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Title: Desenvolvimento e validação de metodologia para determinação de fármacos e perturbadores endócrinos em amostras de esgoto utilizando extração em fase sólida e cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas.
Authors: Queiroz, Fernanda Barbosa de
metadata.dc.contributor.advisor: Afonso, Robson José de Cássia Franco
Keywords: Fármacos
Cromatografia líquida de alta eficiência
Espectrometria de massa
Tecnologias ambientais
Issue Date: 2011
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. PROÁGUA, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: QUEIROZ, F. B. de. Desenvolvimento e validação de metodologia para determinação de fármacos e perturbadores endócrinos em amostras de esgoto utilizando extração em fase sólida e cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. 2011. 114 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.
Abstract: A ocorrência e os efeitos de fármacos e perturbadores endócrinos no ambiente têm sido discutidos na literatura nos últimos anos. Esses compostos são capazes de afetar a saúde humana e os organismos aquáticos. Nesse estudo foi desenvolvida e validada uma metodologia analítica, utilizando extração em fase sólida e cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas e ionização por eletrospray, para determinação dos fármacos sulfametoxazol, trimetoprima, diclofenaco, bezafibrato e miconazol e dos perturbadores endócrinos estradiol, etinilestradiol, bisfenol A e nonilfenol em amostras de esgoto. A matriz esgoto possui muitas substâncias que são capazes de interferir no mecanismo de ionização dos analitos de interesse, podendo assim, afetar o desempenho do método em termos de detecção, seletividade, repetibilidade e limite de quantificação. Para contornar e minimizar esse problema, foram adotadas nesse trabalho melhorias nas etapas de concentração e clean-up dos extratos através do uso de um cartucho de troca iônica forte, amina quaternária (Strata SAX), seguido de extração em cartucho (Strata X), contendo um grupamento hidrofílico (pirrolidona) e outro lipofílico (benzila). Foram otimizadas as condições de cromatografia e realizadas correções dos resultados pelas respostas de quantidades adicionadas dos analitos aos extratos. O método desenvolvido se mostrou eficiente na determinação dos compostos de interesse tendo em vista os parâmetros de validação: precisão, especificidade, exatidão (recuperação), limite de detecção e quantificação, linearidade e avaliação do efeito matriz. Os coeficientes de correlação (R) das curvas de calibração foram maiores que 0,99 (exceto para o miconazol que foi maior que 0,97) apresentando boa linearidade do método na faixa de trabalho que variou de 5 a 250 ng/mL. Foram obtidos baixos limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) que variaram de 1 a 12,4 ng/L e 3,3 a 41,3 ng/L respectivamente. O composto trimetoprima apresentou o menor LD e LQ e o composto etinilestradiol apresentou o maior LD e LQ entre todos os compostos avaliados. O DPR da precisão intra-dia foi menor que 14% para todos os compostos. Apesar das baixas recuperações para alguns compostos, o método apresentou boa precisão dos resultados. O método foi aplicado para determinação dos compostos em amostras de esgoto e para avaliação da eficiência de remoção em sistemas simplificados de tratamento de esgoto da Estação Experimental de Tratamento de Esgotos da UFMG-COPASA, localizada junto à ETE Arrudas, em Belo Horizonte, MG. Bisfenol A e o antibiótico trimetoprima (mediana de 165 ng/L e 61 ng/L respectivamente) foram encontrados em todas as amostras. Etinilestradiol (EE2) e estradiol (E2) forma raramente detectados. Os fármacos sulfametoxazol (mediana 13 ng/L), diclofenaco (mediana 100 ng/L) e bezafibrato (mediana 95 ng/L) foram encontrados em 92% das amostras. Miconazol foi raramente detectado, somente em 16,7% das amostras e a concentração mais alta encontrada foi de 13,9 ng/L. O método analítico desenvolvido e sua aplicação é uma importante contribuição para a avaliação da remoção desses compostos pelos sistemas de tratamento de esgotos brasileiros, para se conhecer sua eficiência em termos de remoção desses microcontaminantes.
metadata.dc.description.abstracten: The occurrence and effects of pharmaceuticals and endocrine disruptors in the environment have been discussed in the literature in recent years. These compounds are capable of affecting human health and aquatic organisms. In this study, it was developed and validated an analytical method, using solid phase extractions and liquid chromatography coupled to mass spectrometry using electrospray ionization for the determination of the pharmaceuticals: sulfamethoxazole, trimethoprim, diclofenac, bezafibrate and miconazole and endocrine disruptors: estradiol, ethinylestradiol, Bisphenol A and nonylphenol in sewage samples. The sewage matrix has many substances that are capable of interfering with the ionization mechanism of the analytes, and may thus affect the performance of the method in terms of detection, selectivity, repeatability and limit of quantification. To work around and minimize this issue, was adopted in this work improvements in the concentration and clean-up steps of extraction by using a quaternary amines strong exchange cartridge (Strata SAX), followed by the extraction in a Strata X cartridge which has a lipophilic (benzil) group and a hydrophilic (pyrrolidone) side group. It was also improved the chromatography conditions and made corrections of the results by the responses of added quantities of analytes to the final extracts. The method developed proved efficient in determination of compounds of interest by the validation parameters: precision, specificity, accuracy (recovery), limit of detection and quantification, linearity and evaluation of the matrix effects. The correlation coefficients (R) of the analytical curves were greater than 0.99 (except for the miconazole that was greater than 0.97) showing good linearity of the method in the range of work that varied from 5 to 250 ng/mL. Were obtained low limits of detection and quantification that ranged from 1 to 12.4 ng/L and 3.3 to 41.3 ng/L respectively. The compound trimethoprim presented the lowest LD and LQ and compost ethinyl estradiol presented the largest LD and LQ between all compounds evaluated. The precision intra-day was less than 14% (RDS) for all compounds. Despite low recoveries for some compounds, the method presented good accuracy of the results. The method was applied for the determination of compounds in sewage samples and for assessment of removal efficiency in simplified systems of sewage treatment station's Experimental sewage treatment plant of UFMG-COPASA, located next to the ETE Arrudas, in Belo Horizonte, MG. Bisphenol A and the antibiotic trimethoprim (median of 165 ng L -1 and 61 ng L -1 respectively) were found in all samples. Ethinyl estradiol (EE2) and estradiol (E2) were rarel y detected. The pharmaceuticals sulfamethoxazole (median13 ng -1 ), diclofenac ( median 100 ng L -1 ) and bezafibrate (median 95 ng L -1 ) were found in 92% of the samples. Miconazole was rarely detected, only 16.7%, with the highest concentration found of 13, 9 ng L -1 . The method developed is a important contribution for the evaluation of sewage treatment plants in Brasil in the removal of emerging microcontaminants.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3267
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