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Title: Caracterização dos produtos de degradação dos fármacos metformina, enalapril, captopril e ranitidina, por espectrometria de massas de alta resolução e avaliação da toxicidade após processos oxidativos avançados e cloração.
Authors: Quintão, Frederico Jehár Oliveira
metadata.dc.contributor.advisor: Afonso, Robson José de Cássia Franco
Keywords: Cloração
Ozonização
Fotólise
Fotocatálise
Espectrometria de massa de alta resolução
Issue Date: 2017
metadata.dc.contributor.referee: Afonso, Robson José de Cássia Franco
Moreira, Renata Pereira Lopes
Augusti, Rodinei
Taylor, Jason Guy
Brandão, Geraldo Célio
Citation: QUINTÃO, Frederico Jehár Oliveira. Caracterização dos produtos de degradação dos fármacos metformina, enalapril, captopril e ranitidina, por espectrometria de massas de alta resolução e avaliação da toxicidade após processos oxidativos avançados e cloração. 2018. 176 f. Tese (Doutorado em Engenharia Ambiental) - Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
Abstract: Fármacos de diferentes classes terapêuticas são encontrados no ambiente. O captopril, o enalapril, a metformina e a ranitidina sãos utilizados mundialmente como fármacos anti-hipertensivos, antidiabéticos e antiulcerosos respectivamente. Tais fármacos têm sido encontrados em afluentes, efluentes de estações de tratamento de águas. Processos de oxidação avançados, como fotólise direta (UV-C), fotocatálise heterogênea (TiO2 / UV-C) e ozonização (O3) são alternativas para melhorar a mineralização de produtos farmacêuticos e sua remoção durante o tratamento convencional de águas, utilizando-se hipoclorito. Neste trabalho foram avaliadas as taxas de degradação desses fármacos em solução aquosa induzida pelos sistemas UV-C; TiO2/UV-C; O3 e NaOCl . A identificação e o monitoramento dos subprodutos formados nestas condições foram realizados por espectrometria de massa de alta resolução (HRMS) e Cromatografia Líquida de Alta Eficiência Acoplada a Espectrometria de Massas de Alta Resolução (HPLC/HRMS). Para avaliar a toxicidade dos subprodutos, foram realizados testes citotoxicidade com o ensaio de brometo de (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-difeniltetrazólio (MTT) utilizando células HepG2. Observou através das técnicas HRMS e HPLC/HRMS que houve remoção completa do captopril durante a cloração e ozonização, 60% de remoção da metformina durante a ozonização e cloração. Remoção total do enalapril e ranitidina durante a cloração e degradação quase completa do captoril com 93,5% de eficiência de remoção durante a fotólise e 99,9% durante a fotocatálise. Nestas condições, as taxa de mineralização, por Carbono Orgânico Total (TOC), foi no melhor cenário de 20% para a metfomrina durante a ozonização e apenas 2,92% para fotólise do captopril no pior cenário, evidenciando a formação de subprodutos de degradação. Foi possível a elucidação estrutural dos subprodutos de degradação da metformina, enalapril, ranitidina e captopril e as possíveis rotas de degradação foram propostas. As amostras contendo os subprodutos não foram tóxicas para as células HepG2, indicando que os tratamentos oxidativos utilizados não geraram subprodutos com atividade tóxica para estas células.
metadata.dc.description.abstracten: Pharmaceuticals of different therapeutic classes are found in the environment. Captopril, enalapril, metformin and ranitidine are used worldwide as antihypertensive, antidiabetic and antiulcer drugs respectively. Such drugs have been found in affluents and effluents from water treatment plants. Advanced oxidation processes such as direct photolysis (UV-C), heterogeneous photocatalysis (TiO2 /UV-C) and ozonation (O3) are alternatives to improve the mineralization of pharmaceuticals and their removal during the conventional water treatment, using hypochlorite. In this work the degradation rates of these drugs in aqueous solution induced by UV-C systems; TiO2 / UV-C; O3 and NaOCl were evaluated. Identification and monitoring of by-products formed under these conditions were performed by high resolution mass spectrometry (HRMS) and High Performance Liquid Chromatography coupled to High Resolution Mass Spectrometry (HPLC/HRMS). To evaluate the toxicity of by-products, cytotoxicity tests were run with the (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium (MTT) bromide assay using HepG2 cells. It was observed through the HRMS and HPLC / HRMS experiments that there was complete removal of captopril during chlorination and ozonation, 60% removal of metformin during ozonization and chlorination. It was also observed the total removal of enalapril and ranitidine during chlorination and near complete degradation of captoril, with 93.5% removal efficiency, during photolysis and 99.9% during photocatalysis. Under these conditions, the Total Organic Carbon (TOC) mineralization rate were, at the best, 20% for metformin during ozonization and only 2.92% for the photolysis of captopril, in the worst case. Thus, evidencing the formation of degradation byproducts. For all oxidative experiments, it was possible the mass spectrometry structural elucidation of the degradation byproducts of metformin, enalapril, ranitidine and captopril and the possible routes of degradation were proposed. The treated samples were not toxic to HepG2 cells, indicating that the oxidative treatments used did not generate byproducts with acute toxic activity for these cells.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/10610
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 20/12/2018 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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