovo (PC) foi estudada usando espectroscopia de fluorescência em estado estacionário e resolvida no tempo. Foi estudada a estabilidade dos complexos ternários formados em micelas. Foram obtidas constantes de estabilidade no interior de micelas de SDS, as quais mostraram valores muito maiores do que em tampão. Já os espectros de RPE deram maiores detalhes sobre a estrutura dos complexos e confirmaram a formação do complexo ternário dentro das micelas. Foram estudadas as interações de FQs e seus complexos de cobre com lipossomas de PC preparados com diferentes densidades superficiais de carga elétrica negativa. No estudo da interação de FQs com nanopartículas de ouro sintetizadas por ablação a laser (nanocompósitos, AuNCs), NFX mostrou maiores mudanças, tanto na absorbância como na fluorescência, do que as FQs ciprofloxacina (CFX) e levofloxacina (LFX). Os resultados sugerem mudanças no índice de refração na superfície dos AuNCs, por associação com o fármaco e/ou formação de aglomerados como resultado da interação. Observou-se também uma supressão lenta, porém significativa, na fluorescência da NFX, sem mudança na posição do pico, indicando que NFX mantém o seu estado inicial de protonação ligando-se à superfície dos AuNCs. Também foi observada a liberação de FQs ligadas à superfície de AuNPs mediante substituição por tióis, que ocasiona recuperação parcial da fluorescência da fluorquinolona. Por último, como o surfactante aniônico SDS se mostrou promissor na interação com NFX, em comparação com surfactantes catiônicos e neutros, e como os AuNCs são estáveis em SDS, estudamos a interação de NFX com AuNCs sintetizados em presença de SDS e, para comparação, com AuNCs colocados em solução de SDS após a síntese. / [en] Norfloxacin (NFX) is a fluorescent antibiotic of broad bacteriological spectrum, member of the fluoroquinolone (FQ) family. The interaction of FQs with metal ions can increase the bactericidal action and act against antibiotics bacterial resistance. Several examples of mixed-ligand norfloxacin Cu (II) complexes can be found in the literature. Understanding the molecular mechanisms of interaction of these antibiotics with different cell components and with gold nanoparticles as drug transporters is extremely important. To clarify these interactions, we used different spectroscopic techniques, such as steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy, UV-Visible light absorption, and electron paramagnetic resonance (EPR). The interaction of NFX and the ternary complex Cu(II):L:NFX, where the L is the ligand 1,10-phenanthroline (Phen) or 2,2-bipyridine (Bipy), with micelles and small unilamellar liposomes of egg phosphatidylcholine (PC) was studied using steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy. The stability of the ternary complexes formed in micelles was studied, and stability constants were obtained inside SDS micelles, which showed values much larger than in buffer. The EPR spectra gave further details on the structure of the complexes, and confirmed the formation of the ternary complex inside the micelles. The interactions of FQs and their copper complexes with PC liposomes prepared with different surface densities of negative electrical charge were studied. In the study of the interaction of FQs with gold nanoparticles synthesized by laser ablation (nanocomposites, AuNCs), NFX showed greater changes than FQs ciprofloxacin (CFX) and levofloxacin (LFX) in both absorbance and fluorescence. The results suggest changes in the surface refractive index of the AuNCs and/or cluster formation, as result of the interaction with the drug. A slow but significant quenching of NFX fluorescence was also observed, with no change in peak position, indicating that NFX maintains its initial state of protonation by binding to the surface of the AuNCs. Release of FQs attached to the surface of AuNCs by thiols has also been observed, which causes partial recovery of FQ fluorescence. Finally, as the anionic surfactant SDS showed to be promising in the interaction with NFX, compared to cationic and neutral surfactants, and because the AuNCs are stable in SDS, we studied the interaction of NFX with AuNCs synthesized in the presence of SDS and, for comparison, with AuNCs placed in SDS solution after synthesis.

A espectrometria de massas, acoplada ou não a outras técnicas, tem sido de grande utilidade na determinação de novos compostos, produtos de transformação/degradação, metabólitos e na quantificação em nível de traços nas mais diferentes matrizes, devido à grande versatilidade dessa técnica, especialmente em relação aos modos de análise. Neste trabalho foi sistematizada uma metodologia para a aplicação das técnicas de espectrometria de massas na identificação de produtos de transformação/degradação de fármacos de uso humano e veterinário. Ferramentas da química computacional foram utilizadas para auxiliar na elucidação das estruturas dos compostos formados. A metodologia foi empregada para a identificação e quantificação dos produtos de transformação/degradação da rosuvastatina, gerados durante o processo de fotocatálise heterogênea com ZnO, para a identificação dos produtos de transformação/degradação gerados durante a fotólise em meio aquoso do sulfamentoxazol, ciprofloxacino e norfloxacino, e para a quantificação da amoxicilina transferida ao leite bovino. A viabilidade de se realizar a identificação de metabólitos da amoxicilina presentes no leite bovino por meio do mesmo processo de preparo de amostra e de análise utilizado para a quantificação também foi avaliada. Foram identificados dez principais produtos de transformação/degradação da fotocatálise da rosuvstatina, dez principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do sulfametoxazol, quinze principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do ciprofloxacino e quinze principais produtos de transformação/degradação da fotólise em meio aquoso do norfloxacino. A metodologia empregada para a quantificação da amoxicilina em leite bovino se demostrou adequada, mas estudos adicionais são necessários para que seja possível identificar os seus metabólitos nessa matriz. Os resultados dos cálculos ab initio que foram utilizados para o estudo dos produtos de transformação/degradação da rosuvastatina e sulfametoxazol mostram que essa técnica pode ser bastante útil na elucidação estrutural dos compostos que são formados. / Mass spectrometry, coupled or not with other techniques, is very useful for the determination of new compounds, transformation/degradation products, metabolites and quantification at trace levels in many different matrices, due to the versatility of such a technique, specially regarding to analysis modes. In the present work a methodology was systematized for the application of mass spectrometry techniques in order to identify metabolites and transformation/degradation products for human and veterinary drugs usage. Computational chemistry tools were used to assist in the elucidation of the structure of the compounds formed during the process. The methodology was employed for identification and quantification of rosuvastatin transformation/degradation products generated during the heterogeneous photocatalysis process with ZnO, for the identification of sulfamethoxazole, ciprofloxacin and norfloxacion transformation/degradation products generated during the photolysis in aqueous medium and for quantifying amoxicillin transferred to bovine milk. The feasibility of identification of amoxicillin metabolites present in bovine milk using the same sample preparation procedure exploited for the quantification analysis was also assessed. Ten main transformation/degradation products of rosuvastatin photocatalysis were identified, as well as ten main transformation/degradation products of sulfamethoxaxole photolysis in aqueous medium, fifteen main transformation/degradation products of ciprofloxacin photolysis in aqueous medium and fifteen main transformation/degradation products of norfloxacin photolysis in aqueous medium. The methodology applied for the bovine milk amoxicillin quantification was demonstrated to be adequate, but additional studies are needed to identify amoxicillin metabolites in the milk matrix. The results of ab initio calculations utilised for the study of rosuvastatin and sulfamethoxazole transformation/degradation products show that this technique can be very useful for the structural elucidation of chemical compounds which are formed.

The aim of the diploma thesis was to monitor seasonal concentration changes of 7 antibiotics norfloxacin, levofloxacin, ciprofloxacin, azithromycin, erythromycin, trimethoprim and sulfamethoxazole in wastewater influent and (cleaned) water effluent in the Sewage Treatment Plant (STP) České Budějovice. Time-proportional 24 hours pooled samples of wastewater were collected every month from March 2011 to February 2012 in the influent and effluent pof the STP. The concentrations of target compounds were determined by using in line SPE/LC-MS/MS analysis. The highest average concentration in the influent was detected in case of norfloxacin (0.563 microgram/l) and ciprofloxacin (0.406 microgram/l). The highest average concentration in the effluent was detected in the case of trimethoprim (0.255 microgram/l) and erythromycin (0.117 microgram/l). Higher concentration of antibiotics was measured in the colder periods of the year. It was connected with increased use of antibiotics and with less cleaning efficiency of the STP in this season. The highest removal efficiency was determined for norfloxacin and ciprofloxacin, the lowest for erythromycin. The influence of the season on the removal efficiency of antibiotics was found esp. for azithromycin,trimethoprim and sulfamethoxazole.