Neste trabalho, os anticorpos policlonais e monoclonais anti-fluoxetina foram produzidos em coelhos e camundongos, respectivamente, por imunização com o conjugado fluoxetina-soroalbumina bovina. Os anticorpos obtidos foram caracterizados em função da especificidade contra o fármaco por ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) e posteriormente, purificados por afinidade em coluna fluoxetina-agarose labmade. Os anticorpos purificados foram imobilizados covalentemente na superfície vítrea das barras SBSE (extração sortiva em barra de agitação) labmade. Após a derivatização das barras com 3-aminopropiltrietoxisilano, dois métodos distintos de acoplamento dos anticorpos às barras SBSE foram avaliados: ativação com glutaraldeído e succinilação seguida de ativação via éster N-hidroxisuccinimida (NHS). A funcionalização das barras SBSE foi comprovada através da imobilização de enzima peroxidase (HRP) em lugar do anticorpo e posterior ensaio enzimático com as barras. Várias barras SBSE com diferentes áreas (1,2; 2,4; e 4,0 cm2) foram preparadas, dentre as quais, as com maior área imunosorvente apresentaram maiores taxas de recuperação do fármaco. A avaliação da morfologia da superfície da barra SBSE imunosorvente foi realizada através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). As variáveis do processo SBSE de imunoafinidade foram otimizadas para estabelecer o equilíbrio de sorção antígeno-anticorpo em um menor tempo de análise e obtenção de limite de quantificação compatível com o intervalo terapêutico do fármaco. As capacidades adsortivas das barras imunosorventes foram de 1,2 e 8 microgramas por cm2 para anticorpos policlonais e monoclonais, respectivamente. Os imunosorventes desenvolvidos apresentaram reatividade-cruzada apenas com norfluoxetina (metabólito ativo de fluoxetina). As barras imunosorventes foram reutilizadas aproximadamente 30 vezes, sem perda significativa da eficiência das extrações. Baseados nos parâmetros de validação analítica avaliados, os métodos de SBSE/LC-FD de imunoafinidade desenvolvidos são adequados para a determinação de fluoxetina em amostras de plasma de pacientes em terapia com o fármaco, para fins de monitorização terapêutica. Por conseguinte, esses métodos foram aplicados com êxito para análises de amostras de plasma de pacientes idosos em terapia com Prozac®. Neste trabalho, o método MEPS (microextração em sorvente empacotado)/LC-UV também foi desenvolvido e validado para análise simultânea de sertralina, paroxetina, citalopram, fluoxetina e mirtazapina em amostras de plasma para fins de monitorização terapêutica. As variáveis do processo MEPS foram otimizadas (pH e volume da amostra, força iônica, volume dos ciclos aspirar-dispensar e condições de dessorção) para estabelecer o equilíbrio de sorção em menor tempo de análise e obter sensibilidade analítica adequada para a determinação dos antidepressivos no intervalo terapêutico. O método MEPS/LC-UV desenvolvido permitiu integração da dessorção dos analitos e injeção da amostra no sistema cromatográfico (LC-UV) em uma única etapa, usando a microsseringa de extração MEPS. A fase extratora MEPS, M1 (C8/SCX), foi reutilizada mais de 50 vezes com perda mínima da eficiência da extração, comprovando a robustez do material sorvente. Segundo os parâmetros de validação analítica avaliados, o método MEPS/LC-UV desenvolvido é adequado para a determinação de antidepressivos em amostras de plasma para fins de monitorização terapêutica. / In this work, polyclonal and monoclonal anti-fluoxetine antibodies were developed in rabbits and mice by immunization with fluoxetine-bovine albumin conjugate, respectively. The developed antibodies were characterized on the basis of the specificity against the drug by ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) and, subsequently they were purified by labmade fluoxetine-agarose affinity column. The purified antibodies were covalently immobilized onto the glass surface of labmade SBSE (stir bar sorptive extraction) bars. After derivatization of the bars with 3-aminopropyltriethoxysilane, two distinct methods were evaluated for the antibodies coupling to the SBSE bars: activation with glutaraldehyde and succinylation activation via ester N-hydroxysuccinimide (NHS). The functionalization of SBSE bars was confirmed by the immobilization of peroxidase (HRP) instead of the antibody and, subsequent enzymatic assay with the bars. Several SBSE bars with different areas (1.2, 2.4, and 4.0 cm2) were prepared, among of them the largest immunosorbent area showed higher recovery rates of the drug. The evaluation of surface morphology of the SBSE immunosorbent bar was performed using scanning electron microscopy (SEM). The SBSE immunoaffinity variables were optimized to establish sorption equilibrium of antigen-antibody in a short time analysis and to obtain the limit of quantification compatible with the therapeutic range of the drug. The adsorptive capacities of the immunosorbent bars were 1.2 and 8 micrograms per cm2 for polyclonal and monoclonal antibodies, respectively. The developed immunosorbents showed cross-reactivity only with norfluoxetine (active metabolite of fluoxetine). The immunosorbent bars were reused approximately 30 times without significant loss of the extraction efficiency. Based on evaluated analytical validation parameters, the developed immunoaffinity SBSE/LC-FD methods are suitable for the determination of fluoxetine in plasma samples from patients on therapy with the antidepressant for therapeutic drug monitoring. Therefore, these methods were successfully applied for the analysis of plasma samples from elderly patients undergoing therapy with Prozac®. In this work, the method MEPS (microextraction by packed sorbent)/ LC-UV was also developed and validated for the simultaneous analysis of sertraline, paroxetine, citalopram, fluoxetine and mirtazapine in plasma samples for therapeutic drug monitoring. The MEPS process variables were optimized (pH, sample volume, ionic strength, draw-eject cycles volume and desorption conditions) to establish the sorption equilibrium in a short time analysis and to obtain adequate analytical sensitivity for determination of antidepressants within therapeutic range. The developed MEPS/LC-UV method allowed integration of the analytes desorption and sample injection in the chromatographic system (LC-UV) in a single step, using a MEPS extraction microsyringe. The MEPS extraction phase, M1 (C8/SCX) was reused over 50 times with minimum loss of extraction efficiency, proving the robustness of the sorbent material. According to the evaluated analytical validation parameters, the developed MEPS/LC-UV method is suitable for the determination of antidepressants in plasma samples for therapeutic drug monitoring.

A monitorização terapêutica tem sido descrita como um recurso clínico valioso, na individualização do regime de dosagem, de acordo com a concentração do fármaco em amostras de plasma ou soro. O objetivo da monitorização terapêutica é assegurar a eficácia clínica e minimizar os efeitos adversos dos fármacos prescritos na clínica. A química analítica moderna tem sido direcionada para a simplificação dos métodos através da miniaturização dos sistemas analíticos, minimização do consumo de solvente orgânico e do volume da amostra. Neste contexto, metodologias analíticas utilizando as técnicas de microextração, extração sortiva em barra de agitação (SBSE) e microextração em sorvente empacotado (MEPS), juntamente com a eletroforese capilar em solução não-aquosa (NACE) foram desenvolvidas para fins monitorização terapêutica de antidepressivos inibidores seletivos da recaptação de serotonina (ISRSs: fluoxetina, sertralina, paroxetina e citalopram) em amostras de plasma de pacientes em terapia com ISRSs. Inicialmente foram padronizadas as condições eletroforéticas com detecção espectrofotométrica (UV) para análise simultânea dos ISRSs em amostras de plasma. Dentre as condições avaliadas (diferentes soluções de eletrólitos em meio aquoso e não aquoso, cromatografia eletrocinética micelar e NACE), a técnica NACE-UV foi a única que apresentou resolução dos fármacos adequada. Em seguida, otimizou-se as variáveis inerentes das técnicas de microextração (SBSE e MEPS), visando minimizar o tempo de análise e aumento da sensibilidade analítica. Para o método SBSE/NACE, as variáveis tempo e temperatura de extração, pH da amostra biológica e processo de dessorção foram otimizadas, já para o método MEPS/NACE, as variáveis, pH da amostra biológica, volume da amostra e número dos ciclos aspirar/dispensar foram otimizadas. A validação analítica foi realizada segundo as normas preconizadas pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), com adição de padrão de padrão interno às amostras de plasma enriquecidas com os antidepressivos em diferentes concentrações plasmáticas que contemplam o intervalo terapêutico dos ISRSs. Para avaliar a aplicabilidade das metodologias padronizadas, amostras de plasma de pacientes em terapia com os ISRSs foram analisadas. Os métodos padronizados (SBSE/NACE e MEPS/NACE) foram comparados ao método de referência (LLE/NACE), utilizando a extração líquido-líquido. As técnicas de microextração, quando comparadas à LLE, apresentaram as seguintes vantagens: a reutilização das fases extratoras, procedimentos de extração com reduzido número de etapas, menores volumes de amostras biológicas e de solventes orgânicos. Segundo os parâmetros de validação avaliados, os métodos SBSE/NACE e MEPS/NACE padronizados podem ser empregados nas análises dos antidepressivos (ISRSs) em amostras de plasma, para fins de monitorização terapêutica. / Therapeutic monitoring allows individualization of the dose regimen and has been indicated for the monitoring of well-established therapeutic intervals. In psychiatric disorders, most of the patients require that the plasmatic concentrations to be within a fixed range, so the disorders are kept under control and the adverse effects are acceptable. The aim of the therapeutic monitoring is ensure clinical effectiveness and minimization of adverse effects of drugs prescribed at the clinic. New trends in analytical chemistry have been directed towards simplification and miniaturization of analytical systems, and minimization of organic solvents and sample volume. In this work, analytical methodologies using microextraction techniques, such as stir bar sorptive extraction (SBSE) and microextraction by packed sorbent (MEPS), in conjunction with capillary electrophoresis in a nonaqueous background electrolyte (NACE) were developed for therapeutic drug monitoring of selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs: fluoxetine, sertraline, paroxetine and citalopram) in plasma sample of patients in therapy with SSRIs. First, the optimization of electrophoretic separation of the SSRIs was carried out to obtain simultaneous analysis of all antidepressants. Among the conditions evaluated (different background electrolytes in aqueous and nonaqueous medium, micellar electrokinetic capillary chromatography, and NACE), NACE-UV gave the best results. In the sequence, the optimization of the inherent variables of microextraction techniques (SBSE and MEPS)aiming analyses time minimization and increase of analytical sensibilitywas carried out. For SBSE/NACE methodology development the variables such as time of extraction, temperature of extraction, and matrix pH were optimized. For MEPS/NACE methodology the variables matrix pH and the volume of draw-eject cycles were optimized. Analytical validation was carried out in agreement with the norms of National Health Surveillance Agency (ANVISA) for both of the proposed methods, in different plasmatic concentrations, which completed the therapeutic interval. The developed methods (SBSE/NACE e MEPS/NACE) were compared to the reference method, using liquid-liquid extraction (LLE/NACE). Microextraction techniques, compared to LLE, gave the following advantages: reutilization of the extraction phase, fewer numbers of steps for extraction, reduction of sample volume, and less consumption of organic solvents. According to the evaluated validation parameters, the standardized methods SBSE/NACE and MEPS/NACE can be used in the analyses of antidepressants (SSRIs) in plasma sample for therapeutic drug monitoring purposes.

A monitorização terapêutica permite a individualização do regime de dosagem, assegurando a eficácia clínica e minimizando os efeitos adversos dos fármacos, prescritos na clínica. Os antidepressivos têm sido monitorados, pois, apresentam intervalos terapêuticos bem estabelecidos, ou seja, a maioria dos pacientes, que apresentam concentrações plasmáticas dentro deste intervalo fixo, tem as desordens psiquiátricas mantidas sob controle e efeitos adversos aceitáveis. Os antidepressivos tricíclicos (ADTs): imipramina, amitriptilina, nortriptilina e desipramina, embora eficazes e ainda muito utilizados, apresentam efeitos adversos, não desejáveis. Os antidepressivos, inibidores seletivos da recaptação de serotonina (ISRSs): citalopram e sertralina, apresentam eficácia clínica comparável aos clássicos ADTs, mas destituídos dos efeitos adversos associados aos mesmos. Os métodos convencionais, empregados no tratamento de amostras biológicas, para análises de antidepressivos por técnicas cromatográficas, têm sido a extração líquido-líquido e extração em fase sólida. A extração sortiva em barra de agitação (SBSE), técnica recente de preparo de amostras para a préconcentração de compostos orgânicos presentes em amostras biológicas, baseiase na extração estática, através do polímero polidimetilsiloxano (PDMS), no qual ocorre a dissolução (sorção, partição) do analito. Neste trabalho, as técnicas SBSE e cromatografia líquida de alta eficiência foram avaliadas para a análise simultânea dos antidepressivos em amostras de plasma para fins de monitorização terapêutica. As condições cromatográficas de análise, assim como as variáveis SBSE de extração (tempo, temperatura, força iônica, pH da matriz) e tempo de dessorção, foram otimizadas, visando adequada sensibilidade analítica. A validação analítica foi realizada segundo normas da ANVISA, em diferentes concentrações plasmáticas, as quais contemplam o intervalo terapêutico. O método SBSE/HPLC padronizado apresentou linearidade na faixa de concentração plasmática de 20 a 1000 ng mL-1, precisão interensaio com coeficientes de variação menor que 14% e recuperação relativa de 83 a 110%. Segundo a validação analítica, a metodologia SBSE/HPLC apresentou linearidade, alta sensibilidade, seletividade e precisão analítica adequadas para a análise dos antidepressivos: imipramina, amitriptilina, nortriptilina, desipramina, citalopram e sertralina, em amostra de plasma, para fins de monitorização terapêutica. / Therapeutic drug monitoring allows individualization of drug dosage assuring its clinical efficacy and at the same time minimizing adverse effects of the drugs prescribed in clinics. The antidepressants have been monitored since they present a very well established therapeutic interval. In this sense, most of the patients whose plasmatic concentrations are ranged at that interval present psychiatric disorders under control and drug adverse effects at bearable levels. Despite tricyclic antidepressants (TCAs) such as imipramine, amitriptyline, nortriptyline and desipramine are highly efficient and widely used, they also present undesirable adverse effects. The antidepressants: citalopram and sertraline, which are selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), present clinical efficacy comparable to the classic TACs, but with no adverse effects associated to the last ones. Liquid-liquid extraction (LLE) and solid phase extraction (SPE) have been usually employed in biological sample pre-treatment for chromatographic analysis. A new technique named sorptive stir bar extraction (SBSE) for sample pre-concentration of organic compounds from biological samples was recently proposed. This technique is based on static extraction through the polymer polidimetilsiloxane (PDMS), in which analyte sorption occurs. In this work, SBSE and HPLC techniques have been evaluated for out antidepressants simultaneous analysis in plasma samples for therapeutic drug monitoring. The chromatographic conditions of analysis, as well as SBSE parameters (time, temperature, ionic strength, matrix pH, desorption time) have been optimized in order to obtain best analytical sensitivity. Analytical validation was carried out according to the norms established by ANVISA, in different plasmatic concentrations, which represent the therapeutic interval. The SBSE/HPLC method developed showed linearity in a concentration plasmatic ranging from 20 to 1000 ng mL-1, inter assay precision with coefficient of the variation lower than 14%, and relative recovery from 83 a 110%. Based on analytical validation, the SBSE/HPLC methodology showed good linearity, high sensitivity, selectivity and suitable repeatability to the analyzed antidepressants: imipramine, amitriptyline, nortriptyline, desipramine, citalopram and sertraline in plasma samples for therapeutic drug monitoring.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work were developed low cost bars of sorptive extraction, using commercial adhesive based on polydimethylsiloxane (PDMS) for the preconcentration and determination of benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX) in effluent from the University Hospital of Santa Maria (HUSM). It was applied multivariate fractional factorial design (26-2) to investigate the significance of the independent variables for the sorptive extraction of BTEX. The best conditions in aqueous solution and in hospital effluent were: 25 °C and 15 min of adsorption, 35 °C and 30 min of desorption, pH 9. Thus, in aqueous solution it was obtained recovery rates of BTEX between 72.2 74.0%, with RSD between 5.4 and 6.4%, while, for hospital effluent spiked with the analytes, the recovery rates ranged around 72.0 74.8% with RSD between 4.68 and 5.62%. The concentrations of benzene, toluene, ethylbenzene and xylene found in the effluent of HUSM were, respectively: 1.2 μg L-1 (RSD 4.6%), 10.4 μg L-1 (RSD 2.1%), 1.7 μg L-1 (RSD 4.4%), 15.8 μg L-1 (RSD 3.5%). The use of bars of sorptive extraction of PDMS have been eliminated the morose stage of vacuum filtration of the effluent and allowed the determination of volatile compounds as BTEX by HPLC-FLD, which to the best of our knowledge, there are not reported in the literature yet. As remediation methodology was applied oxidative processes, heterogeneous photocatalysis and direct photolysis, it was used a stirred tank reactor with thermostatic jacket. Ultraviolet radiation (UV) was generated by mercury vapor lamp medium pressure, 125 W and 401 W m-2. Polymer bars were prepared with polydimethylsiloxane (PDMS) or polyurethane (PU) and TiO2 supported in order to evaluate the degradation of BTEX in aqueous solution and in effluent hospital by heterogeneous photocatalysis. The polymer bars were tested in the absence of UV radiation and the results showed that the analytes do not adsorb themselves in a irreversible way, in both kinds of polymer bars, which could mask the photodegradation. The overall efficiency of the system with TiO2 immobilized, for samples of effluent, is higher than with TiO2 in suspension (and for direct photolysis). To the aqueous solution, fully transparent, the direct photolysis showed better efficiency in the degradation of BTEX. The best conditions for the factorial design (33-1) to the complete degradation of BTEX in aqueous solution were: 20 °C, pH 5 and photolysis (irradiation without TiO2 polymer bars). For hospital effluent in wastewater spiked with the analytes the best conditions were: 20 °C, pH 9 and the use of irradiation with PDMS/TiO2 bars. At 120 min of irradiation it happens the degradation of 100% for all analytes, but the reduction of Chemical Oxygen Demand (COD) was around 25% in hospital effluent. Using a stirred tank reactor, with benzene as a model compound, in toxicity tests with the bioindicator Artemia salina, the reduced of LC50 was 65% compared with the LC50 of the effluent without treatment. / Neste trabalho foram desenvolvidas barras de extração sortiva, de baixo custo, utilizando-se adesivo comercial à base de polidimetilsiloxano (PDMS), para pré-concentração e determinação de benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno (BTEX) no efluente do Hospital Universitário de Santa Maria (HUSM). Para investigar as variáveis independentes significativas na extração sortiva de BTEX aplicou-se planejamento fatorial fracionado (26-2). As melhores condições obtidas, em solução aquosa e em efluente hospitalar foram: 25 °C e 15 minutos de adsorção; 35 °C e 30 minutos de dessorção; pH 9. Desta forma, obtiveram-se taxas de recuperação de BTEX em solução aquosa entre 72,2 74,0% com desvio padrão relativo (RSD) entre 5,5 6,5%. Já para o efluente hospitalar fortificado com os analitos, as taxas de recuperação variaram em torno de 71,9 74,8% (RSD 4,7 5,6%). As concentrações de benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno encontradas no efluente do HUSM foram, respectivamente: 1,2 μg L-1 (RSD 4,6%); 10,4 μg L-1 (RSD 2,1%); 1,8 μg L-1 (RSD 4,4%); 15,9 μg L-1 (RSD 3,5%). O emprego de barras suspensas de PDMS dispensa a etapa morosa de filtração à vácuo do efluente e permitiu que compostos voláteis como BTEX pudessem ser determinados diretamente por HPLC-FLD, o que, no melhor de nosso conhecimento, não tem ainda registro na literatura. Como metodologia de remediação aplicou-se processos oxidativos, fotocatálise heterogênea e fotólise direta, empregando-se reator tanque agitado com jaqueta termostática. A radiação ultravioleta (UV) foi gerada por lâmpada de vapor de mercúrio de pressão média, 125 W e 401 W m-2. Barras poliméricas, com polidimetilsiloxano (PDMS) ou poliuretano (PU), e TiO2 suportado foram preparadas a fim de avaliar a degradação de BTEX em solução aquosa e em efluente hospitalar por meio de fotocatálise heterogênea. As barras poliméricas foram testadas na ausência de radiação UV e os resultados demonstraram que os analitos não são adsorvidos de maneira irreversível, em ambos os tipos de barras poliméricas, o que poderia mascarar a fotodegradação. A eficiência global do sistema com TiO2 imobilizado, para amostras de efluente, é maior que com TiO2 em suspensão (e, maior ainda que na fotólise simples). Para a solução aquosa, totalmente transparente, a fotólise direta apresentou maior eficiência na degradação de BTEX. As melhores condições, do planejamento fatorial (33-1), para a degradação completa de BTEX em solução aquosa foram: 20 °C, pH 5 e fotólise direta (irradiação sem barras poliméricas com TiO2). Em efluente hospitalar fortificado com os analitos as melhores condições foram: 20 °C, pH 9 e irradiação com uso de barras de PDMS/TiO2. Em 120 min de irradiação ocorre a degradação de 100%, para todos os analitos, porém a redução da DQO ficou em torno de 25%, em efluente hospitalar. Utilizando o reator tanque agitado e tendo benzeno como composto modelo, nos testes de toxicidade com o bioindicador Artemia salina, a redução da LC50 foi de 65% comparada com a LC50 do efluente sem tratamento.

Uma fase polimérica inédita de polidimetilsiloxano/carvão ativado (PDMS-ACB) é proposta como fase extratora para extração por sorção em barras de agitação (SBSE). A barra de PDMS-ACB foi desenvolvida no laboratório usando um molde de teflon simples, demonstrando estabilidade e resistência aos solventes orgânicos. Utilizando uma única barra de PDMS-ACB mais de 150 extrações foram realizadas sem qualquer dano. A barra de SBSE contém aproximadamente 100 µL de revestimento polimérico, 2,36 mm de diâmetro e 2,2 cm de comprimento. A barra PDMS-ACB foi aplicada na extração de seis pesticidas (ametrina, atrazina, bifentrina, carbofurano, metribuzim e tebutiurom), com propriedades predominantemente polares, comumente aplicados em plantações de cana-de-açúcar. A barra PDMS-ACB foi utilizada na determinação de pesticidas em garapa através de cromatografia gasosa hifenada à espectrometria de massa (GC-MS). O planejamento experimental foi empregado na etapa de otimização da extração SBSE, um planejamento fatorial fracionado avaliou a influência dos principais parâmetros envolvidos. Posteriormente, o planejamento composto central (CCD) com conformação estrela foi explorado para otimizar os fatores significativos na extração. Apenas 200 µL de acetato de etila foram utilizados como solvente na dessorção líquida (LD). Para os compostos avaliados, o método apresentou limite de quantificação (LOQ) no intervalo de 0,5 - 40 µg L-1, as recuperações variaram entre 0,18 - 49,50 % e a precisão intra-dia variou de 0,072 - 8,40 %. Concluída a etapa de validação, o método foi aplicado em amostras reais de garapa disponíveis comercialmente em São Carlos-SP. / A novel polydimethylsiloxane/activated carbon (PDMS-ACB) is proposed as new polymeric phases for stir bar sorptive extraction (SBSE). The PDMS-ACB was developed in lab using simple teflon\'s mold, demonstrating remarkable stability and resistance to organic solvents, over 150 extractions without any damage. SBSE bar contained 100 µL of polymeric coating, a diameter of 2.36 mm and a length of 2.2 cm. It was applied to the determination of pesticides (ametryn, atrazine, bifenthrin, carbofuran, metribuzine and tebuthiuron) having predominantly polar properties, applied in sugarcane crops. PDMS-ACB was employed in the determination of pesticides in sugarcane juice using gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). Experimental design was employed in the optimization step, a fractional factorial evaluated the main parameters involved in the extraction procedure. Afterwards, central composite design (CCD) was exploited to optimize the significant factors on the extraction. About 200 µL of ethyl acetate were employed as solvent in the liquid desorption (LD). The method presented limit of quantification (LOQ) from 0.5 to 40 µg L-1, recoveries varied 0.18 - 49.50% and precision intra-day 0.072 - 8.40%. Hence, the method was applied to the analysis of real sugarcane juice samples commercially available in São Carlos-SP.

A monitorização terapêutica tem sido descrita como um recurso clínico valioso, na individualização do regime de dosagem, de acordo com a concentração do fármaco em amostras de plasma ou soro. O objetivo da monitorização terapêutica é assegurar a eficácia clínica e minimizar os efeitos adversos dos fármacos prescritos na clínica. A química analítica moderna tem sido direcionada para a simplificação dos métodos através da miniaturização dos sistemas analíticos, minimização do consumo de solvente orgânico e do volume da amostra. Neste contexto, metodologias analíticas utilizando as técnicas de microextração, extração sortiva em barra de agitação (SBSE) e microextração em sorvente empacotado (MEPS), juntamente com a eletroforese capilar em solução não-aquosa (NACE) foram desenvolvidas para fins monitorização terapêutica de antidepressivos inibidores seletivos da recaptação de serotonina (ISRSs: fluoxetina, sertralina, paroxetina e citalopram) em amostras de plasma de pacientes em terapia com ISRSs. Inicialmente foram padronizadas as condições eletroforéticas com detecção espectrofotométrica (UV) para análise simultânea dos ISRSs em amostras de plasma. Dentre as condições avaliadas (diferentes soluções de eletrólitos em meio aquoso e não aquoso, cromatografia eletrocinética micelar e NACE), a técnica NACE-UV foi a única que apresentou resolução dos fármacos adequada. Em seguida, otimizou-se as variáveis inerentes das técnicas de microextração (SBSE e MEPS), visando minimizar o tempo de análise e aumento da sensibilidade analítica. Para o método SBSE/NACE, as variáveis tempo e temperatura de extração, pH da amostra biológica e processo de dessorção foram otimizadas, já para o método MEPS/NACE, as variáveis, pH da amostra biológica, volume da amostra e número dos ciclos aspirar/dispensar foram otimizadas. A validação analítica foi realizada segundo as normas preconizadas pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), com adição de padrão de padrão interno às amostras de plasma enriquecidas com os antidepressivos em diferentes concentrações plasmáticas que contemplam o intervalo terapêutico dos ISRSs. Para avaliar a aplicabilidade das metodologias padronizadas, amostras de plasma de pacientes em terapia com os ISRSs foram analisadas. Os métodos padronizados (SBSE/NACE e MEPS/NACE) foram comparados ao método de referência (LLE/NACE), utilizando a extração líquido-líquido. As técnicas de microextração, quando comparadas à LLE, apresentaram as seguintes vantagens: a reutilização das fases extratoras, procedimentos de extração com reduzido número de etapas, menores volumes de amostras biológicas e de solventes orgânicos. Segundo os parâmetros de validação avaliados, os métodos SBSE/NACE e MEPS/NACE padronizados podem ser empregados nas análises dos antidepressivos (ISRSs) em amostras de plasma, para fins de monitorização terapêutica. / Therapeutic monitoring allows individualization of the dose regimen and has been indicated for the monitoring of well-established therapeutic intervals. In psychiatric disorders, most of the patients require that the plasmatic concentrations to be within a fixed range, so the disorders are kept under control and the adverse effects are acceptable. The aim of the therapeutic monitoring is ensure clinical effectiveness and minimization of adverse effects of drugs prescribed at the clinic. New trends in analytical chemistry have been directed towards simplification and miniaturization of analytical systems, and minimization of organic solvents and sample volume. In this work, analytical methodologies using microextraction techniques, such as stir bar sorptive extraction (SBSE) and microextraction by packed sorbent (MEPS), in conjunction with capillary electrophoresis in a nonaqueous background electrolyte (NACE) were developed for therapeutic drug monitoring of selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs: fluoxetine, sertraline, paroxetine and citalopram) in plasma sample of patients in therapy with SSRIs. First, the optimization of electrophoretic separation of the SSRIs was carried out to obtain simultaneous analysis of all antidepressants. Among the conditions evaluated (different background electrolytes in aqueous and nonaqueous medium, micellar electrokinetic capillary chromatography, and NACE), NACE-UV gave the best results. In the sequence, the optimization of the inherent variables of microextraction techniques (SBSE and MEPS)aiming analyses time minimization and increase of analytical sensibilitywas carried out. For SBSE/NACE methodology development the variables such as time of extraction, temperature of extraction, and matrix pH were optimized. For MEPS/NACE methodology the variables matrix pH and the volume of draw-eject cycles were optimized. Analytical validation was carried out in agreement with the norms of National Health Surveillance Agency (ANVISA) for both of the proposed methods, in different plasmatic concentrations, which completed the therapeutic interval. The developed methods (SBSE/NACE e MEPS/NACE) were compared to the reference method, using liquid-liquid extraction (LLE/NACE). Microextraction techniques, compared to LLE, gave the following advantages: reutilization of the extraction phase, fewer numbers of steps for extraction, reduction of sample volume, and less consumption of organic solvents. According to the evaluated validation parameters, the standardized methods SBSE/NACE and MEPS/NACE can be used in the analyses of antidepressants (SSRIs) in plasma sample for therapeutic drug monitoring purposes.

Neste trabalho, os anticorpos policlonais e monoclonais anti-fluoxetina foram produzidos em coelhos e camundongos, respectivamente, por imunização com o conjugado fluoxetina-soroalbumina bovina. Os anticorpos obtidos foram caracterizados em função da especificidade contra o fármaco por ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) e posteriormente, purificados por afinidade em coluna fluoxetina-agarose labmade. Os anticorpos purificados foram imobilizados covalentemente na superfície vítrea das barras SBSE (extração sortiva em barra de agitação) labmade. Após a derivatização das barras com 3-aminopropiltrietoxisilano, dois métodos distintos de acoplamento dos anticorpos às barras SBSE foram avaliados: ativação com glutaraldeído e succinilação seguida de ativação via éster N-hidroxisuccinimida (NHS). A funcionalização das barras SBSE foi comprovada através da imobilização de enzima peroxidase (HRP) em lugar do anticorpo e posterior ensaio enzimático com as barras. Várias barras SBSE com diferentes áreas (1,2; 2,4; e 4,0 cm2) foram preparadas, dentre as quais, as com maior área imunosorvente apresentaram maiores taxas de recuperação do fármaco. A avaliação da morfologia da superfície da barra SBSE imunosorvente foi realizada através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). As variáveis do processo SBSE de imunoafinidade foram otimizadas para estabelecer o equilíbrio de sorção antígeno-anticorpo em um menor tempo de análise e obtenção de limite de quantificação compatível com o intervalo terapêutico do fármaco. As capacidades adsortivas das barras imunosorventes foram de 1,2 e 8 microgramas por cm2 para anticorpos policlonais e monoclonais, respectivamente. Os imunosorventes desenvolvidos apresentaram reatividade-cruzada apenas com norfluoxetina (metabólito ativo de fluoxetina). As barras imunosorventes foram reutilizadas aproximadamente 30 vezes, sem perda significativa da eficiência das extrações. Baseados nos parâmetros de validação analítica avaliados, os métodos de SBSE/LC-FD de imunoafinidade desenvolvidos são adequados para a determinação de fluoxetina em amostras de plasma de pacientes em terapia com o fármaco, para fins de monitorização terapêutica. Por conseguinte, esses métodos foram aplicados com êxito para análises de amostras de plasma de pacientes idosos em terapia com Prozac®. Neste trabalho, o método MEPS (microextração em sorvente empacotado)/LC-UV também foi desenvolvido e validado para análise simultânea de sertralina, paroxetina, citalopram, fluoxetina e mirtazapina em amostras de plasma para fins de monitorização terapêutica. As variáveis do processo MEPS foram otimizadas (pH e volume da amostra, força iônica, volume dos ciclos aspirar-dispensar e condições de dessorção) para estabelecer o equilíbrio de sorção em menor tempo de análise e obter sensibilidade analítica adequada para a determinação dos antidepressivos no intervalo terapêutico. O método MEPS/LC-UV desenvolvido permitiu integração da dessorção dos analitos e injeção da amostra no sistema cromatográfico (LC-UV) em uma única etapa, usando a microsseringa de extração MEPS. A fase extratora MEPS, M1 (C8/SCX), foi reutilizada mais de 50 vezes com perda mínima da eficiência da extração, comprovando a robustez do material sorvente. Segundo os parâmetros de validação analítica avaliados, o método MEPS/LC-UV desenvolvido é adequado para a determinação de antidepressivos em amostras de plasma para fins de monitorização terapêutica. / In this work, polyclonal and monoclonal anti-fluoxetine antibodies were developed in rabbits and mice by immunization with fluoxetine-bovine albumin conjugate, respectively. The developed antibodies were characterized on the basis of the specificity against the drug by ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) and, subsequently they were purified by labmade fluoxetine-agarose affinity column. The purified antibodies were covalently immobilized onto the glass surface of labmade SBSE (stir bar sorptive extraction) bars. After derivatization of the bars with 3-aminopropyltriethoxysilane, two distinct methods were evaluated for the antibodies coupling to the SBSE bars: activation with glutaraldehyde and succinylation activation via ester N-hydroxysuccinimide (NHS). The functionalization of SBSE bars was confirmed by the immobilization of peroxidase (HRP) instead of the antibody and, subsequent enzymatic assay with the bars. Several SBSE bars with different areas (1.2, 2.4, and 4.0 cm2) were prepared, among of them the largest immunosorbent area showed higher recovery rates of the drug. The evaluation of surface morphology of the SBSE immunosorbent bar was performed using scanning electron microscopy (SEM). The SBSE immunoaffinity variables were optimized to establish sorption equilibrium of antigen-antibody in a short time analysis and to obtain the limit of quantification compatible with the therapeutic range of the drug. The adsorptive capacities of the immunosorbent bars were 1.2 and 8 micrograms per cm2 for polyclonal and monoclonal antibodies, respectively. The developed immunosorbents showed cross-reactivity only with norfluoxetine (active metabolite of fluoxetine). The immunosorbent bars were reused approximately 30 times without significant loss of the extraction efficiency. Based on evaluated analytical validation parameters, the developed immunoaffinity SBSE/LC-FD methods are suitable for the determination of fluoxetine in plasma samples from patients on therapy with the antidepressant for therapeutic drug monitoring. Therefore, these methods were successfully applied for the analysis of plasma samples from elderly patients undergoing therapy with Prozac®. In this work, the method MEPS (microextraction by packed sorbent)/ LC-UV was also developed and validated for the simultaneous analysis of sertraline, paroxetine, citalopram, fluoxetine and mirtazapine in plasma samples for therapeutic drug monitoring. The MEPS process variables were optimized (pH, sample volume, ionic strength, draw-eject cycles volume and desorption conditions) to establish the sorption equilibrium in a short time analysis and to obtain adequate analytical sensitivity for determination of antidepressants within therapeutic range. The developed MEPS/LC-UV method allowed integration of the analytes desorption and sample injection in the chromatographic system (LC-UV) in a single step, using a MEPS extraction microsyringe. The MEPS extraction phase, M1 (C8/SCX) was reused over 50 times with minimum loss of extraction efficiency, proving the robustness of the sorbent material. According to the evaluated analytical validation parameters, the developed MEPS/LC-UV method is suitable for the determination of antidepressants in plasma samples for therapeutic drug monitoring.

A depressão em idosos é uma desordem persistente e recorrente, resultado do stress psicossocial ou efeito de doenças fisiológicas, que podem acarretar a desabilidade do indivíduo, aumento dos sintomas das doenças clínicas, na maior utilização dos serviços de saúde e altas taxas de suicídios.A monitorização terapêutica permite a ndividualização do regime de dosagem, assegurando a eficácia clínica e minimizando os efeitos adversos dos fármacos, prescritos na clínica. Os antidepressivos têm sido monitorados, pois, apresentam intervalos terapêuticos bem estabelecidos, ou seja, a maioria dos pacientes, que apresentam concentrações plasmáticas dentro deste intervalo fixo, tem as desordens psiquiátricas mantidas sob controle e efeitos adversos aceitáveis. Os antidepressivos tricíclicos (ADTs): imipramina, amitriptilina, nortriptilina e desipramina, embora eficazes e ainda muito utilizados, apresentam efeitos adversos, não desejáveis. Os antidepressivos, inibidores seletivos da recaptação de serotonina (SSRIs): citalopram, fluoxetina, paroxetina e sertralina, apresentam eficácia clínica comparável aos clássicos ADTs, mas destituídos dos efeitos adversos associados aos mesmos. Os métodos convencionais, empregados no tratamento de amostras biológicas, para análises de antidepressivos por técnicas cromatográficas, têm sido a extração líquido-líquido e extração em fase sólida. A microextração em fase sólida tem sido empregada em diferentes análises em fluidos biológicos, porém essa técnica apresenta certas limitações como, o número limitado de fases extratoras disponíveis no comércio que sejam adequadas para a análise de compostos não iônicos. A avaliação de novas fases extratoras, mais seletivas, estáveis e de baixo custo tem sido requerida para a análise de fármacos. O interesse no uso de poli(pirrol) (PPY), como fase extratora para SPME, está relacionado às diferentes interações dos fármacos (hidrofóbicas, -, com o grupo funcional polar, troca iônica, ácido-base) aos grupos multifuncionais deste polímero. Sua polimerização pode ser alcançada tanto por oxidação química, quanto por eletrodeposição em meio aquoso ou orgânico. O método eletroquímico apresenta algumas vantagens, tais como: o polímero ou mistura de polimeros podem ser revestidos diretamente em um metal, incorporação de diferentes grupos funcionais, entre outras, a polimerização pode ser eletroquimicamente controlada através da voltametria cíclica. Neste trabalho o poli(pirrol) (PPY) foi eletrodepositado em eletrodo de aço inox e empregado para a microextração em fase sólida dos antidepressivos: paroxetina, fluoxetina, mirtazapina, duloxetina, sertralina e citalopram. As variáveis da eletrodeposição, número de ciclos e contra-íon empregado no processo de eletrodeposição foram otimizadas. Assim como as variáveis SPME: tempo, temperatura, pH e volume de amostra, e tempo e solvente de dessorção; almejando maior sensibilidade para o método SPME-PPY/LC UV proposto. A extração sortiva em barra de agitação (SBSE), técnica recente de preparo de amostras, para a pré-concentração de compostos orgânicos presentes em amostras biológicas, baseia-se na extração estática, através do polímero polidimetilsiloxano (PDMS), no qual ocorre a dissolução (sorção) do analito. Neste trabalho, as técnicas SBSE e cromatografia líquida de alta eficiência com detecção UV (SBSE/LC UV) foram avaliadas para a análise simultânea de antidepressivos em amostras de plasma para fins de monitorização terapêutica. As condições cromatográficas de análise, assim como as variáveis SBSE de extração (tempo, temperatura, força iônica, pH da matriz) e tempo de dessorção, foram otimizadas, visando adequada sensibilidade analítica. A validação analítica foi realizada segundo normas da ANVISA, para ambos os métodos propostos, em diferentes concentrações plasmáticas, as quais contemplam o intervalo terapêutico. Segundo os parâmetros de validação avaliados, os métodos SBSE/LCUV e SPMEPPY/LCUV padronizados poderão ser empregados nas análises dos antidepressivos, para fins de monitorização terapêutica. / Depression in the elderly is a persistent and recurrent disorder resulting from psychosocial stress or physiological effect or disease. This condition can lead to disability, cognitive impairment, enhanced symptoms of medical illnesses, increased use of health care services and, increased of suicide rates. Therapeutic monitoring allows individualization of the dose regimen, ensuring clinical effectiveness and minimizing the adverse effects of drugs, prescribed at the clinic. Antidepressants have been monitored because they present well - established therapeutic intervals; in other words, most of the patients present plasmatic concentrations within this fixed range, so that their psychiatric disorders are kept under control and the adverse effects are acceptable. The tricyclic antidepressants (ADTs) imipramine, amitriptyline, nortryptiline, and desipramine, have adverse effects. The selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs) antidepressants citalopram, fluoxetine, paroxetine, and sertraline, are clinically effectiveness as the classic ADTs, but they do not lead to the adverse effects associated to the latter. The conventional methods employed in the treatment of biological samples for analysis of antidepressants by chromatographic techniques have been the liquid-liquid extraction (LLE) and solid phase extraction (SPE) techniques. Solid-phase microextraction (SPME) has been used in various analyses of biological fluids. However, this technique has limitations such as the small number of comemercially available extracting phases that are appropriate for the analysis of non-ionic compounds. Investigation of new extraction phases that are more selective and stable, as well as inexpensive, has been requested for drug analysis. The interest in the use of poly(pirrole) (PPY) as an extraction phase for SPME is related to the different interactions of the drugs (hydrophobic, - , with the polar functional group, ionic exchange and acid-base) with the multifunctional groups on this polymer. The PPY polymerization can be achieved by chemical oxidation or electropolymerization in aqueous solution or organic solvents. The electrochemical method has advantages such as, the polymer or a mixes of polymers can be directly deposited on a metal wire, different functional groups can be incorporated, polymerization can be electrochemically controlled by cyclic voltammetry. In this work poly(pyrrole) was electropolymerized on stainless steel electrodes and employed for the solid phase microextraction of the antidepressants paroxetine, fluoxetine, mirtazapine, duloxetine, sertraline, and citalopram. The electropolymerization variables, the number of cycles and counterion employed in the process were optimized, as well as the SPME variables, time, temperature, pH, sample volume, and desorption solvent; aiming at a better sensibility for the proposed method SPME-PPY/LC-UV. The stir bar sorptive extraction (SBSE), recently established technique for samples preparation, that targets the pre concentration of organic compounds present in biological samples. It is based on static extraction, through the polymeric polydimethylsiloxane (PDMS), where there is analyte dissolution (sorption). In this work, the SBSE technique and liquid chromatography with UV detector (SBSE/LC-UV) were evaluated for the simultaneous determination of antidepressants in plasma samples for therapeutic monitoring purposes. The cromatographic conditions, the SBSE extraction variables (time, temperature, ionic strength and matrix pH), and the dessorption time were optimized for appropriate analytical sensibility. The analytical validation was accomplished according to the norms of ANVISA for both of the proposed methods, in different plasmatic concentrations, which contemplate the therapeutic interval. According to the evaluated validation parameters, the standardized methods SBSE/LC-UV and SPME-PPY/LC-UV can be used in the analyses of antidepressants for therapeutic drug monitoring purposes.

A monitorização terapêutica permite a individualização do regime de dosagem, assegurando a eficácia clínica e minimizando os efeitos adversos dos fármacos, prescritos na clínica. Os antidepressivos têm sido monitorados, pois, apresentam intervalos terapêuticos bem estabelecidos, ou seja, a maioria dos pacientes, que apresentam concentrações plasmáticas dentro deste intervalo fixo, tem as desordens psiquiátricas mantidas sob controle e efeitos adversos aceitáveis. Os antidepressivos tricíclicos (ADTs): imipramina, amitriptilina, nortriptilina e desipramina, embora eficazes e ainda muito utilizados, apresentam efeitos adversos, não desejáveis. Os antidepressivos, inibidores seletivos da recaptação de serotonina (ISRSs): citalopram e sertralina, apresentam eficácia clínica comparável aos clássicos ADTs, mas destituídos dos efeitos adversos associados aos mesmos. Os métodos convencionais, empregados no tratamento de amostras biológicas, para análises de antidepressivos por técnicas cromatográficas, têm sido a extração líquido-líquido e extração em fase sólida. A extração sortiva em barra de agitação (SBSE), técnica recente de preparo de amostras para a préconcentração de compostos orgânicos presentes em amostras biológicas, baseiase na extração estática, através do polímero polidimetilsiloxano (PDMS), no qual ocorre a dissolução (sorção, partição) do analito. Neste trabalho, as técnicas SBSE e cromatografia líquida de alta eficiência foram avaliadas para a análise simultânea dos antidepressivos em amostras de plasma para fins de monitorização terapêutica. As condições cromatográficas de análise, assim como as variáveis SBSE de extração (tempo, temperatura, força iônica, pH da matriz) e tempo de dessorção, foram otimizadas, visando adequada sensibilidade analítica. A validação analítica foi realizada segundo normas da ANVISA, em diferentes concentrações plasmáticas, as quais contemplam o intervalo terapêutico. O método SBSE/HPLC padronizado apresentou linearidade na faixa de concentração plasmática de 20 a 1000 ng mL-1, precisão interensaio com coeficientes de variação menor que 14% e recuperação relativa de 83 a 110%. Segundo a validação analítica, a metodologia SBSE/HPLC apresentou linearidade, alta sensibilidade, seletividade e precisão analítica adequadas para a análise dos antidepressivos: imipramina, amitriptilina, nortriptilina, desipramina, citalopram e sertralina, em amostra de plasma, para fins de monitorização terapêutica. / Therapeutic drug monitoring allows individualization of drug dosage assuring its clinical efficacy and at the same time minimizing adverse effects of the drugs prescribed in clinics. The antidepressants have been monitored since they present a very well established therapeutic interval. In this sense, most of the patients whose plasmatic concentrations are ranged at that interval present psychiatric disorders under control and drug adverse effects at bearable levels. Despite tricyclic antidepressants (TCAs) such as imipramine, amitriptyline, nortriptyline and desipramine are highly efficient and widely used, they also present undesirable adverse effects. The antidepressants: citalopram and sertraline, which are selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), present clinical efficacy comparable to the classic TACs, but with no adverse effects associated to the last ones. Liquid-liquid extraction (LLE) and solid phase extraction (SPE) have been usually employed in biological sample pre-treatment for chromatographic analysis. A new technique named sorptive stir bar extraction (SBSE) for sample pre-concentration of organic compounds from biological samples was recently proposed. This technique is based on static extraction through the polymer polidimetilsiloxane (PDMS), in which analyte sorption occurs. In this work, SBSE and HPLC techniques have been evaluated for out antidepressants simultaneous analysis in plasma samples for therapeutic drug monitoring. The chromatographic conditions of analysis, as well as SBSE parameters (time, temperature, ionic strength, matrix pH, desorption time) have been optimized in order to obtain best analytical sensitivity. Analytical validation was carried out according to the norms established by ANVISA, in different plasmatic concentrations, which represent the therapeutic interval. The SBSE/HPLC method developed showed linearity in a concentration plasmatic ranging from 20 to 1000 ng mL-1, inter assay precision with coefficient of the variation lower than 14%, and relative recovery from 83 a 110%. Based on analytical validation, the SBSE/HPLC methodology showed good linearity, high sensitivity, selectivity and suitable repeatability to the analyzed antidepressants: imipramine, amitriptyline, nortriptyline, desipramine, citalopram and sertraline in plasma samples for therapeutic drug monitoring.

La fumée du tabac est un aérosol extrêmement complexe constitué de milliers de composés répartis entre la phase particulaire et la phase vapeur. Il a été démontré que les effets toxicologiques de cette fumée sont associés aux composés appartenant aux deux phases. Plusieurs composés biologiquement actifs ont été identifiés dans la fumée du tabac; cependant, il n’y a pas d’études démontrant la relation entre les réponses biologiques obtenues via les tests in vitro ou in vivo et les composés présents dans la fumée entière du tabac. Le but de la présente recherche est de développer des méthodes fiables et robustes de fractionnement de la fumée à l’aide de techniques de séparation analytique et de techniques de détection combinés à des essais in vitro toxicologiques. Une étude antérieure réalisée par nos collaborateurs a démontré que, suite à l’étude des produits de combustion de douze principaux composés du tabac, l’acide chlorogénique s’est avéré être le composé le plus cytotoxique selon les test in vitro du micronoyau. Ainsi, dans cette étude, une méthode par chromatographie préparative en phase liquide a été développée dans le but de fractionner les produits de combustion de l’acide chlorogénique. Les fractions des produits de combustion de l’acide chlorogénique ont ensuite été testées et les composés responsables de la toxicité de l’acide chlorogénique ont été identifiés. Le composé de la sous-fraction responsable en majeure partie de la cytoxicité a été identifié comme étant le catéchol, lequel fut confirmé par chromatographie en phase liquide/ spectrométrie de masse à temps de vol. Des études récentes ont démontré les effets toxicologiques de la fumée entière du tabac et l’implication spécifique de la phase vapeur. C’est pourquoi notre travail a ensuite été focalisé principalement à l’analyse de la fumée entière. La machine à fumer Borgwaldt RM20S® utilisée avec les chambres d’exposition cellulaire de British American Tobacco permettent l’étude in vitro de l’exposition de cellules à différentes concentrations de fumée entière du tabac. Les essais biologiques in vitro ont un degré élevé de variabilité, ainsi, il faut prendre en compte toutes les autres sources de variabilité pour évaluer avec précision la finalité toxicologique de ces essais; toutefois, la fiabilité de la génération de la fumée de la machine n’a jamais été évaluée jusqu’à maintenant. Nous avons donc déterminé la fiabilité de la génération et de la dilution (RSD entre 0,7 et 12 %) de la fumée en quantifiant la présence de deux gaz de référence (le CH4 par détection à ionisation de flamme et le CO par absorption infrarouge) et d’un composé de la phase particulaire, le solanesol (par chromatographie en phase liquide à haute performance). Ensuite, la relation entre la dose et la dilution des composés de la phase vapeur retrouvée dans la chambre d’exposition cellulaire a été caractérisée en utilisant une nouvelle technique d’extraction dite par HSSE (Headspace Stir Bar Sorptive Extraction) couplée à la chromatographie en phase liquide/ spectrométrie de masse. La répétabilité de la méthode a donné une valeur de RSD se situant entre 10 et 13 % pour cinq des composés de référence identifiés dans la phase vapeur de la fumée de cigarette. La réponse offrant la surface maximale d’aire sous la courbe a été obtenue en utilisant les conditions expérimentales suivantes : intervalle de temps d’exposition/ désorption de 10 0.5 min, température de désorption de 200°C pour 2 min et température de concentration cryogénique (cryofocussing) de -75°C. La précision de la dilution de la fumée est linéaire et est fonction de l’abondance des analytes ainsi que de la concentration (RSD de 6,2 à 17,2 %) avec des quantités de 6 à 450 ng pour les composés de référence. Ces résultats démontrent que la machine à fumer Borgwaldt RM20S® est un outil fiable pour générer et acheminer de façon répétitive et linéaire la fumée de cigarette aux cultures cellulaires in vitro. Notre approche consiste en l’élaboration d’une méthodologie permettant de travailler avec un composé unique du tabac, pouvant être appliqué à des échantillons plus complexes par la suite ; ex : la phase vapeur de la fumée de cigarette. La méthodologie ainsi développée peut potentiellement servir de méthode de standardisation pour l’évaluation d’instruments ou de l’identification de produits dans l’industrie de tabac. / Tobacco smoke is an extremely complex aerosol composed of thousands of constituents distributed amongst the particulate and vapor phases. Toxicological effects have been linked to compounds present in both of these phases. Many biologically active compounds have been identified within tobacco smoke; however, there is a lack of studies correlating specific in vitro or in vivo biological responses to components within whole tobacco smoke. The goal of this research was to develop reliable and robust smoke fractionation methods using analytical separation and detection techniques in combination with in vitro toxicological assays. In a previous study by our collaborators, toxicological assessment of the particulate phase combustion products of twelve individual tobacco components revealed that the combustion products of chlorogenic acid were the most cytotoxic using the in vitro micronucleus test. Therefore, a preparative liquid chromatography method was developed in this work to fractionate the combustion products of chlorogenic acid to assess the bioactivity of these fractions and to identify the compounds responsible for the toxicity observed. The sub-fraction responsible for the most cytotoxic response comprised catechol, which was identified by liquid chromatography/time-of-flight mass spectrometry. Emerging studies have highlighted the toxicological significance of whole tobacco smoke and specifically the vapor phase, which shifted our focus to whole smoke analyses. The Borgwaldt RM20S® smoking machine in combination with British American Tobacco’s in vitro cell exposure chamber allow for the generation of fresh cigarette smoke in various doses and delivery to cell cultures. In vitro biological assays have a high degree of variability, thus, all other sources of variability must be accounted for to accurately assess toxicological endpoints; however, the reliability of dose delivery of the instrument had not been assessed until now. We have determined the reliability (RSD from 0.7-12%) of smoke generation and dilution by quantifying two reference standard gases (CH4 by flame ionization detection and CO by infrared absorption) and the tobacco particulate phase marker, solanesol (by high performance liquid chromatography-ultraviolet absorption detection). The relationship between dose and diluted vapor phase components found within the exposure chamber was then characterized by developing a headspace stir-bar sorptive extraction-gas chromatography/mass spectrometry method. The method repeatability gave an RSD from 10-13% for five reference compounds identified in the vapor phase of cigarette smoke. The maximal peak area response was obtained using the following experimental conditions: exposure-to-desorption time interval of 10  0.5 min, desorption temperature of 200 °C for 2 min, and a cryofocussing temperature of -75 °C. The dilution precision was found to yield a linear response of analyte abundance and was observed to be a function of concentration (RSD from 6.2-17.2 %) with quantities of 6-450 ng for the reference compounds. The findings obtained suggest the Borgwaldt RM20S® is a reliable tool to generate and deliver repeatable and linear doses of cigarette smoke to in vitro cell cultures. Our approach began with designing the methodology to work with an individual tobacco component, which could then be applied to a more complex sample, e.g., the vapor phase of cigarette smoke. The methodology developed can potentially serve as standardized methods for the assessment of instrumentation or screening of products for the Tobacco Industry.