Desenvolvimento de método rápido para análise simultânea de metil, etil, propil e butilparabeno em amostras cosméticas e farmacêuticas e estudos de interação com macromoléculas biológicas utilizando eletroforese capilar

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaOs p-hidroxibenzoatos de alquila, ou parabenos, fazem parte de uma classe de compostos com atividade antimicrobiana mais utilizada em todo o mundo. Desde os anos 20 eles são adicionados às formulações. Entretanto, o avanço científico e tecnológico levantou a hipótese destes apresentarem atividade cancerígena, entre outros malefícios. Por isto este trabalho propõe tanto o controle da concentração destes compostos em produtos comerciais (capítulo 1), quanto um maior entendimento da sua ação biológica (capítulo 2). O primeiro capítulo aborda o desenvolvimento de um método simples e rápido por eletroforese capilar para análises de rotina de metil, etil, propil e butilparabeno em produtos comerciais, com preparo simples de amostra. O pH e os constituintes do eletrólito foram selecionados usando curvas de mobilidade efetiva versus pH e simulações com o software Peakmaster®. Ácido cinâmico foi usado como padrão interno. O eletrólito foi composto por 20 mmol L-1 de ácido 2-hidroxiisobutírico (HIBA), 30 mmol L-1 de trietilamina (TEA) e 0,3 mmol L-1 de brometo de hexano-1,6-bis(trimetilamônio) (HMB), pH = 10,6. Os experimentos foram realizados em um equipamento de eletroforese capilar modelo HP 7100 CE equipado com detector UV em 297 nm.. As separações eletroforéticas foram conduzidas em um capilar com 32 cm de comprimento total, 8,5 cm de tamanho efetivo e 50 m de diâmetro interno (d.i.). O tempo de corrida foi cerca de 1 minuto. O método apresenta R2 > 0,99 num intervalo entre ~ 0,5 e 30 mg L-1, limite de detecção de 0,1 mg L-1 e de quantificação 0,3-0,4 mg L-1, exatidão avaliada pela adição interna de padrão e pela técnica de HPLC/MS/MS com aplicação em amostras cosméticas e farmacêuticas diversas. O segundo capítulo desta dissertação é o estudo in vitro da interação dos parabenos com albumina do soro bovino (BSA) e o ácido desoxirribonucléico (DNA), utilizando para ambos a técnica de eletroforese capilar. Foram aplicados dois métodos para os estudos de interação com BSA e cálculos das constantes de associação (Kass): eletroforese capilar de afinidade (ACE), e o método baseado no preenchimento parcial do capilar (PF-ACE). Os experimentos foram realizados em um equipamento de eletroforese capilar modelo HP3D CE com detector UV a 270 nm. As separações foram conduzidas em um capilar de sílica fundida com 32 cm de comprimento total, 8,5cm de tamanho efetivo e 50 m de d.i. As condições eletroforéticas foram escolhidas com base nas condições biológicas: o eletrólito de corrida foi composto por 30 mmol L-1 de fosfato e 50 mmol L-1 de Na+, pH = 7,3, 70 mmol L-1 de força iônica e temperatura do capilar mantida em 36,5ºC. Os resultados qualitativos convergiram em ambos os métodos. Quando estudados simultaneamente, as interações paralelas não apresentaram interferência em cada interação específica. As constantes de associação foram calculadas pelo modelo não-linear e pelo modelo linear do duplo-recíproco, e comparadas. O modelo não-linear demonstrou maior confiabilidade apresentando resultados na ordem de 103 e 104, crescentes com o crescimento da hidrofobicidade dos compostos. O estudo de interação com o DNA, por sua vez, foi realizado apenas para o composto propilparabeno, utilizando-se também dois métodos: PF-ACE e outro, offline, por ultrafiltração. Não foi possível observar interação em nenhum dos métodos empregados.The alkyl p-hydroxybenzoates or parabens, belong to a class of compounds with antimicrobial activity most used around the world. They have been added to several formulas since 1920. However, the scientific and technological progress opened the possibility of cancer activity and other evils. Therefore, this paper proposes both the control of the concentration of these compounds in commercial products (Chapter 1), and a greater understanding of its biological action (Chapter 2). The first chapter discusses the development of a simple and rapid method by capillary electrophoresis for routine analysis of methyl, ethyl, propyl and butylparaben in commercial products with simple sample preparation. The pH and the background electrolyte (BGE) constituents were selected using effective mobility-versus-pH curves and simulations using PeakmasterR software. Cinnamic acid was used as internal standard. The BGE was composed of 2-hidroxiisobutirico acid 20 mmol L-1, triethylamine 30 mmol L-1 and methyl hexane-1,6-bis(trimethylammonium) 0.3 mmol L-1, pH = 10.6. The experiments were performed on a capillary electrophoresis device model HP 7100 with UV detector at 297 nm. CE separations conducted in a 32 cm long capillary with 8.5 cm effective length and 50 um internal diameter (i.d.). The run time was about 1 minute. The method developed had R2> 0.99 in a range between ~ 0.5 and 30 mg L-1, detection limit of 0.117-0.127 mg L-1 and quantification limit of 0.3- 0.4 mg L-1, accurately assessed by internal standard addition and by LC-MS/MS technique, and application in several cosmetic and pharmaceutical samples. The second chapter of this dissertation is in vitro interaction of parabens study with bovine serum albumin (BSA) and deoxyribonucleic acid (DNA), using both the capillary electrophoresis technique. Were applied two methods for BSA interaction studies and association constants calculation (Kass): affinity capillary electrophoresis (ACE), and the method based on capillary partial filling (PF-ACE). The experiments were performed on a capillary electrophoresis device model HP3D CE with UV detector at 270 nm. The separations were conducted in a 32 cm long fused silica capillary with 8.5 cm effective length and 50 um internal diameter (i.d.) The electrophoretic conditions were chosen based on biological conditions. The BGE composed of phosphate 30 mmol L-1, pH 7.3, ionic strength 70 mmol L-1 and capillary temperature maintained at 36.5 C. The qualitative results in both methods converged. When studied simultaneously, parallel interactions showed no interference in each specific interaction. The association constants were calculated by nonlinear model and by the linear model of the double-reciprocal, and compared. The non-linear model showed a higher reliability results presented in the order of 103 and 104, increasing with the growth of the compounds hydrophobicity. The DNA- interaction study, in turn, was made only for propylparaben, also using two methods: PF-ACE and the other, offline, by ultrafiltration. Interaction was not observed in any methods employed

Estudo da separação cromatográfica quiral do citalopram e análogos e o desenvolvimento de uma nova fase estacionária baseada em partículas superficialmente porosas modificadas com ciclofrutano

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2016.O principal objetivo desta tese foi explorar a técnica de HPLC naresolução de separações que compreendem dois desafios ainda hoje enfrentadospela Química Analítica: as separações enantioméricas e a separação decompostos altamente polares por cromatografia líquida, com resoluçãoadequada e eficiência máxima. No Capítulo 1 será apresentado odesenvolvimento de métodos individuais para a separação enantiomérica docitalopram (CIT) e 28 novos análogos sintéticos. O desenvolvimento dasmetodologias para a separação destes racematos, utilizando HPLC em escalaanalítica, foi realizado utilizando-se 9 fases estacionárias quirais (baseadas emciclodextrinas e glicopeptideos macrocíclicos) em modos de fase reversa, polarorgânicoe/ou polar-iônico. Vinte e cinco do total de misturas foram separadascom resolução (Rs) de até 2,9 e enantiosseletividade de até 1,33. Um total de 18separações completas (Rs = 1,5) e 7 separações parciais (0,6 = Rs = 1,5) foramobtidas. A coluna baseada em vancomicina operada em modo polar-iônicoresultou no maior número e na melhor qualidade das separações. As discussõesforam fundamentadas na natureza química dos analitos, das fases estacionárias,bem como dos modos cromatográficos empregados. No Capítulo 2 seráapresentado o desenvolvimento de uma nova coluna cromatográfica a base deciclofrutano-6 nativo (CF6) ligado à partículas de sílica superficialmenteporosas (SPPs) para aplicação em cromatografia líquida de interação hidrofílica(HILIC). As SPPs compreendem o Estado da Arte em materiais de suporte parafases estacionárias utilizadas em HPLC para obtenção de análises rápidas eeficientes. Outras duas colunas cromatográficas similares foram preparadas compartículas de sílica totalmente porosas (FPPs) com diâmetros de 3 µm e 5 µm(FRULIC-N). A presença de um núcleo sólido no interior destas partículasproporcionou análises extremamente rápidas e eficientes quando comparadas àsobtidas pelas FPPs. O processo de síntese das fases estacionárias foi idêntico, ea caracterização das mesmas foi realizada por análise de CHN, a qual permitiu aobtenção do grau de substituição absoluto e relativo, sendo 0,86 µmol m-2 e12,8% (m/m), respectivamente, para a fase estacionária a base de SPPs. Dentreos parâmetros cromatográficos avaliados, incluiu os parâmetros de vanDeemter, eficiência de pico, tempo de análise e seletividade. A avaliação dedesempenho no modo HILIC demonstrou que a coluna proposta forneceuseparações até 85% mais rápidas e eficiências até 3,7 vezes superiores às demaiscolunas. As colunas foram também avaliadas sob condições de fase normal.Observou-se que, em HILIC, o processo de transferência de massa éinfluenciado pela camada de água adsorvida na superfície da fase estacionária e,portanto, as vantagens das SPPs sob velocidades de fluxo elevadas, forampronunciadas em modo fase normal. No entanto, a coluna a base de CF6 ligadoa SPPs mostrou nítidas vantagens em termos de eficiência e tempo de análiseem ambos os modos cromatográficos avaliados.Abstract: The main goal of this thesis was to explore the HPLC technique forthe separation of compounds, comprising two big challenges still faced by the Analytical Chemistry: the enantiomeric separations and the separation of highly polar compounds by liquid chromatography, with suitable resolution and extreme efficiency. In Chapter 1, the development of methods for the separationof the chiral drug Citalopram (CIT) and its twenty eight novel syntheticanalogues is presented. The development of the methodologies for the separation of each racemate, using HPLC on analytical scale, was performed using nine chiral stationary phases (cyclodextrin and macrocyclic antibiotics based) on reversed phase, polar-organic and/or polar-ionic mode. Twenty five of the total racemic mixtures were separated with resolution (Rs) up to 2,9 and enantiosselectivity (a) up to 1,33. A total of 18 baseline separations (Rs = 1,5)and 7 partial separations (0,6 = Rs = 1,5) were achieved. Vancomycin based columns carried on polar ionic mode provided the greatest number the bestquality of separations. All discussion were justified by the chemical nature of the analytes, stationary phases, as well as by the employed chromatographicmodes. In Chapter 2, the development of a novel chromatographic column usingnative cyclofructan chemically bonded to superficially porous silica particles(SPPs) for the application in hydrophilic interaction liquid chromatography(HILIC) will be presented. SPPs comprise the State of Art in support material for HPLC stationary phases for obtaining fast and efficient analyses. Other two similar chromatographic columns were prepared with fully porous silicaparticles (FPPs) with diameter of 3 µm and 5 µm (FRULIC-N). The presence ofa solid core within these particles provided extremely fast and efficient analyses when compared to those obtained by FPPs. The synthetic process of the stationary phases was identical and their characterization was performed by CHN elemental analysis, allowing to obtain the absolute and relative substitution degrees for the new SPPs based column, which were 0,86 µmol m-2and 12,8% (w/w), respectively. Among the evaluated chromatographic parameters, van Deemter parameters, peak efficiency, analysis time andselectivity were included. Performance evaluation in the HILIC mode showed that the proposed column presented separations up to 85% faster and efficiencies up to 3.7 times higher than those obtained by the FPPs based columns. All columns were also evaluated under normal phase conditions. It was observed that, in the HILIC mode, the mass-transfer process is influenced by the adsorbed water layer on the stationary phase and, thus, the SPPs advantages under high flow velocities are pronounced in the normal phasemode. However, the column prepared by cyclofructan-6 chemically bonded to SPPs showed clear advantages in terms of efficiency and analysis time in both the evaluated chromatographic modes

Síntese, caracterizaçao e estudos de promiscuidade catalítica de um novo complexo Fe III Cu II

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Curso de Química.A Química Bioinorgânica, embora seja um título recente no campo da ciência, vem contribuindo para a compreensão de uma série de reações e interações que ocorrem nos organismos vivos e não só possibilitam, mas caracterizam as diferentes formas de vida. O termo ‘inorgânica’ refere-se ao estudo acerca de moléculas e biomoléculas que apresentam íons metálicos na sua constituição, como também do próprio elemento metálico. Uma das linhas de pesquisa desenvolvidas neste sentido envolve o estudo de metaloproteínas e metaloenzimas, conforme o caso, desejando compreender seus mecanismos de ação e super seletividade, para possíveis aplicações principalmente na medicina e farmacologia. Algumas metaloenzimas apresentam comportamento promíscuo, ou seja, têm a capacidade de catalisar diferentes reações, com diferentes substratos. Além disto, compostos sintéticos promíscuos têm apresentado sucesso no tratamento de doenças, o que torna a pesquisa neste sentido útil e promissora. Por apresentarem-se estruturalmente complexas, propõe-se que para estudar macromoléculas biológicas, sejam desenvolvidos compostos sintéticos de baixa massa molecular, planejados com base nos sítios ativos das enzimas de interesse (modelos miméticos). Dentre elas, apresenta-se como foco deste trabalho as do tipo nucleases, cuja ação ocorre na clivagem de ácidos nucléicos, como também, outro tipo específico de enzima oxidorredutase. Pensando nisso, descreve-se aqui a síntese de um ligante N4O2-doador e seu complexo binuclear FeIIICuII inspirado no sítio ativo das Fosfatases Ácidas Púrpuras (PAPs) que, in vitro, catalisam reações de hidrólise de ésteres de fosfato. Estudos de promiscuidade catalítica também foram realizados com o complexo, e o mesmo mostrou-se ativo também em reações de oxidação de catecóis. O presente trabalho traz, portanto, a síntese do complexo inédito [FeIIICuII(μ-OAc)2(BPAMPAF)]ClO4, como possível modelo funcional para PAPs e Catecol Oxidase, simultaneamente

High-Throughput Analysis of Lidocaine in Pharmaceutical Formulation by Capillary Zone Electrophoresis Using Multiple Injections in a Single Run

This paper reports the development of a subminute separation method by capillary zone electrophoresis in an uncoated capillary using multiple injection procedure for the determination of lidocaine in samples of pharmaceutical formulations. The separation was performed in less than a minute leading to doing four injections in a single run. The cathodic electroosmotic flow contributed to reducing the analyses time. The background electrolyte was composed of 20 mmol L−1 2-amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol and 40 mmol L−1 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid at pH 6.1. The internal standard used was benzylamine. Separations were performed in a fused uncoated silica capillary (32 cm total length, 23.5 cm effective length, and 50 μm internal diameter) with direct UV detection at 200 nm. Samples and standards were injected hydrodynamically using 40 mbar/3 s interspersed with spacer electrolyte using 40 mbar/7 s. The electrophoretic system was operated under constant voltage of 30 kV with positive polarity on the injection side. The evaluation of some analytical parameters of the method showed good linearity (r2>0.999), a limit of detection 0.92 mg L−1, intermediate precision better than 3.2% (peak area), and recovery in the range of 92–102%

PROJETO "DE LIXO A BICHO": EXTENSÃO VOLTADA À EDUCAÇÃO, INOVAÇÃO E À SUSTENTABILIDADE

O ser humano tem provocado impactos irreversíveis ao meio ambiente, gerando a necessidade de ações que visem mudanças de comportamento e uma compreensão mais crítica do mundo, dos seus problemas socioambientais e desenvolvendo atitudes cidadãs democráticas e comprometidas com a justiça ambiental. Diante desse cenário, o projeto de extensão DE LIXO A BICHO busca promover a transformação social e um pensamento crítico/sustentável a partir da educação, utilizando o lúdico como uma importante ferramenta de aprendizado. O fazer teórico-metodológico baseia-se na união entre aspectos lúdicos, residuais e socioambientais, a partir de redes colaborativas, mediadas pela produção dos brinquedos e implementação de espaços e ações brincantes, buscando propiciar, por meio de ações extensionistas, a educação e a sustentabilidade. As ações do Projeto consistiram na ampliação e melhoria dos oito jogos já desenvolvidos, bem como o estreitamento das relações entre as instituições geradoras de resíduo, a comunidade, as instituições de reinserção social/sistema prisional vinculadas ao projeto e as instituições de educação formais e não-formais, resultando em um maior e mais efetivo impacto social. Diante desse contexto, o trabalho visa apresentar os resultados já obtidos, bem como os jogos e a ampla rede colaborativa estruturada ao longo do seu percurso