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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.75.2023.tde-29012024-102434
Document
Author
Full name
Natalia Gabrielly Pereira dos Santos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2023
Supervisor
Committee
Lanças, Fernando Mauro (President)
Birolli, Willian Garcia
Nazário, Carlos Eduardo Domingues
Titato, Guilherme Miola
Medina, Deyber Arley Vargas
Title in Portuguese
Desenvolvimento de colunas tubulares abertas para aplicação em nano cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem
Keywords in Portuguese
colunas tubulares abertas
cromatografia miniaturizada
espectrometria de massas
N-nitrosaminas
nanoLC
Abstract in Portuguese
O desenvolvimento dessa tese de doutorado foi constituído por alguns dos principais trabalhos escritos pela aluna durante o período de pós-graduação, os quais podem ser considerados como temas inovadores dentro da área de cromatografia, como por exemplo, a aplicação de colunas tubulares abertas em cromatografia líquida, e o acoplamento da técnica com espectrometria de massas com ionização por impacto de elétrons. Além disso, o último capítulo trás o desenvolvimento de uma metodologia analítica para análise de N-nitrosaminas em medicamentos da classe das sartanas, impureza com potencial carcinogênico à qual vem sendo pauta de discussão e controle no mercado farmacêutico. Portanto, este trabalho visou contribuir para o desenvolvimento de colunas tubulares abertas, do tipo - WCOT, para nanoLC-ESI- MS/MS. Em um primeiro momento, foi proposta uma metodologia para a preparação dessas colunas, adaptando o método proposto por Kurt Grob às condições experimentais do laboratório. Em seguida, foi feita uma triagem de fases estacionárias para o revestimento da coluna WCOT. As fases testadas foram: OV-73, OV-17, OV-210, OV-225 e OV-275, adquiridas da Ohio Valley. Para a avaliação das colunas, os padrões de atrazina, clomazona e metolacloro foram utilizados como padrões analíticos. A fase estacionária que apresentou os melhores resultados para nanoLC-ESI-MS/MS, dentre as avaliadas, foi a OV-210 (50% trifluoropropil 50% dimetil poli siloxano), que passou para a próxima etapa do trabalho: otimização da coluna WCOT. Nessa etapa de otimização, foram avaliados parâmetros como comprimento da coluna, diâmetro interno, massa de fase estacionária para revestimento da coluna, volume de injeção e, parâmetros cinéticos como velocidade linear ótima e avaliação performance-velocidade, pelos gráficos de Van Deemter e Poppe, respectivamente. Por último, a coluna WCOT otimizada foi acoplada à uma coluna trapping empacotada, à qual possibilitou melhores resultados de separação cromatográfica. O outro trabalho experimental consistiu no desenvolvimento de uma metodologia analítica para análise de N-nitrosaminas em medicamentos, no caso, em Losartana Potássica, amplamente consumido no tratamento de hipertensão. A metodologia consistiu na automatização do preparo de amostra do tipo MEPS (microextração por sorvente empacotado) em um sistema robótico controlado por arduino. O método analítico foi desenvolvido e validado em UHPLC-APCI-MS/MS, e apresentou bons resultados de linearidade, precisão intra-dias e inter-dias, dentre outras figuras de mérito. O que mais se destaca nessa metodologia é a capacidade de high-throughput do sistema robótico, o qual permite a preparação de seis amostras simultâneas, em menos de 20 minutos, o que é um grande avanço para o monitoramento dessas impurezas em análises de rotina.
Title in English
Development of open tubular columns for application in nano liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry
Keywords in English
mass spectrometry
miniaturized chromatography
N-nitrosamines
nanoLC
open tubular columns
Abstract in English
The development of this doctoral thesis consisted of one of the main works written by the student during the postgraduate period, which can be considered as innovative themes within the field of chromatography, such as the application of open tubular columns in chromatography liquid, and the coupling of the technique with mass spectrometry with electron impact ionization. In addition, the last chapter brings the development of an analytical methodology for the analysis of N-nitrosamines in drugs from the sartan class, an impurity with carcinogenic potential which has been the subject of discussion and control in the pharmaceutical market. Therefore, this work aimed to contribute to the development of WCOT-type open tubular columns for nanoLC-ESI-MS/MS. At first, a methodology for the preparation of these columns was proposed, adapting the method proposed by Kurt Grob to the laboratory's experimental conditions. Then, a screening of stationary phases for coating the WCOT column was performed. The phases tested were: OV-73, OV-17, OV-210, OV-225 and OV-275, purchased from Ohio Valley. For column evaluation, atrazine, clomazone and metolachlor standards were used as analytical standards. The stationary phase that presented the best results for nanoLC- ESI-MS/MS, among those evaluated, was OV-210 (50% trifluoropropyl 50% dimethyl poly siloxane), which went on to the next stage of the work: WCOT column optimization. In this optimization step, parameters such as column length, internal diameter, mass of stationary phase for column coating, injection volume and kinetic parameters such as optimal linear velocity and performance-velocity evaluation, using Van Deemter and Poppe graphs, were evaluated. respectively. Finally, the optimized WCOT column was coupled to a packed trapping column, which enabled better chromatographic separation results. The other experimental work consisted in the development of an analytical methodology for the analysis of N-nitrosamines in medicines, in this case, in Losartan Potassium, widely consumed in the treatment of hypertension. The methodology consisted of automating MEPS-type sample preparation (packaged sorbent microextraction) in an arduino-controlled robotic system. The analytical method was developed and validated in UHPLC-APCI-MS/MS, and showed good results for linearity, intra-day and inter-day precision, among other figures of merit. What stands out most about this methodology is the high-throughput capacity of the robotic system, which allows the preparation of six simultaneous samples in less than 20 minutes, which is a great advance for the monitoring of these impurities in routine analyses.
 
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Publishing Date
2024-01-29
 
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