Evaluation of the influence of fluoroquinolone chemical structure on stability: forced degradation and in silico studies

ABSTRACT Fluoroquinolones are a known antibacterial class commonly used around the world. These compounds present relative stability and they may show some adverse effects according their distinct chemical structures. The chemical hydrolysis of five fluoroquinolones was studied using alkaline and photolytic degradation aiming to observe the differences in molecular reactivity. DFT/B3LYP-6.31G* was used to assist with understanding the chemical structure degradation. Gemifloxacin underwent degradation in alkaline medium. Gemifloxacin and danofloxacin showed more degradation perceptual indices in comparison with ciprofloxacin, enrofloxacin and norfloxacin in photolytic conditions. Some structural features were observed which may influence degradation, such as the presence of five member rings attached to the quinolone ring and the electrostatic positive charges, showed in maps of potential electrostatic charges. These measurements may be used in the design of effective and more stable fluoroquinolones as well as the investigation of degradation products from stress stability assays.

Desenvolvimento de métodos analíticos para a identificação de drogas facilitadoras de crime em amostras de urina / Developing analytical methods for identification of drug-facilitated crime in urine samples

As drogas facilitadoras de crime (DFC) são uma série de substâncias químicas que permitem o ato sexual e/ou roubo com pouca ou nenhuma resistência da vítima. Benzodiazepínicos, gama-hidroxibutirato (GHB), cetamina e etanol são clássicas DFC, porém outras substâncias também têm sido utilizadas. Devido às diferentes classes de DFC e a necessidade de métodos sensíveis, a determinação dessas substâncias é um desafio aos toxicologistas forenses. A proposta do estudo foi desenvolver métodos analíticos para determinação principais analitos alvos de DFC para benzodiazepínicos, cetamina e GHB em amostras de urina. Esta matriz biológica é considerada uma amostra não-invasiva e apresenta um período de detecção maior que o sangue. A preparação das amostras foi avaliada através de microextração em fase líquida (LPME) e extração líquido-líquido (LLE). A LPME é uma técnica de extração de drogas que utiliza menor quantidade de solventes orgânicos, maior praticidade e possibilidade de obtenção de altos valores de recuperação. Os analitos foram determinados por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). A LPME validada para benzodiazepínicos e seus produtos de biotransformação exigiu uma combinação de solventes e dupla derivatização para atingir a sensibilidade exigida, enquanto o método para determinação de cetamina, norcetamina e deidronorcetamina utilizou óleo essencial de eucalipto como meio extrator, caracterizando-se um procedimento ecologicamente correto com alta sensibilidade. A extração de GHB foi efetiva por LLE com redução da quantidade de solvente e tempo de análise sem o prejuízo na sensibilidade. Em geral, os métodos desenvolvidos neste trabalho são sensíveis e confiáveis para todos os analitos relatados e conclui-se que a LPME é uma técnica de preparo de amostra eficiente, versátil de baixo custo. Estas condições permitem que sua implementação em qualquer laboratório de análises toxicológicas, podendo ser aplicada em situações de DFC ou de qualquer outra natureza

Drug-facilitated crime (DFC) are a series of chemicals that allow the sexual act and/or theft with little or no resistance from the victim. Benzodiazepines, gamma-hydroxybutyrate (GHB) and ketamine and ethanol are considered classic DFC, however other substances were also used as the DFC. Due to the different classes of DFC and the need for sensitive methods, the determination of these substances is a challenge to forensic toxicologists. The purpose of this study was to develop analytical methods for determination of the main target analytes of DFC for benzodiazepines, ketamine and GHB in urine samples. This biological matrix is considered a non-invasive sample and shows a larger window of detection than blood. Sample preparation was assessed using liquid phase microextraction (LPME) and liquid-liquid extraction (LLE). The LPME is a drug extraction technique that uses less organic solvents, greater practicality and possibility of obtaining high recovery values. The analytes were determined by gas chromatography - mass spectrometry (GC-MS). The validated LPME technique for benzodiazepines and their metabolites required a combination of solvents and double derivatization to achieve the required sensitivity, while the ketamine, norketamine and dehydronorketamine method used essential oil of eucalyptus as solvent, characterizing a green chemistry approach with high sensitivity. The extraction of GHB was effective by LLE with a reduced amount of solvent and the analysis time without loss in sensitivity. In general, the methods developed in this work using GC-MS are sensitive and reliable for all analytes reported and LPME technique showed to be an efficient sample preparation, versatile and low cost. These conditions allow LPME implementation in any laboratory of toxicological analysis and it can be applied in situations of DFC or any other kind of analysis

Doping genético e possíveis metodologias de detecção / Gene doping and possible detection methodologies / Dopaje genética y los posibles métodos de detección

O doping genético caracteriza-se pelo uso não terapêutico de células, genes e elementos gênicos, ou a modulação da expressão gênica com objetivo de aumentar o desempenho esportivo. Isto somente pode ser realizado através de manipulação gênica. Esta prática dopante caracteriza-se como virtualmente "indetectável", o que representa novos desafios analíticos para sua detecção. Esta revisão apresenta o doping genético e possíveis métodos de detecção para evitar futuras fraudes desportivas.

Gene doping is characterized by non-therapeutic use of cells, genes and genetic elements, or modulation of gene expression with the aim to increase sports performance. This can only be accomplished through gene manipulation. This doping practice is characterized as virtually "undetectable", which represents new challenges for analytical detection. This review presents and possible gene doping detection methods to prevent future sports cheats.

El dopaje genética se caracteriza por el uso no terapéutico de células, genes y elementos genéticos o la modulación de la expresión génica con el objetivo de aumentar el rendimiento deportivo. Esto sólo puede lograrse gracias la manipulación genética. Esta práctica dopante se caracteriza por ser casi "imperceptible", lo que representa nuevos retos para la detección analítica. Esto presenta la revisión y posible dopaje gen métodos de detección para prevenir los futuros tramposos en el deportes.

Os riscos e danos nas intoxicações por paraquat em animais domésticos / The risks and injuries in the paraquat intoxication in domestic animals

O paraquat é um herbicida de contato não-seletivo. É amplamente utilizado na agricultura em mais de 100 países, pois apresenta baixo custo, grande eficácia e não possui efeitos poluentes cumulativos para o solo. Porém, ele é um produto muito tóxico para humanos e animais, podendo causar intoxicações fatais, principalmente pela falta de um antídoto eficaz na reversão do quadro clínico. O paraquat atua mediante mecanismos de indução do estresse oxidativo, produção aumentada de radicais livres associada à depleção dos sistemas antioxidantes do organismo. Sua toxicidade acomete rins, fígado, músculos, cérebro, dentre outros. Os pulmões são considerados os órgãos-alvo deste herbicida, levando a severas injúrias como edema, hemorragia, inflamação intersticial e fibrose pulmonar. A falência respiratória grave é a causa comum de morte. O tratamento da intoxicação, atualmente, é baseado em medidas que diminuam a absorção e aumentem a excreção. Entretanto, o uso de agentes antioxidantes e antifibróticos vem sendo estudado, pois há interesse crescente no estudo de substâncias que possam servir como antídoto nas intoxicações, uma vez que o paraquat aumenta os índices de morbidade e mortalidade.

Paraquat is a nonselective contact herbicide. It is widely used in agriculture because it is inexpensive and highly efficient. Moreover, it is not present cumulative pollutant effects. However, it is a very toxic product both for humans and animals. The intoxication produced can be fatal mainly by the lack of an efficient antidote to revert the clinical state of the subject. Paraquat acts on the oxidative stress-induced mechanisms. Thus, there is the increased production of the free radicals associated with the depletion of antioxidant systems of the organism. Paraquat toxicity attacks kidneys, liver, muscles, and brain, but lungs are the target organs. Severe injuries are observed such as edema, hemorrhage, interstitial inflammation and pulmonary fibrosis, culminating in serious respiratory failure with death. Nowadays, the treatment of paraquat intoxication is based in decrease of the absorption and increases the excretion. Moreover, the use of antioxidants and antifibrotic agents has being studied. There is an increasing interest in studies about substances that can serve as antidote in the poisonings, once paraquat increases the morbidity and mortality.