Immobilization of bromelain on cobalt-iron magnetic nanoparticles (CoFe2O4) for casein hydrolysis / Inmovilización de bromelina sobre nanopartículas magnéticas de cobalto-hierro (CoFe2O4) para la hidrólisis de caseína / Inmovilización de bromelina sobre nanopartículas magnéticas de cobalto-hierro (CoFe2O4) para a hidrólise de caseína

Abstract By means of recycling an enzyme, bromelain was used in casein hydrolysis facilitated by a nanobiocatalyst consisting of bromelain, CoFe2O4 magnetic nanoparticles, chitosan, and glutaraldehyde. Bromelain was immobilized on the chitosan cobalt-magnetite nanoparticle surface via covalent bonds to form the nanobiocatalyst. Immobilized bromelain showed 77% immobilization binding, retaining 85 ± 2% of the initial catalytic activity. Nanoparticles and immobilized bromelain were characterized using UV-Vis and IR spectroscopies, X-ray, square wave voltammetry (SWV), cyclic voltammetry (CV), vibrating-sample magnetization (VSM), and transmission electron microscope (TEM). The Michaelis-Menten constant (KM) and VMAX of the free and immobilized enzyme were calculated: KM = 2.1 ± 0.18 mM and 1.8 mM, respectively and VMAX = 6.08 x 10-2 ± 2.1 x 10-2 U/min and 6.46 ± 0.91 U/min, respectively. The thermal stability of the free enzyme was higher than the immobilized enzyme: 95-98% and 83-87%, respectively. An optimum pH of 6 and a temperature of 20 °C were determined in both cases. Immobilized bromelain maintained 50% of the initial catalytic activity after the fifth use. The immobilized bromelain proved to be effective and reusable for casein hydrolysis. As novel contribution the characterization by VOC and CV was carried out.

Resumen Se investigó la reutilización de la bromelina inmovilizada sobre nanopartículas magnéticas de CoFe2O4 para la hidrólisis de caseína. La inmovilización se efectuó covalentemente en un catalizador de nanopartículas de hierro y cobalto recubiertas con quitosano, glutaraldehído y bromelina. La bromelina alcanzó un máximo de inmovilización del 77%, conservando el 85 ± 2% de su actividad catalítica inicial a los 30 min. La caracterización del catalizador se realizó por espectrofotometría IR y UV-Vis, microscopía electrónica de transmisión (TEM), difracción de rayos X, voltametría de onda cuadrada (VOC), voltametría cíclica (VC) y magnetización de muestra vibrante (VSM). Los parámetros cinéticos KM y VMAX de la enzima libre e inmovilizada fueron: KM = 2,1 ± 0,18 mM y 1,8 ± 0,16 mM, respectivamente y VMAX = 6,08 x 10-2 ± 2,1 x 10-2 U/min y 6,46 ± 0,91 U/min, respectivamente. La estabilidad térmica de la enzima libre fue mayor que la de enzima inmovilizada: 95-98% y 83-87%, respectivamente. Se determinó un pH óptimo de 6 y temperatura de 20 °C en ambos casos. La bromelina inmovilizada mantuvo el 50% de su actividad catalítica hasta el quinto uso. Como aporte novedoso se realizó, en este estudio se realizó la caracterización por VOC y VC.

Resumo Foi estudado o reuso da enzima bromelina imobilizada sobre nano partículas magnéticas de CoFe2O4, para a hidrólise de caseína. A imobilização efetuou-se covalentemente em um catalisador de nano partículas de cobalto e ferro recobertas com quitosano, glutaraldehido e bromelina. A bromelina atingiu seu máximo de imobilização do 77% aos 30 minutos, conservando o 85 ± 2% da sua atividade catalítica inicial. A caraterização foi feita mediante espectrofotometria IV e UV-Vis, microscopia eletrônica de transmissão (TEM), difração de raios X, voltametria de onda quadrada (VOQ), voltametria cíclica (VC) e por magnetização de amostra vibrante (VSM). Os parâmetros cinéticos KM e VMAX da enzima livre e imobilizada foram KM = 2,1 ± 0,18 mM e 1,8 8 ± 0,16mM, respeitivamente; VMAX = 6,08 x 10-2 ± 2,1 x 10-2 U/min e 6,46 ± 0,91 U/min, respectivamente. A estabilidade térmica da enzima livre (95-98%) foi maior do que a estabilidade da enzima imobilizada (83-87%), determinou-se um pH óptimo de 6 e temperatura de 20 °C em ambos os casos. A bromelina imobilizada manteve o 50% de sua atividade catalítica até o quinto uso. Como aporte inovador neste estudo apresenta-se a caraterização por VOQ e VC.

Automatic classification of water samples using an optimized SVM model applied to cyclic voltammetry signals / Clasificación automática de muestras de agua usando un modelo SVM optimizado aplicado a señales de voltametría cíclica

Background: concern about the quality of the water for human consumption has become widespread among the population. The taste and some problems associated with drinking water have been the cause of increased demand for bottled water. Due to this, day to day, a large number of companies has manifested their interest in the production of bottled water. Objective: to evaluate a novel automatic classification model that differentiates bottled water from tap water. Methods: the voltammetric technique consisted of three electrode setup. The output current has been considered for data analysis. From the results of grid search, six pairs of values were pre-selected for the parameters of σ and C whose results were similar. High values of accuracy, specificity and sensitivity were achieved in test dataset. The final decision was made after performing an ANOVA test of 100 repetitions of 5-fold cross-validation, 3000 models were evaluated with the parameter combinations described above for the SVM. Results: the oxidation and reduction peaks of the water samples have been observed to be prominent. Absolute values of current (I) increased in the case of public water samples, possibly due to the largest concentration of chloride ions which have higher contributions to the conductivity. 5-fold cross-validation test mean specificity resulted in C parameters values greater than 0 and between 0 and 30; a σ value greater than 10 and between 0 and 15 were found for tap water and bottled water, respectively. The combination (σ = 10, C = 30) presented best results in accuracy 0.988 ± 0.037, specificity 0.973 ± 0.085 and sensitivity 1 ± 0.09. Conclusions: results of this research work have shown that voltammograms for values of current increased for tap water samples, 9.94e-6µA, compared to 7.99e-6µA due to higher chloride ions concentration in the former. The parameters combination (σ = 10, C = 20) was selected as optimal parameters since there were no significant difference between this and the former.

Antecedentes: en la población hay una preocupación generalizada por la calidad del agua de consumo humano. El sabor y algunos problemas asociados con el agua potable han sido la causa del incremento en la demanda del agua embotellada. Debido a esto, un gran número de empresas han manifestado su interés en la producción de agua en botella. Objetivo: evaluar un nuevo modelo de clasificación automática que diferencie el agua embotellada del agua del grifo. Metodología: la técnica de voltametría consistió en la configuración de tres electrodos. Para el análisis de datos se consideró la corriente de salida y de los resultados de la búsqueda de cuadrícula y se seleccionaron seis pares de valores para los parámetros de σ y C, cuyos resultados fueron similares. Se lograron altos valores de precisión, especificidad y sensibilidad en el conjunto de datos de prueba. La decisión final se tomó después de realizar una prueba ANOVA de 100 repeticiones de validación cruzada de 5 veces y se evaluaron 3000 modelos con las combinaciones de parámetros descritas anteriormente para el SVM. Resultados: se observó que los picos de oxidación y reducción de las muestras de agua son prominentes. Los valores absolutos de corriente (I) aumentaron en el caso de muestras de agua pública, posiblemente debido a la mayor concentración de iones de cloruro que tienen una mayor contribución a la conductividad. La especificidad media de la prueba de validación cruzada 5 veces dio como resultado valores de parámetros C mayores que 0 y entre 0 y 30; se encontró un valor σ mayor que 10 y entre 0 y 15 para el agua de red pública y el agua embotellada, respectivamente. La combinación (σ = 10, C = 30) presentó los mejores resultados en precisión 0,988 ± 0,037, especificidad 0,973 ± 0,085 y sensibilidad 1 ± 0,09. Conclusiones: los resultados de este trabajo demostraron que los voltamogramas para valores de corriente, aumentaron para muestras de agua corriente, 9,94e-6 µA, en comparación con 7,99e-6 µA debido a una mayor concentración de iones de cloruro en el primer caso. La combinación de parámetros (σ = 10, C = 20) se seleccionó como parámetros óptimos, ya que no mostró diferencias significativas entre éste y el primer caso.

Determinación electroquímica de plomo y cadmio en aguas superficiales / Electrochemical determination of lead and cadmium in surface water

El método voltametría de onda cuadrada (OSWV) fue validado para la cuantificación de Cd2+ y Pb2+ en aguas superficiales. El estudio fue realizado usando solución Britton-Robinson como electrolito de soporte a pH 4,8, carbón vítreo como electrodo de trabajo, Ag/AgCl como electrodo de referencia y platino como electrodo auxiliar. La técnica presenta un límite de detección 211 ug/L para Pb y 268 ug/L para Cd. La aplicación de la técnica voltamétrica OSWV fue realizada en aguas de la quebrada Las Torres del sector Parque Industrial en Sogamoso (Colombia), hallando una concentración de: Pb2+ 0,750±0,067 mg/L y Cd2+ 0,570±0,071 mg/L, los cuales sobrepasan los límites máximos establecidos por las normas nacionales (Decreto 4728/2010) e internacionales vigentes para aguas residuales. Los resultados fueron contrastados por el método de referencia espectrofotometría de absorción atómica aceptado como referencia, permitiendo deducir que el método electroquímico genera resultados con un nivel de confianza del 95%.

The square wave electrochemical voltammetry method (OSWV) to quantification of cadmium and lead in surface waters was validated. It used a Britton-Robinson buffer as solution supporting electrolyte to pH 4.8, working electrode glassy carbon, Ag/AgCl as reference electrode and platinum as counter electrode. The limit of detection determined was 211 ug/L for Pb and 268 ug/L for Cd. The application of voltammetric technique OSWV was performed in waters of the creek Towers Industrial Park Sector in Sogamoso (Colombia). The ions concentration in the samples analyzed was 0.750±0.067 mg/L for Pb2+ and 0.570±0.071 mg/L for Cd2+, exceeding the national and international standards limits for wastewater. The results obtained by voltammetry were compared with atomic absorption method spectrophotometer traditionally accepted, allowing deducing that the voltammetric method generates results with a confidence level of 95%.

Estudio voltamétrico de la inmovilización de anticuerpos anti-escherichia coli atcc 25922 en electrodos de oro desnudos y modificados con tiourea / Voltammetric study of antibody immobilization anti-escherichia coli atcc 25922 on naked gold electrodes and modified with thiourea

Se realizó el estudio voltamétrico de la inmovilización de anticuerpos anti-Escherichia coli ATCC 25922 en electrodos de oro desnudos y electrodos de oro modificados con tiourea. Las cepas de Escherichia coli fueron cultivadas durante 24 horas en medio tripticasa de soya, provenientes del Laboratorio de Microbiología del Agua de la Facultad de Farmacia y Bioanálisis de la Universidad de Los Andes en Mérida-Venezuela. Los resultados obtenidos muestran que ocurre la inmovilización de los anticuerpos anti-E. coli tanto en la superficie de los electrodos de oro desnudos, así como en los modificados con tiourea, ya que en ambos casos ocurre la detección de Escherichia coli. Al comparar ambos resultados, podemos decir que en oro desnudo el potencial de pico anódico es menor que en oro modificado con tiourea, +0,158V y +0,251V respectivamente; igual comportamiento ocurre con las corrientes de pico anódicas, 0,127x10-4A y 0,156x10-4A respectivamente. Un mayor potencial implica que la presencia de la monocapa de tiourea en el electrodo, hace que se dificulte la transferencia de electrones desde el anticuerpo al electrodo. Así mismo, los resultados obtenidos permiten sugerir un método para la inmovilización de moléculas biológicas en superficies de oro modificadas. De igual forma, el método utilizado permitió demostrar la especificidad de la unión anticuerpo-antígeno (anticuerpo-E.coli), al agregar volúmenes de Klebsiella pneumoneae, demostrando que el inmunosensor tiene la capacidad de reconocer la presencia o ausencia de E. coli en un medio, así como conocer si un anticuerpo es específico o no para un determinado antígeno

The voltammetric study of immobilization of anti-Escherichia coli antibodies ATCC 25922 was carried out on naked gold electrodes and gold electrodes modified with thiourea. The strains of Escherichia coli were cultivated for 24 hours in trypticase soybean medium, from the Laboratory of Microbiology of Water of the Faculty of Pharmacy and Bioanalysis of the University of Los Andes in Merida-Venezuela. The results obtained show that the immobilization of the anti-E. coli antibodies occurs on both the surface of the naked gold electrodes as well as those modified with thiourea, since in both cases the detection of Escherichia coli occurs. When comparing both results, we can say that in naked gold the anodic peak potential is lower than in gold modified with thiourea, +0.158V and +0.251V respectively; similar behavior occurs with the anodic peak currents, 0.127x10-4A and 0.156x10-4A respectively. Higher potential implies that the presence of the thiourea monolayer in the electrode makes it difficult to transfer electrons from the antibody to the electrode. Likewise, the results obtained suggest a method for the immobilization of biological molecules on modified gold surfaces. Likewise, the method used demonstrated the specificity of antibody-antigen (antibody-E.coli) binding, by adding volumes of Klebsiella pneumoneae, demonstrating that the immunosensor has the ability to recognize the presence or absence of E. coli in a medium, as well as to know if an antibody is specific or not for a certain antigen

Efecto del metronidazol suplementado con hidroquinona en la adherencia de Lactobacillus acidophilus en células vaginales ovinas / Effect of metronidazole supplemented with hydroquinone on the adhesion of Lactobacillus acidophilus in ovine vaginal cells

This work demonstrates that the addition of metronidazole together with a ubiquitous quinone compound reduces adherence of Lactobacillus acidophilus to ovine vaginal cells. Spectrophotometric and voltammetric studies have shown that neoformed compounds were observed in these systems; there were also changes in their electroactive composition, and the oxidant status had a significantly higher value compared to the control (p < 0.05). Based on reduction potential (E; mV), the distribution of electroactive compound concentrations suggests that the compounds with low reduction potential induce this behavior, which would indicate that the addition of metronidazole with a ubiquitous quinone compound to the vaginal system might increase the reductive capacity of these systems. This work shows that the study of behavior and fluctuations of the redox compounds that compose the vaginal environment, in terms of concentration and species of redox molecules, must be hierarchized in order to better understand the early stages of colonization by microorganisms.

Este trabajo demuestra que la incorporación de metronidazol conjuntamente con un compuesto quinónico ubicuo disminuye la adherencia de Lactobacillus acidophilus a células vaginales ovinas. Los estudios espectrofotométricos y voltamétricos mostraron que en estos sistemas aparecieron compuestos neoformados y que hubo modificaciones en la composición electroactiva; asimismo, el estatus oxidante presentó un valor significativamente superior con respecto al control (p < 0,05). Según los potenciales de reducción (E; mV), la distribución de las concentraciones de los compuestos electroactivos muestra que los compuestos con bajos potenciales de reducción inducen este comportamiento. Esto indicaría que la incorporación de esta mezcla al sistema vaginal aumentaría su capacidad reductora. El trabajo muestra que el estudio del comportamiento y las fluctuaciones de los compuestos redox que componen el ambiente vaginal, en términos de concentración y especies moleculares, debe ser jerarquizado para comprender mejor las primeras etapas de la colonización de este ambiente por parte de los microorganismos.

A simple and sensitive method for determination of Norfloxacin in pharmaceutical preparations / Um método simples e sensível para determinação da norfloxacina em preparações farmacêuticas

In this approach, a new voltammetric method for determination of norfloxacin was proposed with high sensitivity and wider detection linear range. The used voltammetric sensor was fabricated simply by coating a layer of graphene oxide (GO) and Nafion composited film on glassy carbon electrode. The advantage of proposed method was sensitive electrochemical response for norfloxacin, which was attributed to the excellent electrical conductivity of GO and the accumulating function of Nafion under optimum experimental conditions, the present method revealed a good linear response for determination of norfloxacin in the range of 1×10^-8mol/L-7×10^-6 mol/L with a detection limit of 5×10^-9 mol/L. The proposed method was successfully applied in the determination of norfloxacin in capsules with satisfactory results...

Propos-se, por essa abordagem, novo método voltamétrico, com alta sensibilidade e faixa linear de detecção mais ampla, para a determinação de norfloxacino. O sensor voltamétrico utilizado foi fabricado simplismente por cobertura de camada de óxido de grafeno (GO) e filme de Nafion em eletrodo de cabrono vítreo. A vantagem do método proposto foi a resposta eletroquímica sensível para o norfloxacino, atribuída à condutividade elétrica excelente do GO e à função acumulada do Nafion. Sob condições experimentais ótimas, o presente método revelou boa resposta linear para a determinação do norfloxacino na faixa de limite de detecção de 1×10^-8mol/L-7×10^-6 mol/L. O método proposto foi aplicado com sucesso na determinação de norfloxacino em cápsulas, com resultados satisfatórios...

Differential pulse voltammetric determination of diclofenac in pharmaceutical preparations and human serum / Pulso diferencial determinação voltamétrica de diclofenaco em preparações farmacêuticas e em soro humano

This article describes a differential pulse voltammetric (DPV) method for the determination of diclofenac in pharmaceutical preparations and human serum. The proposed method was based on electro-oxidation of diclofenac at platinum electrode in 0.1 M TBAClO₄/acetonitrile solution. The well-defined two oxidation peaks were observed at 0.87 and 1.27 V, respectively. Calibration curves that obtained by using current values measured for second peak were linear over the concentration range of 1.5-17.5 μg mL^-1and 2-20 μg mL^-1 in supporting electrolyte and serum, respectively. Precision and accuracy were also checked in all media. Intra- and inter-day precision values for diclofenac were less than 3.87, and accuracy (relative error) was better than 4.12%. The method developed in this study is accurate, precise and can be easily applied to Diclomec, Dicloflam and Voltaren tablets as pharmaceutical preparation. In addition, the proposed technique was successfully applied to spiked human serum samples. No electro-active interferences from the endogenous substances were found in human serum...

Este artigo descreve um método de voltametria de pulso diferencial (VPD) para a determinação de diclofenaco em preparações farmacêuticas e em soro humano. O método proposto foi baseado em eletroxidação de diclofenaco no eléctrodo de platina em solução 0,1 M TBAClO₄/acetonitrila. Dois picos de oxidação bem definidos foram observados em 0,87 e 1,27 V, respectivamente. As curvas de calibração obtidas utilizando-se valores de corrente medidos por segundo pico foram lineares no intervalo de concentração de 1,5-17,5 μg mL^-1e 2-20 μg mL^-1em eletrólito suporte e soro, respectivamente. Precisão e exatidão também foram verificadas em todos os meios. Valores de precisão intra- e inter-dia para o diclofenaco foram inferiores a 3.87 e a precisão (erro relativo) foi melhor do que 4,12%. O método desenvolvido neste estudo é exato, preciso e pode ser facilmente aplicado a Diclomec, Dicloflam e comprimidos Voltaren, como preparação farmacêutica. Além disso, a técnica proposta foi aplicada com sucesso em amostras de soro humano. Não se observaram interferências das substâncias endógenas no soro humano...

Atividade antioxidante de extratos de folhas de ora-pro-nóbis (Pereskia aculeata Mill. ) usando métodos espectrofotométricos e voltamétricos in vitro / Antioxidant activity of ora-pro-nobis (Pereskia aculeata Mill. ) leaves extracts using spectrophotometric and voltammetric assays in vitro

Atualmente tem crescido a busca por plantas como fontes naturais de antioxidantes. Plantas com esta propriedade podem ser utilizadas para melhorar a qualidade de alimentos, seja para fins nutritivos ou de conservação, como também para a prevenção de doenças relacionadas ao aparecimento de radicais livres. A Pereskia aculeata Mill. (Ora-pro-nóbis) é uma espécie da família Cactaceae e suas folhas são consumidas por muitas pessoas. Neste contexto, este trabalho estudou o teor de fenóis totais (método Folin-Ciocalteau) e de proantocianidinas (vanilina sulfúrica), correlacionando-os com a atividade antioxidante (radical DPPH, sistema b-caroteno/ácido linoleico e voltametria por pulso diferencial) de extratos em acetona 80%, etanol 70% e água das folhas da espécie P. aculeata Mill., apresentando o extrato em acetona 80% maior teor de fenóis totais e proantocianidinas. Com relação à atividade antioxidante frente ao radical DPPH, o extrato em acetona 80% se apresentou ligeiramente melhor que o em etanol 70%. A técnica de voltametria por pulso diferencial mostrou que o extrato em acetona 80% apresenta constituintes com maior potencial redutor que o extrato em etanol 70%. Os dados obtidos a partir da voltametria corroboram com os resultados obtidos pelo método tradicional de DPPH. Os extratos em etanol 70% e em água apresentaram melhor atividade antioxidante pelo sistema b-caroteno/ácido linoleico, o que sugere a presença de outra classe de compostos que atuam na inibição do b- caroteno. Portanto, as folhas da espécie Pereskia aculeata podem ser consideradas como fonte potencial de compostos antioxidantes.

Currently, the search for plants as natural sources of antioxidants has been growing because they can be used to improve the nutritive or preservation properties of food, as soon as for the prevention of diseases related to free radicals. The Pereskiaaculeata Mill. (Ora-pro-nóbis,) is a specie of Cactaceae family and its leaves are consumed by many people. In this context, this paper studied the total phenols (Folin-Ciocalteu) and proanthocyanidins (vanillin sulfuric) correlating with the antioxidant activity (DPPH, b-carotene/linoleic acid system and differential pulse voltammetry) of extracts of 80% acetone, 70% ethanol and water of Pereskiaaculeata Mill. leaves. The 80% acetone extract showed higher total phenols and proanthocyanidins. Regarding to the antioxidant activity by DPPH radical scavenger, the 80% acetone extract was slightly better than 70% ethanol extract. The differential pulse voltammetry technique displayed that the 80% acetone extract presented constituents with greater reducing potential than the ones presented in 70% ethanol extract, what can corroborate the results obtained. The 70% ethanol and water extracts has shown better antioxidant activity by b-carotene/linoleic acid system, what probably suggests the presence of another compounds classes that are responsible for the inhibition the b-carotene. Therefore, the Pereskiaaculeata Mill. showed that its leaves may be considered as a potential source of antioxidant compounds.

Derivados de lignina de DNA como agentes modificadores no desenvolvimento de sensores voltamétricos / Lignin derivatives and DNA as modificating agents in the development of voltammetric sensors

Neste trabalho, 2 diferentes procedimentosforam utilizados para a extração de lignina a partir do licor negro, caracterizando-se quimicamente as amostras de lignina obtidas em relação a umalignina comercial, visando a aplicação no desenvolvimento de sensores voltamétricos. A análise elementar, espectroscopia na região do infravermelho, análise térmica e caracterização eletroquímica do material mostraram que, tanto a origem da lignina quanto a metodologia de obtenção da mesma, a partir do licor negro, podem fornecer materiais com propriedades químicas distintas, embora possuam comportamento eletroquímico similar. Observou-se, também, que a lignina só pode ser armazenada na forma sólida,devido à oxidação pelo oxigênio dissolvidodurante o tempo em que a solução mãe é armazenada.No entanto, a oxidação dalignina é necessária quando se tem por objetivo o desenvolvimento de sensores voltamétricos, devido a predominância de carbonos sp2na estrutura químicaoxidada, condição em que se obtém maior condutividade. Constatou-se também a necessidade de utilizar um transdutor metálico para o desenvolvimento de eletrodos qumicamente modificados com este material, visto que os eletrodos de carbono modificados com lignina oxidada ou não oxidada não apresentaram atividade eletroquímica. Devido à pequena porcentagem de enxofre existente na estrutura química, a lignina oxidada tende a se organizar pelos grupamentos SH quando na presença de ouro, expondo os grupamentos quinônicos eletroativos. A lignina oxidada ainda foi utilizada no preparo de eletrodo de pasta de carbono com nanopartículas de ouro, na qual a lignina oxidada impregnada no grafite atua como redutor "in-situ" do ouro, permitindo o preparo de um sensor voltamétrico versátil, capaz de realizar a determinação de ácido ascórbico, dopamina, nitrito e iodato. No que tange ao comportamento eletroquímico de fármacos e estudos de interação fármaco-DNA, eletrodos de carbono foram modificados com DNAdupla fita com a finalidade de monitorar a interação DNA-Gemcitabina.O fármaco não apresentou atividade eletroquímica tanto na região positiva quanto na região negativa de potencial. A interação do mesmo com o DNA promove a condensação/agregação das duplas fitas do DNA em uma primeiraetapa, seguida da clivagem do nucleosídeo guanosina, formando guanina livre. O comportamento eletroquímico de leflunomida e sulfasalazina, dois fármacos aplicados ao tratamento da artrite reumatóide, foi estudado e mecanismos de oxidação foram propostos para cada fármaco

The chemical properties of samples of lignin, which were precipitated from black liquor using two different methodologies (precipitation with CO2 and H2SO4), were studied and the results compared to those obtained from a commercial lignin sample in order to prepare voltammetric sensors. The elementary analysis, infrared spectroscopy, thermal analysis and electrochemical characterization of the material demonstrated that both, the source of lignin and the precipitation method from the black liquor, can provide lignin samples with different chemical properties, although the electrochemical behavior of all samples has been the same. Lignin could only be stored in solid form as lignin in the black liquor is slowly and quantitatively oxidized by dissolved oxygen, preventing the extraction procedures. However, the lignin as extracted from black liquor cannot be used to modify solid electrodes due its high resistivity. The previous oxidation of the all material was necessary when the aim was its application on the sensors development. The electrical conductivity in the oxidized lignin was achieved, probably due to the predominance of sp2 hybridized carbon atoms, which improved orbital overlapping in the material. In addition, it was necessary to use a metallic transducer to produce electrodes modified with films of lignin with good electrochemical activity. The films drying time was also important parameter, which suggested a specific organization of lignin macromolecules over the electrode surface. Due to the small percentage of sulfur in the material, the oxidized lignin tended to be organized by the SH groups in the presence of metallic substrates, exposing its electroactive quinone groups. The oxidized lignin was further used to prepare carbon paste electrodes modified with gold nanoparticles, in which the impregnated oxidized lignin on graphite acted as an "in situ" reducing agent towards HAuCl4.The resulting composite allowed the preparation of a versatile voltammetric sensor, capable of detecting ascorbic acid, dopamine, nitrite and iodate. Regarding the electrochemical behavior and drug interaction studies DNA-molecule, carbon electrodes were modified with double strand DNA with the purpose of monitoring Gemcitabine-DNA interaction. The drug showed no electrochemical activity both, in the positive and the negative potential. The Gemcitabine-DNA interaction promoted condensation / aggregation of the double strand DNA in a first step, followed by cleavage of the nucleoside guanosine in the form of free guanine. In addition, the electrochemical behavior of sulfasalazine and leflunomide, two pharmacological compounds applied to the treatment of rheumathoid arthritis, were studied and their oxidation mechanisms were proposed

Square-wave voltammetric determination of rutin in pharmaceutical formulations using a carbon composite electrode modified with copper (II) phosphate immobilized in polyester resin

A carbon composite electrode modified with copper (II) phosphate immobilized in a polyester resin (Cu3(PO4)2-Poly) for the determination of rutin in pharmaceutical samples by square-wave voltammetry is described herein. The modified electrode allows the determination of rutin at a potential (0.20 V vs. Ag/AgCl (3.0 mol L-1 KCl)) lower than that observed at an unmodified electrode. The peak current was found to be linear to the rutin concentration in the range from 9.9 × 10-8 to 2.5 × 10-6 mol L-1, with a detection limit of 1.2×10-8 mol L-1. The response of the electrode was stable, with no variation in baseline levels within several hours of continuous operation. The surface morphology of the modified electrode was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) system. The results obtained are precise and accurate. In addition, these results are in agreement with those obtained by the chromatographic method at a 95% confidence level.

Descreve-se um eletrodo de carbono modificado com fosfato de cobre (II) imobilizado em uma resina de poliéster (Cu3(PO4)2-Poly) para a determinação de rutina em amostras farmacêuticas por voltametria de onda quadrada. O eletrodo modificado permite a determinação de rutina em potencial (0.20 V vs Ag / AgCl (3,0 mol L-1 KCl)) menor que o observado em um eletrodo não modificado. Verificou-se que a corrente de pico foi linear com a concentração de rutina na faixa de 9,9 × 10-8 a 2,5 × 10-6 mol L-1, com um limite de detecção de 1,2 × 10-8 mol L¹. A resposta do eletrodo foi estável, sem variação significativa dentro de várias horas de operação contínua. A morfologia da superfície do eletrodo modificado foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e pelo sistema de energia dispersiva de raios-X (EDX). Os resultados obtidos foram precisos e exatos. Ademais, estes resultados estão de acordo com aqueles obtidos pelo método cromatográfico a um nível de confiança de 95%.

Biomonitoreo de la contaminación atmosférica en La Habana durante la campaña 2004-2005 / Biomonitoring of the atmospheric pollution in Havana during 2004-2005 survey

RESUMEN Para evaluar la calidad del aire en La Habana se utilizó como bioindicador una especie de liquen epífi to (physcia alba sp.) que crece sobre Palma real (Roystonea regia). Se colectó un total de 225 muestras de líquenes en 181 sitios seleccionados de acuerdo con las condiciones de contaminación por tráfi co y actividades industriales. Se determinaron las concentraciones de 15 elementos (Na, Mg, Al, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Cd and Pb), empleando espectrofotometría de absorción atómica, fluorescencia de rayos X por refl exión total y voltametría de redisolución anódica. Se aplicaron métodos estadísticos (componentes principales) a los resultados analíticos y se obtuvieron y seleccionaron varios factores. Por último se presentan mapas con los perfiles de distribución elementales y de factores y su posible correlación con distintas fuentes de contaminación.

ABSTRACT An epiphytic lichen (physcia alba sp.) grown over Royal Palm (Roystonea regia) tree was used as bioindicator of air quality in Havana City. A total of 225 lichen samples were collected in 181 selected sites according to traffic and industrial conditions. The concentrations of 15 elements (Na, Mg, Al, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Cd and Pb) were determined by Atomic Absorption Spectrophotometry, Total Reflection X-Ray Fluorescence and Anodic Stripping Voltammetry. Principal Component Analysis was applied to analytical results and some factors were obtained. Finally, maps with lichen elemental contents and factors’ patterns are presented. Several possible pollution sources were identified.

Development and validation of an electroanalytical methodology for determination of isoniazid and rifampicin content in pharmaceutical formulations / Desenvolvimento e validação de uma metodologia eletroanalítica para a determinação do teor de isoniazida e rifampicina em preparações farmacêuticas

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 percent; 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 percent. 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 por cento; 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 por cento. Foram analisados 6 lotes de medicamentos de dois laboratórios farmacêuticos. Apenas uma das amostras apresentou teor de rifampicina insatisfatório.

Redução voltamétrica de artemisinina e sua interação com grupo heme (hemina) / Voltammetric reduction of artemisinin and its interaction with heme (hemin)

A malária é a endemia tropical mais devastadora do mundo e esse quadro é agravado pela ausência de tratamento eficaz. Entretanto, a resistência dos plasmódios à artemisinina não apresenta relevância clínica e seu mecanismo de ação está associado ao grupo heme, com formação de radicais livres e rompimento da ponte endoperóxido. O comportamento voltamétrico da artemisinina foi estudado por voltametria cíclica e voltametria de onda quadrada. O fármaco é irreversivelmente reduzido em eletrodos de carbono vítreo e os valores de potencial de pico não sofrem influência da acidez do meio, porém observou-se o maior valor de corrente em pH 6,0. O comportamento voltamétrico da artemisinina foi significativamente alterado na presença do grupo heme, provocando uma antecipação de seu pico de redução em cerca de 600 mV. Por voltametria de onda quadrada observou-se que este novo pico foi sensível à adição crescente de concentração de hemina, atingindo valor de corrente cerca de 10 vezes maior em relação ao pico original da artemisinina, numa relação de concentração de 20 mmol/L para o primeiro e 50 mmol/L do segundo. Além disso, resultados indicaram que esse processo eletrocatalítico ocorreu pela formação de Fe(II)-hemina na superfície do eletrodo, com provável processo de eletro-polimerização da hemina sobre o eletrodo de carbono vítreo. Esse efeito adsortivo foi avaliado a partir da estimativa da concentração superficial (G) de hemina sobre o eletrodo de trabalho em pH 6,0. A modificação do eletrodo de carbono vítreo por hemina mostrou que a interação entre artemisinina e o grupo heme ocorre predominantemente sobre a superfície do eletrodo e não em solução. Portanto, esclarecer o mecanismo de ação da artemisinina é importante para o planejamento e desenvolvimento de novos agentes antimaláricos.

Malaria is the tropical disease most devastating of the world and this situation is worsened by the absence of effective treatment. However, the plasmodium resistance to artemisinin does not show clinical relevance. The drug mechanism of action is associated to the heme group, with free radical formation and endoperoxide moiety breakage. The voltammetric behavior of artemisinin was studied by cyclic and square-wave voltametries. This drug was irreversibly reduced on glassy carbon electrode and the peak potential values are pH independent, however the biggest value of current peak was observed at pH 6.0. The voltammetric behavior of artemisinin was significantly changed in the heme group presence, provoking an anticipation of about 600 mV on cathodic peak. By square-wave voltammetry it was observed that this new peak was sensitive to the hemin concentration, reaching a value around 10 times larger regarding the original cathodic peak of artemisinin, being the concentration of 20 mmol/L for the former and 50 mmol/L for the latter. In addition, results indicated that this electro-catalytic process depends on the Fe(II)-hemin formation on the electrode surface, indicating the possible electro-polymerization of hemin on the glassy carbon electrode. This adsorptive effect was evaluated from the superficial concentration (G) estimation of the hemin on the working electrode at pH 6.0. The modification of the glassy carbon electrode using hemin showed that the interaction between artemisinin and the heme group predominantly occurs on the electrode surface and not in solution. Therefore, clarifying artemisinin mechanism of action is important in order to contribute for the design and development of new antimalarial agents.