ABSTRACT
In the present study, the objective was to evaluate in situ interaction between Benzo[a]anthracene 7,2-dione 7-oxime (BZA) and calf thymus dsDNA (ct-dsDNA) using electroanalytical genosensor. Analytical techniques based on Ultraviolet/Visible (UV-Vis) spectroscopy and electroanalytical were used to investigate the interaction processes in solution and immobilized on carbon screen-printed electrodes modified with electrochemical mediator Meldola blue. In addition, was possible to evaluate the degree of damage caused to the genetic material by the analyte through of toxicity estimate (S%). The interaction evaluated by genosensor showed processes of intercalation, degradation, and breaks of the double strand of ct-dsDNA, suggesting that the interaction simulates highly toxic (values varying from 0.6 to 0.8 µA in 48 h of interaction), such as 8-oxoguanine (+0.48 V), which is a by-product of guanine oxidation. Furthermore, monitoring A (+1.10 V) after 1 h showed an S% value between 50 and 90%, indicative of high toxicity, and monitoring G (+0.85 V), which showed S>90%, indicated no toxicity after 10 min. Overall, the electroanalytical genosensor developed in a miniaturized system displayed good reproducibility and stability over time being a quick alternative for assesses the degree of toxicity between toxic xenobiotics and biologically electroactive molecules, such as DNA.
Subject(s)
Biosensing Techniques , Oximes , Anthracenes , Biosensing Techniques/methods , Carbon/chemistry , DNA/chemistry , Electrodes , Guanine , Reproducibility of ResultsABSTRACT
Antioxidants are synthetic or natural compounds capable of preventing or delaying oxidative damage caused by chemical species that can oxidize cell biomolecules, such as proteins, membranes, and DNA, leading to the development of various pathologies, such as cancer, atherosclerosis, Parkinson, Alzheimer, and other diseases serious. In this study, an amperometric biosensor was used to determine the antioxidant activity of teas and effervescent products based on vitamin C, available on the market. A sensor composed of three electrodes was used. The performance of the following electrochemical mediators was evaluated: meldola blue combined with Reineck salt (MBRS), Prussian blue (PB), and cobalt phthalocyanine (CoPC), as well as the time of polymerization in the enzymatic immobilization process and the agitation process during chronoamperometric measurements. Prussian blue proved to be more efficient as a mediator for the desired purposes. After optimizing the construction stages of the biosensor, as well as the operational parameters, it presented stability for a period of 7 months. The results clearly indicate that the biosensor can be successfully used to detect fraud in products called "antioxidants" or even in drugs containing less ascorbic acid than indicated on the labels. The detection limit was set at 4.93 µmol·L-1.
ABSTRACT
The paper describes the development of an amperometric biosensor using Prussian Blue (PB) modified electrodes containing xanthine oxidase (XOD). The enzyme is immobilized by photo-polymerization into an azide-unit pendant water-soluble photopolymer (PVA-AWP). The parameters of the fabrication of the biosensor, XOD:PVA/AWP ratio, crosslinking irradiation time, and XOD charge, were optimized. Operational conditions for electrode preparation were defined as 1:2 ratio of XOD:PVA/AWP; exposure time to neon light of 30 â¯min; pHâ¯=â¯7.5⯠at room temperature and enzymatic charge of 8 mU per electrode. The biosensors showed stable, fast, simple, selective, cost-effective and sensitive (-2.72E-8 â¯Aâ¯mol L-1), with a good linear range (1.0-75⯠µmolâ¯L-1), and respectively detection and quantification limits for antioxidants of 2.17, and 7.15⯠µmolâ¯L-1. The applicability of this biosensor was demonstrated by in vitro analysis of gallic acid as standard antioxidant and Amazonian fruits as natural sources.
Subject(s)
Antioxidants/analysis , Biosensing Techniques/methods , Fruit/chemistry , Xanthine Oxidase/chemistry , Antioxidants/chemistry , Electrochemical Techniques/instrumentation , Electrochemical Techniques/methods , Electrodes , Enzymes, Immobilized/chemistry , Ferrocyanides/chemistry , Hydrogen Peroxide/chemistry , Hypoxanthine/chemistry , Limit of Detection , Oxidation-ReductionABSTRACT
BACKGROUND: The organophosphorus insecticides, especially those based on methyl parathion as active principle, have been used extensively in the protection of rice in Maranhão State, in the north-east of Brazil. This paper describes the optimisation of a solid-phase microextraction (SPME) procedure in confined atmosphere (headspace, HS) for the determination of methyl parathion in rice organic samples by gas chromatography with mass spectrometry detection (GC/MS). RESULTS: The proposed HS-SPME-GC/MS method has been shown to be appropriate for direct analysis of the insecticide in polished rice, with satisfactory results for the following parameters: linearity (correlation coefficient 0.9985), sensitivity (LOD and LOQ of 0.026 and 0.078 µg kg(-1) respectively), precision (coefficients of variation between 6.1 and 22.4%) and accuracy (recoveries varying from 73.2 to 90.0%). Although the efficiency of the proposed GC/MS does not differ statistically (P < 0.05) from the conventional GC/NPD method, given its low cost, speed and also the fact that a minimum volume of toxic effluent is generated, this method can be considered an on-line procedure based on green chemistry. CONCLUSIONS: Thus, the analytical methodology satisfies the minimum requirements for control of residues of such insecticides in rice samples destined for human consumption.
Subject(s)
Gas Chromatography-Mass Spectrometry/methods , Methyl Parathion/analysis , Oryza/chemistry , Pesticide Residues/analysis , Solid Phase Microextraction/methods , Cholinesterase Inhibitors/analysis , Insecticides/analysisABSTRACT
Efetuou-se levantamento sobre os principais agrotóxicos utilizadospor agricultores da zona rural da Ilha de São Luís (MA), visando analisar os níveis de contaminação de corpos dágua adjacentes aos pólos agrícolas locais. Segundo os critérios avaliados neste estudo, os agrotóxicos investigados apresentam riscos de contaminação doambiente, dos agricultores e da população em geral. Em algumasdas amostras de água foi detectada inclusive a presença deagrotóxico organoclorado, cujo uso agrícola no Brasil foi proibido hámais de duas décadas.
Subject(s)
Environmental Hazards , Natural Hazard , Pesticides , Water PollutionABSTRACT
Biossensor amperométrico, baseado em enzimas colinesterases (AChE) imobilizadas em eletrodo do tipo screen-printing, foi utilizados na investigação de teores de pesticidas carbamatos (carbofuran e carbaril) em amostras de águas de abastecimento. Inicialmente, efetuou-se o estudo dos constantes de inibição dos pesticidas carbaril (1x10 elevado à sétima potência) e carbofuran (5x10 elevado à quarta potência). Utilizou-se sistema com eletrodo de dois canais, composto de grafite modificada com TCNQ e Ag/AgCl, como eletrodos de trabalho e referência, respectivamente. Dois processos, visando otimização do biossensor. A metodologia de fotopolimerização com álcool polivinílico modificado com grupos estirilpiridínicos (PVS-SbQ) e a de glutaraldeido foram selecionadas para o estudo, sendo que a imobilização com PVS-SbQ apresentou melhores resultados (CV=6,5por cento). Curvas analíticas foram plotadas após os ensaios de inibição com os pesticidas e os limites de detecção (LD) determinados. Carbaril apresentou curva linear (LD de 18 ug L -1), enquanto o carbofuran demonstrou curva com comportamento logarítmico (LD de 0,05 ug L-1). Para avaliar a precisão, amostras de água de abastecimento foram fortificadas com os pesticidas estudados em três níveis de fortificação. As recuperações variaram de 93,3 por cento a 102,7 por cento. Os biossensores a base de AChE atenderam às exigências analíticas para a direta aplicação de sensores descartáveis em amostras reais
Subject(s)
Biosensing Techniques , Carbamates/toxicity , Carbaryl/toxicity , Carbofuran/toxicity , Drinking Water , InsecticidesABSTRACT
Os objetivos deste trabalho foram avaliar a toxicidade aguda do sulfato de cobre e do triclorfon para três espécies de Daphnia (D. similiis, D. magna e D. laevis) na presença ou ausência de sedimento. Os valores de CE estimados para D. magna foram de 0,3496 mg de sulfato de cobre/L com sedimento e 0,0447 sem sedimento, para D. similiis 0,2859 com sedimento e 0,0426 sem sedimento e para D. laevis 0,1437 com sedimento e 0,1094 sem sedimento. A CE (50-48H) estimada para a D. magna foi de 299,70 ng de triclorfon/L com sedimento e 0,70 sem sedimento, para D. similiis 381,62 com sedimento e 0,52 sem sedimento e para D. laevis 282,72 com sedimento e 0,92 sem sedimento. O triclorfon mostrou-se mais tóxico que o sulfato de cobre para as tres espécies estudadas, sendo que a presença de sedimento diminuiu a toxicidade de ambos para as tres espécies na ausência de sedimento, a Daphnia laevis (espécie nativa do Brasil) pode ser usada como organismo-teste na avaliação da toxicidade aguda e crônica de inseticidas organofosforados e a base de cobre
Subject(s)
Copper Sulfate , Daphnia/chemistry , Insecticides, Organophosphate , Trichlorfon/chemistryABSTRACT
Genetically modified acetylcholinesterase (AChE) from Drosophila melanogaster (dm) and from commercial sources, Electric eel (ee), Bovine erythrocites (be) and Human erythrocites (he), were investigated as biological receptors for the detection of methamidophos pesticide based on inhibition studies. Most engineered variant of AChE from dm showed enhanced sensitivity toward methamidophos pesticide. Among 24 dmAChE variants tested, 12 presented a sensitivity comparable to the commercially available eeAChE, but higher than AChEs from be and he. Four were found more sensitive and six others were insensitive to methamidophos insecticide. The D375G,Y370F,Y374A,F376L mutant was the most sensitive, with a ki value of 2.2 X 10(6) mol(-1) L min(-1), three orders of magnitude higher than eeAChE (1.1 X 10(3) mol(-1) L min(-1)). The sensor constructed with genetically modified enzyme showed better characteristics with respect to detection limit and sensitivity compared with those using commercial eeAChE. Differential pulse polarography and chronoamperometry were used as electrochemical techniques to characterize the AChE biosensors. The lower detection limit of 1 ppb was obtained with D375G,Y370F,Y374A,F376L mutant of dmAChE, compared to 90 ppb for the commercial eeAChE. This study may stimulate scientists to develop more sensitive and selective procedures for organophosphorus insecticides detection by using engineered variant of dmAChE.
Subject(s)
Acetylcholinesterase/chemistry , Acetylcholinesterase/genetics , Biosensing Techniques/instrumentation , Drosophila melanogaster/enzymology , Drosophila melanogaster/genetics , Environmental Monitoring/instrumentation , Organothiophosphorus Compounds/analysis , Protein Engineering/methods , Acetylcholinesterase/classification , Animals , Biosensing Techniques/methods , Cattle , Electrochemistry/instrumentation , Electrochemistry/methods , Electrophorus , Environmental Monitoring/methods , Enzyme Activation , Enzymes, Immobilized/chemistry , Enzymes, Immobilized/genetics , Humans , Pesticides/analysis , Reproducibility of Results , Sensitivity and Specificity , Species SpecificityABSTRACT
Neste trabalho propõe-se método rápido de procedimentos de extração e clean up para determinações do inseticida Metamidofós em amostras de soja seca e hidratada, fortificada em níveis de 5 ug g-1, apresentaram recuperação média de 93 - 94 por cento e coeficiente de variação de 17 a 31 por cento com os sistemas adsorvente alumina/florisil e eluente metanol/acetonitrila 1:3. Testes empregando sílica 15 por cento desativada também mostraram eficiência com recuperação final de aproximadamente, 75 por cento e coeficientes de variação entre 18 a 27 por cento. Cromatografia com mínima interferência, nenhum efeito de matriz e boa eficiência na extração foram obtidos com a aplicação do método proposto
Subject(s)
Chromatography, Gas , Insecticides , Pesticide Residues , Glycine maxABSTRACT
A Barragem de Boa Esperança constitui importante potencial hídrico, social e econômico para a regiäo Nordeste do Brasil, necessitando de monitoramento constante. Amostras de água e sedimentos foram coletados e os princípios ativos Monocrotofós, Pirimicarb, Carbendazim, Triclorfon e Fenvalerato analisados por cromatografia a gás. Utilizou-se metodologia multirresíduo para extraçäo dos pesticidas (FDA modificado) e cromatografia a gás 9CG-DCE/DFC). A metodologia forneceu eficiência e linearidade, com recuperaçäo entre 69 e 86 por cento para amostras fortificadas. Fenvalerato e Triclorfon foram detectados em dois pontos de coelta de amostras. Näo foram detectados nenhum dos pesticidas em amostras de sedimento.
Subject(s)
Pesticides , Water Pollution , Chromatography, Gas , SedimentsABSTRACT
Este artigo apresenta revisäo bibliográfica sobre o inseticida Metamidofós, incluindo suas características físico-químicas, riscos e casos de contaminaçäo/intoxicäo. Aborda os aspectos toxicológicos e analíticos do princípio ativo, apresentando as principais técnicas empregadas na determinaçäo deste pesticida organofosforado em diferentes matrizes. Potencialmente tóxico, o Metamidofós vem senso empregado na agricultura mundial por ser eficaz no combate a diversas pragas. Concluiu-se que a validaçäo de métodos rápidos e seletivos é a grande preocupaçäo na análise de Metamidofós e de pesticidas em geral
Subject(s)
Environmental Pollution , Environment , Environmental Health , Environmental Hazards , Insecticides , Insecticides, Organophosphate , Pest ControlABSTRACT
Avaliou-se a forma de utilizaçäo de pesticidas nos pólos de produçäo da Ilha de Säo Luís (MA), Brasil. Foram analisadas algumas hortaliças cultivadas tendo sido detectados resíduos do inseticida organofosforado metamidifós em amostras de tomate, pimentäo e coentro. Embora os níveis de contaminaçäo tenham sido relativamente baixos, a presença do pesticida atesta a falta de informaçäo do pequeno produtor rural, que aplica agrotóxicos de forma indiscriminada, sem obedecer os períodos de carência para cada cultura
Subject(s)
Environmental Health , Insecticides, Organophosphate , Pesticides , Chemical Contamination , Pesticide ResiduesABSTRACT
Apresenta revisäo bibliográfica sobre pesticidas, incluindo histórico, regulamentaçäo e tipos de controle estabelecidos na Europa, nos Estados Unidos e no Brasil. Aborda os aspectos legais e os principais critérios para o estabelecimento de níveis de controle, discutindo as exigências e objetivos dos métodos analíticos atuais para controle de resíduos de pesticidas em alimentos e no ambiente
Subject(s)
Legislation, Environmental , PesticidesABSTRACT
Este artigo fornece uma breve revisao sobre o desenvolvimento de metodologias para análise de pesticidas carbamatos e organofosforados, empregando sensores à base de enzimas colinesterases, com especial ênfase aos biossensores eletroquímicos.
