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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.75.2015.tde-20052015-094900
Documento
Autor
Nome completo
Júlia Martins
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2015
Orientador
Banca examinadora
Santos Neto, Álvaro José dos (Presidente)
Carrilho, Emanuel
Zaiat, Marcelo
Título em português
Desenvolvimento de métodos miniaturizados de extração em fase sólida para a pré-concentração de produtos de degradação de fluoroquinolonas e sulfonamidas em matrizes aquosas
Palavras-chave em português
Fluoroquinolonas
LC-MS
MEPS
Miniaturização
Sulfonamidas
Resumo em português

A presença de antibióticos em águas superficiais e subterrâneas é motivo de preocupação, devido ao surgimento de bactérias resistentes. Contudo, a maioria dos trabalhos publicados na literatura científica mantém o foco nos antibióticos inalterados, sendo que as moléculas degradadas também estão no ambiente. Esses produtos de degradação podem ser tão ou mais prejudiciais do que as moléculas que lhes deram origem. Esse trabalho teve por objetivo desenvolver métodos de extração utilizando a microextração por sorvente empacotado (MEPS) para pré-concentrar e recuperar produtos de fotodegradação de representantes das sulfonamidas (sulfametazina) e fluoroquinlonas (ciprofloxacino), duas das mais importantes classes de antibióticos. MEPS é considerada uma técnica promissora utilizando pequenos volumes de amostra e de solventes, além de empregar pequenas quantidades de fase extratora, que ainda pode ser reutilizada. Foram comparadas as fases Oasis® HLB e nanotubos de carbono, sendo que a primeira apresentou melhores resultados. Seis produtos de degradação da sulfametazina (SMZ) e oito produtos do ciprofloxacino (CIP), além das moléculas inalteradas, foram pré-concentrados e analisados por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas de alta resolução (LC-ESI-ToF). Inicialmente, as concentrações de fármaco inalterado utilizadas na fotodegradação foram de 25 mg L-1 (SMZ) e 10mg L-1 (CIP), para que os produtos fossem identificados. As taxas de recuperação por MEPS ficaram acima de 50%, o que é um resultado promissor, considerando-se as diferenças estruturais dos produtos de degradação. Em concentrações 100 vezes menores, MEPS conseguiu pré-concentrar todos os produtos da SMZ e do CIP, facilitando sua detecção. Após desenvolver a pré-concentração por MEPS em água purificada, foram realizados estudos de efeito de matriz em esgoto sintético. Enquanto somente um produto de degradação da SMZ sofreu supressão de ionização, todos os outros (inclusive os de CIP) experimentaram um aumento de sinal devido à presença dos interferentes de matriz. O método desenvolvido para MEPS também foi testado para pré-concentrar produtos de degradação anaeróbica da SMZ em reator biológico, obtendo-se êxito. Dessa forma, MEPS desponta como uma técnica promissora para pré-concentrar produtos de degradação e para que pesquisadores possam acompanhar a degradação de reatores biológicos, visto que requer pequenas quantidades de amostra, não alterando significativamente o volume do meio reacional.

Título em inglês
Development of methods for miniaturized solid phase extraction for preconcentration of degradation products of fluoroquinolones and sulfonamides in aqueous matrix
Palavras-chave em inglês
Fluoroquinolones
LC-MS
MEPS
Miniaturization
Sulfonamides
Resumo em inglês

Antibiotics are present both surface water and groundwater and this is motive of concern, due to their ability to cause bacterial resistance. Nevertheless, most of publications in scientific area focuses in unchanged compounds, even knowing the presence of degraded molecules in the environment. These degradation products might be so or more dangerous than unchanged compounds. In this work, extraction methods for degradation products were developed using microextraction by packed sorbent (MEPS). MEPS is an eco-friendly technique due to little consumption of sample, solvents and sorbent. The degradation products of sulfamethazine (SMZ) and ciprofloxacin (CIP) were generated by photodegradation at 25 mg L-1 and
10 mg L-1 of unchanged drug, respectively. The number of degradation products was six for SMZ and eight for CIP. Oasis® HLB and carbon nanotubes were tested as sorbents and the first got better results in preconcentration. The chromatographic analysis was performed by liquid chromatography coupled to high resolution mass spectrometry (LC-ESI-ToF). Recovery rates obtained by MEPS were greater than 50%, which is a significant result, considering structural differences among degradation products. After setting extraction conditions, MEPS was able to recover degradation products at concentrations 100 times lower and more akin to those find in the environment. Using synthetic sewage as medium, matrix effect studies were performed. The prevalent effect was an increase of ionization in degradation products (both SMZ and CIP), just one SMZ product experienced suppression of ionization. At last, SMZ was degraded in an anaerobic reactor and the degradation products were preconcentrated by MEPS. Although the biological degradation products were not the same of photodegradation (except by one), MEPS was capable to preconcentrate them. Thereby, MEPS starts to dawn as a promising technique to preconcentrate degradation products, specially for researchers using biological reactors, since MEPS requires low volumes of sample and almost do not change the final bulk of reactor.

 
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Data de Publicação
2015-05-22
 
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