Heterogeneous Photocatalysis Remediation of Wastewater Polluted by Indigoid Dyes

Organic dyes constitute one of the largest groups of wastewater’s pollutants. In general, they are released into the environment by textile industries. Approximately 100,000 dyes are widely used in the textile industry, and a large wastewater of dyestuff is generated annually. Among these, indigoid class is commercial dyes used mostly for cotton cloth dyeing. Indigo carmine (IC) is also one of the oldest dyes and still one of the most used in textile industry and is considered as a very toxic indigoid dye. Most toxic dyes are recalcitrant to biodegradation, causing a decrease in the efficiency of biological wastewater treatment plants. Titanium dioxide is a well-known photocatalyst mostly used in suspensions in photoreactions for wastewater treatment. The use of TiO2 has some advantages such as ease of handling, low cost, low toxicity, high photochemical reactivity, and non-specific oxidative attack ability. In this way, it can promote the degradation of different target organic compounds with little change of operational parameters. The aim of this chapter is to present the different approaches already used in our team for the remediation of waters containing IC mainly through heterogeneous photocatalysis with TiO2. Adsorption over activated carbon (AC) and photocatalytic degradation of IC mediated by titanium dioxide will be revised as well as some studies on the phototoxicity of the photoproducts with aquatic and terrestrial organisms. This chapter makes a comprehensive approach to the different results on the remediation of model effluents containing IC undertaken by this team of researchers

Development and validation of an electroanalytical methodology for determination of isoniazid and rifampicin content in pharmaceutical formulations

Tuberculosis remains a major public health problem, especially in developing countries. Brazil presents the largest number of cases in Latin America and is among the 22 countries considered priorities by the World Health Organization (WHO). The Rio de Janeiro state has the largest number of cases registered in the country. The treatment of patients, commonly, makes use of the drugs isoniazid and rifampicin for six months. This study aimed to develop and validate an electroanalytical methodology, using the technique of differential pulse voltammetry for the determination of these drugs in the associated form, in order to evaluate the quality of medicines distributed in the state of Rio de Janeiro. The potential reduction for the isoniazid and rifampicin were -1.10 and -0.90 V. The developed and validated electroanalytical method presented a linear range of 0.25 to 1.25 mg/L to isoniazid, limits of detection and quantification of 0.05 and 0.14 mg/L, and recovery of 98.2 ± 0.4%; a tracking linear of 0.40 to 2.00 mg/L for rifampicin, with limits of detection and quantification of 0.07 and 0.19 mg/L and recovery of 95.8 ± 0.6%. Six lots of medicines from two pharmaceutical companies were analyzed. Only one of the samples showed unsatisfactory levels of rifampicin.A tuberculose continua sendo um importante problema de saúde pública, especialmente em países em desenvolvimento. O Brasil apresenta o maior número de casos da América Latina, estando entre os 22 países considerados prioritários nas ações de controle da doença pela Organização Mundial da Saúde (OMS). No Brasil, o Rio de Janeiro é o estado com o maior número de casos registrados no país. O tratamento de doentes com tuberculose faz uso dos fármacos isoniazida e rifampicina durante seis meses. O presente trabalho objetivou desenvolver e validar metodologia eletroanalítica, utilizando a técnica de voltametria de pulso diferencial, para a determinação desses dois princípios ativos na forma associada e avaliar a qualidade dos medicamentos distribuídos no estado do Rio de Janeiro. Os potenciais de redução para a isoniazida e rifampicina foram respectivamente -1,10 e -0,90 V. O método eletroanalítico desenvolvido e validado apresentou para a isoniazida faixa linear de 0,25 a 1,25 mg/L, limites de detecção e quantificação de 0,05 e 0,14 mg/L e recuperação de 98,2 ± 0,4%; para a rifampicina faixa linear de 0,40 a 2,00 mg/L, limites de detecção e quantificação de 0,07 e 0,19 mg/L e recuperação de 95,8 ± 0,6%. Foram analisados 6 lotes de medicamentos de dois laboratórios farmacêuticos. Apenas uma das amostras apresentou teor de rifampicina insatisfatório

Arsênico - saúde: uma relação que exige vigilância

Under the point of view of human health, the arsenic (As) is a paradox element: it is a natural component of the organism where probably it is essential, it is considered carcinogenic, being part of Group 1 of the IARC and it is also used as medicine against some types of cancer. This ambiguity displays the necessity of understanding the real biological mechanisms of the processes involving this element into the body. It is known that this mechanism is complex and suffers influence of several environmental and genetic factors. Thus, this article focuses some gaps in the current knowledge and presents some results that justify the importance of structuralizing at national level a program of health surveillance that must be initiated for determining the relative concentrations of the arsenic species in foods consumed in Brazil.Sob o ponto de vista da saúde humana o arsênico (As) é um elemento paradoxal: é um componente natural do organismo, onde se acredita participe de funções essenciais, é considerado comprovadamente carcinogênico, fazendo parte do Grupo 1 do IARC, e é utilizado como medicamento contra alguns tipos de câncer. Essa ambiguidade expõe a necessidade de se compreenderem os reais mecanismos dos processos biológicos que envolvem esse elemento. Sabe-se que esse mecanismo é complexo e influenciado por uma série de fatores ambientais e genéticos. Assim, este artigo procura apontar algumas lacunas no atual conhecimento e apresenta alguns resultados que justificam a importância de se estruturar nacionalmente um programa de vigilância à saúde que deveria se iniciar pelo conhecimento das concentrações relativas das formas arsenicais nos alimentos consumidos no Brasil

Total concentration of uranium and thorium in some Brazilian soils

As amostras dos horizontes diagnósticos superficiais (A) e subsuperficiais (B) de 15 perfis de solos brasileiros foram analisadas com respeito aos teores de U e Th, extraídos após digestão com Aqua regia, pela técnica de ICP-MS. Os teores de U e Th, determinados no horizonte A, variaram, respectivamente, de 0,001 a 2,115 mg/kg e de 0,003 a 38,080 mg/kg e no horizonte B, respectivamente, de 0,003 a 2,298 mg/kg e de 0,071 a 42,090 mg/kg. Foram verificadas correlações significativas e positivas entre os dois elementos analisados com os teores de ferro e de argila nas 30 amostras analisadas.Samples from superficial (A) and subsuperficial (B) diagnostic horizons of 15 Brazilian soils were analysed to determine the content of U and Th (on a dry weight basis) by ICP-MS following digestion with Aqua regia. A range of 0.003 to 38.080 mg/kg for Th and 0.001 to 2.115 mg/kg for U, and 0.003 to 2.298 mg/kg for U and 0.071 to 42.090 mg/kg for Th were obtained for the A and B horizons, respectively. Positive and significant correlation coefficients were found between the two elements and iron and clay contents for the 30 soil samples analysed

Avaliação da qualidade das máscaras comercializadas no Brasil em tempos de pandemia da COVID-19 quanto à presença de prata e de nanopartículas de prata

Introduction: The COVID-19 pandemic caused by the new coronavirus is a disease without  specific treatment and has become one of the great challenges of the current century. One of the alternatives to minimize the direct transmission rate of the virus is the use of face masks. Currently, there is a diversity of masks on the market, both in the textile composition and in  the presence or absence of the silver (Ag) element, in the form of ions or silver nanoparticles (AgNP), which have biocidal activity. Objective: To evaluate the presence of total Ag and AgNP in masks produced to protect the population from COVID-19 being sold in Brazil during the  pandemic. Method: This is a cross-sectional descriptive observational study with convenience sampling. The samples were analyzed by ICP-MS in the standard mode and in the single article mode. Results: The concentrations of total Ag in the studied samples varied from 14 to 72 μgg-1. It was observed that 50% of the evaluated samples that claim to have AgNP had a size distribution between 17 and 57 nm. When subjected to the washing cycles, there was a reduction in the concentration of Ag, which raises the question as to its real biocidal effectiveness over time. Conclusions: The data generated can provide the current scenario of the concentration of silver in the masks and thus assess the potential benefit or risk of use for human and environmental health. In addition, this knowledge can provide technical-scientific support for the sanitary inspection of quality control and implementation of regulatory standards in this field of activity.   Introdução: A pandemia COVID-19 causada pelo novo coronavírus é uma doença sem tratamento  específico que se tornou um dos grandes desafios do século atual. Uma das alternativas para minimizar a taxa de transmissão direta do vírus é o uso das máscaras faciais. Atualmente, há no mercado uma diversidade de máscaras, tanto na composição têxtil, quanto na presença ou não do elemento prata (Ag), sob a forma de íon ou nanopartículas de prata (AgNP), que possui atividade biocida. Objetivo: Avaliar a presença da Ag total e de AgNP em máscaras produzidas para proteger a população da COVID-19 que estão sendo comercializadas no Brasil durante a pandemia. Método: O desenho utilizado para o estudo foi observacional descritivo do tipo transversal com amostragem por conveniência. As amostras foram analisadas por ICP-MS no modo padrão e no modo single particle. Resultados: As concentrações de prata total nas amostras  estudadas apresentaram uma variação de 14–72 μgg-1. Foi observado que 50% das amostras avaliadas que declaram ter AgNP apresentaram uma distribuição de tamanho entre 17–57 nm. Ao serem submetidas aos ciclos de lavagem, verificou-se uma redução na concentração de Ag, a cada novo ciclo, o que levanta o questionamento quanto a sua real efetividade biocida ao longo do tempo. Conclusões: Os dados gerados fornecem o atual cenário da concentração de Ag nasmáscaras e, assim, avaliar o potencial benefício ou risco do uso para a saúde humana e ambiental. Além disso, este conhecimento pode dar subsídios técnico-científicos para a fiscalização sanitária do controle de qualidade e a implementação de normas regulatórias nesse ramo de atuação.

Nanomedicamentos: regulamentação e controle de qualidade

Introduction:The use of knowledge from nanotechnology in the pharmaceutical industry has led to the production of new drugs with their own therapeutic and toxicological characteristics. Controlled-release drugs that act directly on their action places, reducing their potential side effects, have been produced at the expense of this technology. With sizes comparable to those of biological entities and unique properties, this new class of drugs, the nanodrugs still presents some gaps that hinder its regulation. Objective: To evaluate these gaps, their impacts in the regulation and quality areas and the new regulation approaches under study. Method:A data survey was carried out in the electronic databases MEDLINE, PubMed and SCIELO, searching for original indexed articles, in Portuguese or in English, since 2002 until 2020. Relevant search terms in both languages were used (“Nanomedication”, “nanomedicine regulation”, “nanocarriers”, “nanomedicine”, “nanotechnology drugs”, “quality and safety by the procedure” and “nanomedicine health surveillance”). Results:The selected works describe the current moment of regulation and quality control of these nanoproducts, as well as highlight the problems that still require greater understanding. Conclusions:Nanotechnology applied to the formulation and manufacture of drugs is undoubtedly a great advance for health. However, there are several points that still require further development and that impact the regulatory frameworks for the registration, effectiveness and safety of these products.Introdução:A utilização dos  conhecimentos oriundos da nanotecnologia na indústria farmacêutica tem propiciado a produção de novos medicamentos com características terapêuticas e  toxicológicas próprias. Medicamentos de liberação controlada e que atuam diretamente em seus locais de ação, reduzindo seus potenciais efeitos colaterais, têm sido produzidos às custas desta tecnologia. Com tamanhos comparáveis aos de entidades biológicas e propriedades únicas, esta nova classe de medicamentos, os  nanomedicamentos, apesenta ainda algumas lacunas que dificultam sua regulação. Objetivo:Avaliar estas lacunas, seus impactos nas áreas de regulamentação e qualidade e as novas abordagens de regulamentação que estão em estudo. Método:Foi realizado um levantamento de dados nas bases de dados eletrônicas MEDLINE (PubMed) e SciELO, buscando artigos originais indexados, em português ou em inglês ou espanhol, a partir de 2002 até 2020. Foram utilizados termos de busca relevantes nas três línguas (“nanomedicamento”, “regulação de nanomedicamentos”, “nanocarreadores”, “nanomedicina”, “medicamentos com nanotecnologia”, “qualidade e segurança pelo procedimento” e “vigilância sanitária de nanomedicamentos”). Resultados: Os trabalhos selecionados descrevem o atual momento da regulamentação e do controle da qualidade desses nanoprodutos, bem como evidenciam os problemas que ainda requerem maior compreensão. Conclusões: A nanotecnologia aplicada à formulação e à fabricação de medicamentos constitui indubitavelmente um grande avanço para a saúde. No entanto, existem vários pontos que ainda requerem maior desenvolvimento e que impactam os marcos regulatórios para o registro, a eficácia e a segurança desses produtos

Determinação de arsênio total e de sua especiação química em produtos à base de arroz e isentos de glúten

Introduction: Arsenic (As) is a chemical element known to be carcinogenic and capable of contaminating humans through water and food. Among foods, rice has significant importance due to its high consumption and capacity to accumulate As under its various chemical species, which determine As biological effects. For this reason, the intake of this element is regulated nationally and internationally. As different arsenical species have different toxicities, it is important to determine each one in the food. Objective:This study aimed to verify the existence and measure the significance of matrix effects on the results of chemical speciation in samples of rice-based products. Method: The total As concentration in the 15 samples of products derived from rice were analyzed by ICP/MS and the chemical speciation by HPLC-ICP/MS. Results:The total As concentrations were between 31.6 and 311.6 mg kg-1 and 2 samples were above the recommended limits. The chemical species As (II), MMA, DMA and As (V) were determined and the sum of their concentrations produced results compatible with the declared values in certified materials and with the total As in products with simple composition. However, greater variability (13 to 97%) was observed in samples containing proteins, fibers, carbohydrates and fats. Conclusions: The presence of fibers, proteins, fats and carbohydrates in the food formulation negatively impacted the results and confirms the need for further studies to overcome these interferences.  Introdução: O arsênio (As) é um elemento químico reconhecidamente carcinogênico capaz de contaminar o homem por meio das águas e dos alimentos. Dentre os alimentos, o arroz tem significativa importância devido ao seu elevado consumo e à sua capacidade de acumular As sob diversas espécies químicas, as quais determinam os seus efeitos biológicos. Por esta razão, a ingestão desse elemento é regulada nacional e internacionalmente. Como as diferentes espécies arsenicais possuem diferentes toxicidades, é importante a determinação de cada uma nos alimentos. Objetivo: Verificar a existência e dimensionar a significância de efeitos matriciais sobre os resultados da especiação química em amostras de produtos à base de arroz. Método: A concentração de As total nas 15 amostras de produtos derivados do arroz foi analisada por ICP/MS e a especiação química por HPLCICP/MS. Resultados: As concentrações de As total situaram-se entre 31,6 e 311,6 mg.kg-1 e duas amostras encontravam-se acima dos limites recomendados. As espécies químicas As (II), MMA, DMA e As (V) foram determinadas e o somatório de suas concentrações produziu resultados compatíveis com os valores declarados nos materiais certificados e com a concentração de As total nos produtos de composição simples. No entanto, observou-se maior variabilidade (13% a 97%) para amostras complexas contendo fibras, carboidratos, proteínas e gorduras. Conclusões: A presença na formulação dos alimentos de fibras, proteínas, óleos e carboidratos, nesta ordem, impactou negativamente os resultados obtidos e confirma a necessidade de mais estudos para superar estas interferências.

Development and validation of a method for the determination of valproic acid in pharmaceutical formulations by high performance liquid chromatography with diode array detection (HPLC-DAD)

Valproic acid (VA) is used as an anticonvulsant and is used in the treatment of bipolar disorder and depression. The official analytical method for this drug in the compendia is gas chromatography, which is unavailable in many quality control laboratories. Here, we report a validated alternative method using high performance liquid chromatography with diode array detection (HPLC-DAD). The optimized parameters and conditions were as follows: C18 column (5 µm; 250 x 4 mm d.i.); flow 1.0 mL.min-1; wavelength: 210 nm; mobile phase: 55% acetonitrile (ACN) in water containing 0.05% v/v trifluoroacetic acid (TFA) (v/v). The analytical parameters that were validated included the selectivity and matrix effects, linearity, repeatability and intermediate, precision, accuracy, recovery and robustness. This method identifies VA unambiguously. In validation, the following results were obtained: good linearity in concentrations between 0.7 and 1.3 mg.mL-1 (r2 = 0.9998), relative standard deviations (RSDs) of 0.68% for repeatability and 1.23% for intermediate precision, a recovery of 99.42 to 101.55% (RSD 0.14 to 0.74%) and an accuracy of 100.68% (RSD = 0.79%). This method is robust to small variations in procedure.Título em português: Desenvolvimento e validação de um método para a determinação de ácido valpróico em formulações farmacêuticas por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada com detector de conjunto de fotodiodosO ácido valpróico (VA) é utilizado como anticonvulsivante e também na terapêutica da desordem bipolar e depressão. O método de análise deste medicamento nos compêndios oficiais é por cromatografia gasosa e muitos laboratórios oficiais de controle de qualidade não possuem tal equipamento. A proposta deste estudo foi desenvolver e validar um método analítico por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada com detector de conjunto de fotodiodos para a análise deste fármaco. Os parâmetros e condições otimizados foram: coluna C18 (5 µm; 250 x 4 mm d.i.), fluxo de 1,0 mL min-1, comprimento de onda 210 nm, fase móvel 55% ACN e 45% solução 0,05% v/v de ácido trifluoracético (v/v). Os parâmetros analíticos avaliados na validação foram: seletividade e efeito matriz, linearidade, repetitividade e precisão intermediária, exatidão e robustez. A metodologia desenvolvida mostrou identificar de forma inequívoca o analito de interesse. No que concerne aos parâmetros de validação foram obtidos: faixa linear nas concentrações de 0,7 a 1,3 mg mL-1 (r2 = 0,9998), repetitividade: desvio padrão relativo (DPR) = 0,68%, precisão intermediária: DPR = 1,23%, recuperação de 99,42 a 101,55% (DPR de 0,14 a 0,74%) e exatidão de 100,68% (DPR = 0,79%). Quando submetido a pequenas variações, a metodologia mostrou-se robusta