Estudo da separação de glicocorticoides e aplicações em formulações farmacêuticas utilizando eletroforese capilar / Study of the separation of glucocorticoids and application in pharmaceutical formulations using capillary electrophoresis

Estudos envolvendo os glicocorticoides merecem destaque devido a serem hormônios responsáveis pela transferência de informações e instruções às células, desta forma regulando o metabolismo, desenvolvimento, crescimento, função imune e também auxiliam no controle das funções tanto reprodutivas quanto tecidual. Estes também são sintetizados e amplamente utilizados com finalidade terapêutica processos alérgicos, tratamento de doenças autoimunes, em transplantes no pré-operatório e/ou pós-operatório-, devido a sua eficiente ação como imunossupressores e anti-inflamatórios. Os dois primeiros capítulos deste trabalho exibem uma revisão da literatura com foco em considerações gerais sobre os glicocorticoides, metodologias empregadas na análise destes hormônios e fundamentos da eletroforese capilar. Na sequência, o quarto capitulo, mostra a otimização da separação de 17 glicocorticoides utilizando cromatografia eletrocinética micelar devido a alto grau hidrofóbico dos analitos. Para tal, a composição do eletrólito consistiu em 20mM de tetraborato de sódio (pH=9.3) e 30 mM de dodecil sulfato de sódio (como surfactante), e a interação soluto-micela e, portanto, retenção do soluto, foi manipulada com a adição (volume/volume) de solventes orgânicos na composição de até 20% acetonitrila (ACN), 20% etanol (EtOH) e 1% tetrahidrofurano (THF), a qual se baseia num modelo de desenho de misturas (totalizando dez diferentes eletrólitos), e através desta abordagem um ótimo de separação foi obtido (13,3% EtOH, 3,3% ACN e 0,17% THF). A melhor condição de separação foi testada qualitativamente numa amostra de urina de um voluntário que faz uso contínuo de prednisona como terapia corticoidal. As misturas de solventes estudadas neste trabalho afetam a solubilidade dos hormônios na fase aquosa e a estrutura micelar também sofre grande impacto,principalmente na camada de solvatação. O quarto capítulo busca racionalizar tais efeitos através da obtenção de descritores, e as informações contidas nos descritores hidrofóbicos e hidrofílicos são sempre relevantes e contribuem nas correlações encontradas. Obteve três grupos de comportamento distinto, onde a capacidade doadora e aceptora de prótons para a realização de ligações de hidrogênios foram as interações consideradas as mais relevantes para o comportamento observado da separação. E o capítulo final, apresenta possibilidades de aproveitamento no controle de qualidade na indústria farmacêutica, métodos baseados na injeção e tensão inversas foram propostos a fim de ganho de tempo de análise (máximo de 5 minutos), estes foram validados seguindo o protocolo preconizado pela ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) nos parâmetros: precisão, exatidão, seletividade, linearidade, limites de detecção e quantificação e robustez; e aplicados na quantificação de quatro (diferentes formulações comerciais contendo glicocorticoides (prednisona 20 mg, betametasona 4 mg, furoato de mometasona 200 mcg e dipropionato de beclometasona 200 mcg)

Studies involving glucocorticoids deserve to be highlighted because they are hormones responsible for the transfer of information and instructions to cells, thus regulating metabolism, development, growth, immune function and also assist in the control of both reproductive and tissue functions. These are also synthesized and widely used for therapeutic purposes - allergic processes, treatment of autoimmune diseases, in preoperative and/or postoperative transplants - due to their efficient action as immunosuppressants and anti-inflammatories. The first two chapters of this paper present a review of the literature focusing on general considerations about glucocorticoids, methodologies used in the analysis of these hormones and fundamentals of capillary electrophoresis. Subsequently, the fourth chapter shows the optimization of the separation of 17 glucocorticoids using micellar electrokinetic chromatography due to the high hydrophobic degree of the analytes. To this end, the electrolyte composition consisted of 20 mM sodium tetraborate (pH = 9.3) and 30 mM sodium dodecyl sulfate (as a surfactant), and the solute-micelle interaction and therefore solute retention was manipulated with organic solvent in the composition of up to 20% acetonitrile (ACN), 20% ethanol (EtOH) and 1% tetrahydrofuran (THF), which is based on a mixture design model (totaling ten different electrolytes), and through this approach an optimal separation was obtained (13.3% EtOH, 3.3% ACN and 0.17% THF). The best separation condition was qualitatively tested in a urine sample from a volunteer who makes continuous use of prednisone as corticosteroid therapy. The solvent mixtures studied in this work affect the solubility of the hormones in the aqueous phase and the micellar structure also has a great impact, especially on the solvation layer. The fourth chapter seeks to rationalize these effects by obtainingdescriptors, and the information contained in the hydrophobic and hydrophilic descriptors is always relevant and contributes to the correlations found. It obtained three groups of distinct behavior, where the donor and acceptor capacity of protons for the realization of hydrogen bonds were the interactions considered the most relevant for the observed behavior of the separation. And the final chapter presents possibilities of use in quality control in the pharmaceutical industry, methods based on injection and reverse voltage were proposed in order to gain analysis time (maximum of 5 minutes), these were validated following the protocol recommended by ANVISA (Brazilian National Agency of Sanitary Surveillance) in the parameters: precision, accuracy, selectivity, linearity, limits of detection and quantification and robustness; and applied in the quantification of four different commercial formulations containing glucocorticoids (prednisone 20 mg, betamethasone 4 mg, mometasone furoate 200 mcg and beclomethasone dipropionate 200 mcg)

Estudio electroiinético de un suelo sometido a impacto térmico / Electrokinetic study of a soil after thermal impact / Estudo electroexxético de um solo submetido a impacto térmico

En el presente trabajo se analizan algunos cambios producidos en las propiedades de un suelo sometido a impacto térmico. Para llevar a cabo este estudio se utiliza una técnica electrocinética basada en los mismos principios que la electrorremediación. El análisis se enfoca en la variación, durante el tratamiento, de la corriente de electrólisis y de la diferencia de potencial generada en el interior del suelo en una región cercana a la cámara de los electrodos. Los resultados obtenidos se explican con base en las características iniciales que presentan los suelos estudiados antes del proceso electrocinético.

This paper discusses some changes in the characteristics of a soil subjected to thermal shock. The properties are analyzed using a electrokinetics technique derived from the electrorremediacion. The analysis focuses on the variation of the electrolysis current, and the potential difference generated within a region near the electrodes chamber during the treatment. The results are explained in relation to the change of some properties of the soil samples subjected to thermal treatment before the electrokinetic process.

No presente trabalho foram analisadas algumas propriedades de um solo submetido a tratamento térmico. Para realizar este estudo, utilizou-se uma técnica eletrocinética baseada nos princípios da eletroremediação. A base da análise é a variação, durante o tratamento, da corrente de eletrólise e da diferença de potencial gerada no interior da amostra, numa região próxima aos compartimentos dos eletrodos. Os resultados obtidos são explicados de acordo com as características iniciais dos solos estudados antes do processo eletrocinético.

Incorporating electrokinetic effects in the porochemoelastic inclined wellbore formulation and solution

The porochemoelectroelastic analytical models and solutions have been used to describe the response of chemically active and electrically charged saturated porous media such as clays, shales, and biological tissues. However, these attempts have been restricted to one-dimensional consolidation problems, which are very limited in practice and not general enough to serve as benchmark solutions for numerical validation. This work summarizes the general linear porochemoelectroelastic formulation and presents the solution of an inclined wellbore drilled in a fluid-saturated chemically active and ionized formation, such as shale, and subjected to a three-dimensional in-situ state of stress. The analytical solution to this geometry incorporates the coupled solid deformation and simultaneous fluid/ion flows induced by the combined influences of pore pressure, chemical potential, and electrical potential gradients under isothermal conditions. The formation pore fluid is modeled as an electrolyte solution comprised of a solvent and one type of dissolved cation and anion. The analytical approach also integrates into the solution the quantitative use of the cation exchange capacity (CEC) commonly obtained from laboratory measurements on shale samples. The results for stresses and pore pressure distributions due to the coupled electrochemical effects are illustrated and plotted in the vicinity of the inclined wellbore and compared with the classical porochemoelastic and poroelastic solutions.

Modelos analíticos poroelásticos incluindo acoplamento químico e elétrico e soluções têm sido utilizados paradescrever a resposta de meios porosos saturados ativos química e eletricamente tais como argilas, folhelhos e tecidos biológicos. Entretanto tais tentativas têm sido restritas a problemas de consolidação unidimensional os quais exibem limitações na prática não constituindo exemplos realistas para validação de soluções numéricas. Este trabalho apresenta formulações gerais dos modelos poroelásticos lineares incluindo acoplamento químico e elétrico e apresenta a solução de um problema de estabilidade de um poço perfurado através de uma formação saturada quimicamente ativa e ionizada tal como um folhelho submetido a um estado tridimensional de tensão. A solução analítica para esta geometria incorpora o acoplamento entre a deformação do sólido e o fluxo simultâneo de fluido e íons induzido pelos gradientes de poro pressão, potencial químico e potencial elétrico sob condições isotérmicas. O fluido residente na formação é modelado como uma solução eletrolítica composta de um solvente e cátions e anions dissolvidos. A abordagem analítica integra na solução o uso quantitativo da capacidade de troca catiônica (CTC) comumente obtida por medidas experimentais em amostras de folhelhos. Os resultados obtidos para as distribuições de tensões e poro pressão devido ao acoplamento eletroquímico são ilustrados e plotados na vizinhança do poço inclinado e comparados com as soluções clássicas poroelásticas com acoplamento químico.

Avaliação de técnica eletroquímica na remoção de resíduos orgânicos em água com emprego de unidade em escala de laboratório / Evaluation of electrochemical technique for removal of organic waste from water by using a laboratory scale unit

Neste trabalho são apresentados os resultados preliminares da avaliação de técnica eletroquímica na remoção de compostos orgânicos em água, em escala laboratorial. Cela eletroquímica simples foi construída para os testes e uma metodologia básica foi empregada. O método consiste em provocar a migração de espécies polares ou ionizadas em direção ao eletrodo de carga oposta. Fenol e o herbicida atrazina foram os contaminantes avaliados. Os ensaios foram realizados em função do tempo de aplicação de carga, acompanhada a evolução do pH entre os eletrodos e as concentrações relativas avaliadas por medidas de absorbância na região do ultra-violeta. Os melhores resultados foram conseguidos para operações acima de 30 minutos, indicando migração proporcional a 62% para o fenol, mas inferior a 30% para a atrazina.

In this work the preliminary results of a lab scale evaluation of electrokinetic technique for the removal of organic contaminants in water are presented. A simple cell was constructed and a basic methodology was followed. The method consists in provoke the migration of ionized or polar specimens solved in aqueous solution in direction of the opposite charged electrode. Phenol (C6H5OH) and herbicide atrazine (6-chlorine-N-ethyl-N'-(1-methylethyl)-1,3,5-triazine-2,4 diamine), was chosen as standard contaminants. The testes were performed in function of charge application time, mapping the pH between electrodes and the concentration assessed by absorbance measurements in ultra-violet region. The best results were attained after 30 minutes operation, showing migration proportional to 62% for phenol, but inferior to 30% atrazine.