Análise comparativa de Ibuprofeno em diferentes formulações farmacêuticas através da espectroscopia Raman / Comparative analysis of Ibuprofen in different pharmaceutical formulations by Raman spectroscopy

Objetivo ­ Avaliar o uso da espectroscopia Raman como possível instrumento para a detecção do Ibuprofeno em diferentes formulações farmacêuticas a fim de se propor uma metodologia a ser utilizada em processos de controle de qualidade na produção destes medicamentos. Métodos ­ 05 amostras de cada grupo do medicamento (referência, genérico e similar) concentrado em 100 mg/dL, foram submetidas a espectroscopia Raman (espectrômetro dispersivo com 830 nm e 300 mW de excitação acoplado a um cabo de fibras ópticas Raman probe) e as aquisições foram replicadas 10 vezes de 3 segundos, com exposição total de 30 s para a coleta de cada espectro. Resultados ­ Ao se comparar o medicamento similar com o de referência, percebem-se picos mais elevados e largos no similar, principalmente nos deslocamentos de 510, 660 e 884 cm­1. Já os espectros dos medicamentos de referência e genérico mostraram-se mais semelhantes entre si. Conclusão ­ As três apresentações comerciais contêm o princípio ativo Ibuprofeno, porém os picos em diferentes intensidades sugerem diferentes concentrações nas formulações avaliadas.

Objective ­ To evaluate the use of Raman spectroscopy as a possible instrument for the detection of ibuprofen in different pharmaceutical formulations in order to propose a methodology to be used in quality control processes in the production of these drugs. Methods ­ 05 samples from each drug group (reference, 100 mg / dL, were subjected to Raman spectroscopy (830 nm dispersive spectrometer and 300 mW excitation coupled to a Raman probe fiber optic cable) and acquisitions replicated 10 times 3 seconds with exposure 30 s total for the collection of each spectrum. Results ­ When comparing the similar drug with the reference drug, higher and broader peaks in the similar one can be noticed, especially in the displacements of 510, 660 and 884 cm­1. Already the spectra of reference and generic drugs were more similar to each other. Conclusion ­ The three commercial presentations contain the active ingredient Ibuprofen, but the peaks at different intensities suggest different concentrations in the formulations evaluated.

Detecting alterations of glucose and lipid components in human serum by near-infrared Raman spectroscopy

Introduction Raman spectroscopy may become a tool for the analysis of glucose and triglycerides in human serum in real time. This study aimed to detect spectral differences in lipid and glucose components of human serum, thus evaluating the feasibility of Raman spectroscopy for diagnostic purposes. Methods A total of 44 samples of blood serum were collected from volunteers and submitted for clinical blood biochemical analysis. The concentrations of glucose, cholesterol, triglycerides, and low-density and high-density lipoproteins (LDL and HDL) were obtained using standard biochemical assays. Serum samples were placed in Eppendorf tubes (200 µL), kept cooled (5 °C) and analyzed with near-infrared Raman spectroscopy (830 nm, 250 mW, 50 s accumulation). The mean spectra of serum with normal or altered concentrations of each parameter were compared to determine which Raman bands were related to the differences between these two groups. Results Differences in peak intensities of altered sera compared to normal ones depended on the parameter under analysis: for glucose, peaks were related to glucose; for lipid compounds the main changes occurred in the peaks related to cholesterol, lipids (mainly triolein) and proteins. Principal Components Analysis discriminated altered glucose, cholesterol and triglycerides from the normal serum based on the differences in the concentration of these compounds. Conclusion Differences in the peak intensities of selected Raman bands could be seen in normal and altered blood serum samples, and may be employed as a means of diagnosis in clinical analysis.

Use of laser fluorescence in dental caries diagnosis: a fluorescence x biomolecular vibrational spectroscopic comparative study.

The aim of this work was to verify the existence of correlation between Raman spectroscopy readings of phosphate apatite (~960 cm-1), fluoridated apatite (~575 cm-1) and organic matrix (~1450 cm-1) levels and Diagnodent® readings at different stages of dental caries in extracted human teeth. The mean peak value of fluorescence in the carious area was recorded and teeth were divided in enamel caries, dentin caries and sound dental structure. After fluorescence readings, Raman spectroscopy was carried out on the same sites. The results showed significant difference (ANOVA, p<0.05) between the fluorescence readings for enamel (16.4 ± 2.3) and dentin (57.6 ± 23.7) on carious teeth. Raman peaks of enamel and dentin revealed that ~575 and ~960 cm-1 peaks were more intense in enamel caries. There was significant negative correlation (p<0.05) between the ~575 and ~960 cm-1 peaks and dentin caries. It may be concluded that the higher the fluorescence detected by Diagnodent the lower the peaks of phosphate apatite and fluoridated apatite. As the early diagnosis of caries is directly related to the identification of changes in the inorganic tooth components, Raman spectroscopy was more sensitive to variations of these components than Diagnodent.

Use of laser fluorescence in dental caries diagnosis: a fluorescence x biomolecular vibrational spectroscopic comparative study

The aim of this work was to verify the existence of correlation between Raman spectroscopy readings of phosphate apatite (∼960 cm−1), fluoridated apatite (∼575 cm−1) and organic matrix (∼1450 cm−1) levels and Diagnodent® readings at different stages of dental caries in extracted human teeth. The mean peak value of fluorescence in the carious area was recorded and teeth were divided in enamel caries, dentin caries and sound dental structure. After fluorescence readings, Raman spectroscopy was carried out on the same sites. The results showed significant difference (ANOVA, p<0.05) between the fluorescence readings for enamel (16.4 ± 2.3) and dentin (57.6 ± 23.7) on carious teeth. Raman peaks of enamel and dentin revealed that ∼575 and ∼960 cm−1 peaks were more intense in enamel caries. There was significant negative correlation (p<0.05) between the ∼575 and ∼960 cm−1 peaks and dentin caries. It may be concluded that the higher the fluorescence detected by Diagnodent the lower the peaks of phosphate apatite and fluoridated apatite. As the early diagnosis of caries is directly related to the identification of changes in the inorganic tooth components, Raman spectroscopy was more sensitive to variations of these components than Diagnodent.

O objetivo desse estudo foi verificar por meio da espectroscopia Raman, a existência de correlação entre os níveis de apatita fosfatada (∼960 cm−1), apatita fluoretada (∼575 cm−1) e matriz orgânica (∼1450 cm−1) e as leituras do Diagnodent® em diferentes estágios de cárie dental em dentes humanos extraídos. O valor médio do pico de fluorescência na área da cárie foi anotado e os dentes divididos em cárie de esmalte, dentina e dente hígido. Após as leituras de fluorescência, foi realizada a espectroscopia Raman nos mesmos sítios. Os resultados mostraram diferença significante (ANOVA p<0,05) entre as leituras de fluorescência para esmalte (16,4 ± 2,3) e dentina (57,6 ± 23,7) nos dentes cariados. Os picos Raman para esmalte e dentina evidenciaram que os picos ∼575 e ∼960 cm−1 foram mais intensos em cárie de esmalte. Houve correlação negativa e significante (p<0,05) entre os picos ∼575 e ∼960 cm−1 e cárie de dentina. Pode-se concluir que quanto maior a fluorescência detectada pelo Diagnodent menor o pico da apatita fosfatada e fluoretada. O diagnóstico precoce da cárie está diretamente relacionado com a identificação de mudanças nos componentes inorgânicos do dente, assim a espectroscopia Raman foi mais sensível para variações desses componentes quando comparada ao Diagnodent.

Effects of LED phototherapy on bone defects grafted with MTA, bone morphogenetic proteins and guided bone regeneration: a Raman spectroscopic study.

We studied peaks of calcium hydroxyapatite (CHA) and protein and lipid CH groups in defects grafted with mineral trioxide aggregate (MTA) treated or not with LED irradiation, bone morphogenetic proteins and guided bone regeneration. A total of 90 rats were divided into ten groups each of which was subdivided into three subgroups (evaluated at 15, 21 and 30 days after surgery). Defects were irradiated with LED light (wavelength 850 ± 10 nm) at 48-h intervals for 15 days. Raman readings were taken at the surface of the defects. There were no statistically significant differences in the CHA peaks among the nonirradiated defects at any of the experimental time-points. On the other hand, there were significant differences between the defects filled with blood clot and the irradiated defects at all time-points (p < 0.001, p = 0.02, p < 0.001). There were significant differences between the mean peak CHA in nonirradiated defects at all the experimental time-points (p < 0.01). The mean peak of the defects filled with blood clot was significantly different from that of the defects filled with MTA (p < 0.001). There were significant differences between the defects filled with blood clot and the irradiated defects (p < 0.001). The results of this study using Raman spectral analysis indicate that infrared LED light irradiation improves the deposition of CHA in healing bone grafted or not with MTA.

Effects of sucralose ingestion on fetal and placental weights and umbilical-cord length: experimental study / Efectos de la ingestión de sucralosa sobre el peso fetal y placentario y la longitud del cordón umbilical: estudio experimental

Sucralose is a sweetener of general use in over three thousand products (beverages, foods and medical diets), with utilization currently permitted for the general population in more than 80 countries, including for women of reproductive age. There is little information on the safe use of sucralose, and experimental studies have suggested that the administration of some sweeteners, by diverse routes, retards not only fetal and placental development but also umbilical cord size. The present study aimed to estimate the fetal and placental weights and umbilical-cord length in fetuses from rat dams, after ingestion and non-ingestion of sucralose. In the treated group (5 dams), sucralose was administered (via gavage) at the dose of 30 mg/kg/day, from the 10th to 14th day of pregnancy. In the control group (5 dams), saline solution was administered, at the same dose and by the same route. On the 20th gestation day, both groups were sacrificed for weighing of the fetuses and placentas and measurement of umbilical-cord length. Mean values of fetal weight and umbilical-cord length of the treated group were significantly lower than controls (Mann-Whitney Test, p<0.001). Placental weight did not differ statistically between treated and control groups. It can be concluded from the present work that sucralose ingestion at 30 mg/kg/day, from days 10 to 14 of pregnancy, diminished fetal weight and umbilical-cord length, which suggests passage of sucralose through the placental membrane.

La sucralosa es un edulcorante de uso general en más de tres mil productos (bebidas, alimentos y dietas médicas), con permisos de utilización para la población general en más de 80 países, entre ellos mujeres en edad reproductiva. Hay poca información sobre el uso seguro de la sucralosa, y los estudios experimentales han sugerido que la administración de algunos edulcorantes, por diversas vías, no sólo retrasa el desarrollo del feto y la placenta, sino también el tamaño del cordón umbilical. Este estudio tuvo como objetivo estimar el peso fetal y placentario y la longitud del cordón umbilical de los fetos de ratas madres después de la ingestión y la no ingestión de sucralosa. En el grupo tratado (5 crías), la sucralosa se administró (a través de sonda) en una dosis de 30 mg/kg/día, desde el día 10 hasta 14 de la preñez. En el grupo control (5 crías), se administró solución salina, con la misma dosis y por la misma vía. En el día 20 de la gestación, ambos grupos fueron sacrificados, para determinar el peso de los fetos y de las placentas y la medición de la longitud del cordón umbilical. Los valores medios del peso fetal y la longitud del cordón umbilical en el grupo tratado fueron significativamente más bajos que los controles (U de Mann-Whitney, p <0,001). El peso de la placenta no difirió estadísticamente entre los grupos tratados y los controles. Se puede concluir de este trabajo que el consumo de sucralosa en 30 mg/kg/día, desde lel día 10 al 14 de la preñez, disminuye el peso fetal y la longitud del cordón umbilical, lo que sugiere el paso de la sucralosa través de la membrana placentaria.

Dissertation abstract: Viscum album citotoxicity in Caco-2 cells (in vitro) analyzed by Dispersive Raman Spectroscopy

In the last decades, it has been observed a gradual increase in the diagnosis of neoplasm in both human beings and animals. This can be attributed to the advances in research and technology, which facilitated detection, promoting, thus, survival. On the other hand, the current incidence of cancer may also be attributed to an excess of chemicals in food products, radiation arising from antennae, environmental pollutants, indiscriminate use of hormone therapies, besides genetic alterations. Conventional oncologic treatments traditionally employ chemotherapic drugs. Later on, vegetal immunomodulators were also introduced, such as Viscum album. In the present study, the effectiveness of injectable extract Viscum album was tested in vitro in Caco-2 cells, in dilutions D3 (0.1ìg/ml ), D6 (0.1 ng/ml), D9 (0.1x10-³ ng/ml), D12 (0.1x10-6 ng/ml) and D30 (0.1x10-6 ng/ml). The optical method used was the Dispersive Raman Spectroscopy at 830nm by comparison to MTT Assay. The results showed that Viscum album has an action on mitochondrial activity, reducing cellular viability in Caco-2 cells in dilutions D3, D6 and D9. Correlation of Raman spectrum to the values obtained in the MTT test was statistically analyzed by PLS, revealing a sensitive tool for the detection of changes in the mitochondrial activity of Caco-2 cells. Raman spectroscopy is a non invasive diagnostic procedure, allowing for real-time diagnosis and reduction of costs, besides indicating the best therapy for each type of tumor as well as modifications in the therapeutic strategy.

Detecção de lesões neoplásicas induzidas em mucosa oral de hamster utilizando espectroscopia de fluorescência / Detection of induced neoplastic lesions in the oral mucosa of hamsters using fluorescence spectroscopy

OBJETIVO: Este trabalho teve por objetivo a utilização da técnica de espectroscopia de fluorescência induzida por laser para a caracterização de tecido normal e neoplásico em mucosa jugal de hamster, visando diagnosticar tecidos neoplásicos in vivo. MÉTODOS: O carcinógeno DMBA foi aplicado na bochecha direita de 31 hamsters com 150 ± 10g, três vezes por semana durante 12 semanas. Um animal foi mantido como controle (sem aplicação da droga). Após este período, os animais foram submetidos à espectroscopia de fluorescência induzida por laser de argônio (488nm), acoplado a um cabo de fibras ópticas. A autofluorescência do tecido foi guiada pelo cabo de fibras e analisada por um espectrógrafo e uma câmera CCD 1024X256 pixels, cobrindo a faixa espectral de 550nm a 700nm. Os espectros foram coletados na área da lesão induzida e na bochecha contralateral (normal) de todos os animais, além do animal de controle. Subseqüente à espectroscopia, foi realizada a biópsia da lesão para a análise histopatológica. Dois algoritmos de diagnóstico dos espectros de tecido neoplásico, baseados na razão entre regiões espectrais e na técnica de análise das componentes principais (PCA) foram implementados. RESULTADOS: Foi demonstrada a existência de um pico intenso na região de 630nm nos tecidos neoplásicos (atribuído à protoporfirina IX), quando comparados com o tecido normal. O algoritmo baseado na razão entre regiões espectrais obteve 100 por cento de sensibilidade e especificidade. O algoritmo baseado na PCA obteve 94 por cento e 100 por cento de sensibilidade e especificidade, respectivamente. CONCLUSÕES: Este trabalho indica que a autofluorescência de tecidos da mucosa oral poderá ser utilizada como uma técnica não-invasiva de diagnóstico, com alta sensibilidade e especificidade.

Avaliação do ácido láctico intramuscular através da espectroscopia Raman: novas perspectivas em medicina do esporte / Intramuscular lactic acid assessment through Raman spectrography: new perspectives in sports medicine

O uso da espectroscopia Raman no infravermelho pode vir a constituir uma nova técnica para avaliação física, permitindo medidas da concentração de ácido láctico em sangue e em músculo esquelético, por um método não invasivo. A espectroscopia Raman é uma técnica que oferece grande riqueza de detalhes provida pela vibração de moléculas em diferentes níveis de energia. Em estudos prévios, foram obtidos espectros Raman de ácido láctico em plasma humano e em sangue de rato, onde os picos característicos foram observados claramente na matriz biológica. No presente estudo a espectroscopia Raman foi usada para a identificação de ácido láctico em músculo tibial de rato. Foi usado um laser de Ti:safira sintonizado em 830nm, um espectrômetro Kaiser f/l.8 e um detector de CCD refrigerado. O espectro Raman do ácido láctico apresenta oito picos bem distintos, entre 700 e 1.500cm-1, correspondendo aos diferentes modos de vibração da molécula do ácido láctico. O pico principal em 830cm-1 foi usado para caracterizar a presença do ácido láctico no músculo tibial de rato. Foram analisados espectros Raman de músculos tibiais in vivo e in vitro. Além disso, também foi monitorada a difusão do ácido láctico através do músculo, in vitro. Pode-se concluir, a partir dos resultados obtidos, que a espectroscopia Raman no infravermelho próximo apresenta grande potencial para, no futuro, com o aperfeiçoamento da técnica, ser utilizada em avaliações físicas com o intuito de permitir medições das concentrações de ácido láctico no músculo esquelético, através de metodologia não invasiva.

Cateter óptico para aplicaçöes espectroscópicas / Optic catheter for spectroscopic applications

Neste trabalho é apresentada a caracterização de cateteres utilizando fibras ópticas para aplicações de espectroscopia in vivo. Estes cateteres apresentam a configuração de seis fibras em torno de uma fibra central de mesmo diâmetro, sendo estas fibras do tipo multimodo com diâmetro de núcleo de 100 mum. A eficiência de coleta de radiação para este tipo de cateter é da ordem de 0,05 por cento, variando em função da distância ao tecido e da distribuição de intensidade de sinal retroespalhado na superfície do mesmo.

ln this work we describe the characterization of fiber optic catheters for in vivo spectroscopy applications. This type of catheters have the geometry of one central fiber sun-ounded by six 100 µm diameter multimode fibers. The collection efficiency of these type of catheter is about 0.05% and it changes with the distance to the tissue surface and the signal intensity distribution on it.

Análise transcutânea de sangue utilizando espectroscopia Raman / Blood transcutaneous analysis using Raman spectroscopy

Neste trabalho é apresentada a proposta para a determinação de componentes do sangue humano in vivo, através da utilização da espectroscopia Raman. A obtenção das quantidades de glucose e de gases dissolvidos no sangue por via transcutânea, remotamente e em tempo real, utilizando fibras ópticas, demonstra-se de grande utilidade para a rápida tomada de decisão em um ambiente hospitalar. A utilização de um dispositivo especialmente projetado para aumentar a coleta de luz pelo sistema de fibras ópticas amplia as perspectivas de utilização da técnica.

ln this work we present the proposal for obtaining human blood components in vivo, using Raman spectroscopy. The determination of glucose and disolved gases quantities in the whole blood transcutaneously, remotely and in real time by meaning of fiber optics, shows be very important for rapid decision in an hospital environment. The use of a