Estratégias analíticas para determinação de espécies inorgânicas em medicamentos utilizados no tratamento de anemia ferropriva

Abstract

Neste trabalho foram propostas estratégias analíticas visando à avaliação toxicológica de metais e metaloides em medicamentos utilizados no tratamento da anemia ferropriva, empregando técnicas cromatográficas e não cromatográficas. Na primeira parte desta tese determinou-se chumbo nos medicamentos aplicando espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica (ETAAS). O preparo da amostra foi realizado fazendo uso de digestão ácida em bloco digestor com sistema de refluxo “dedo frio” usando 3 mL de HNO3 (69% v/v) e 1 mL de H2O2 (30% v/v). Foram otimizadas as temperaturas de pirólise e atomização usando uma mistura de paládio e magnésio como modificador químico convencional, obtendo-se 1100ºC e 2000ºC para pirólise e atomização, respectivamente. Com uma massa característica de 21,3 pg e 0,25 e 0,82 µg L-1, para os limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ), respectivamente. A precisão, expressa pelo desvio padrão relativo de 5.92% para uma amostra com concentração de chumbo igual a 2,98 µg g-1. A exatidão foi estimada por comparação entre os resultados obtidos por ETAAS e espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). As concentrações de chumbo nas amostras variaram entre 0,096 e 7,068 µg g-1. Na segunda parte deste trabalho, foi efetuada a determinação de mercúrio através de amostragem em suspensão e espectrometria de absorção atômica com alta resolução e fonte contínua com geração de vapor frio (HR-CS CVAAS). As condições ótimas de preparo das suspensões (1,5 mol L-1 de HCl, 1,25% (m/v) de tioureia e 15 minutos de sonicação) foram otimizadas por planejamento fatorial completo. Os limites de detecção e quantificação foram 0,63 ng g-1 e 2,11 ng g-1, respectivamente. O desvio padrão relativo para avaliação da precisão foi calculado usando duas amostras com concentrações 4,82 e 9,61 ng g-1 com resultados 10,89 e 6,84%, respectivamente. Foi estimada a possível perda de mercúrio durante o procedimento proposto e a exatidão, mediante testes de adição e recuperação, variando entre 85,0 e 106,0%. As concentrações de mercúrio ficaram entre 3,17 e 34,86 ng g-1. A terceira parte deste trabalho descreve a determinação de macro e microelementos e o estudo in vitro da bioacessibilidade de ferro em medicamentos usados no tratamento da anemia ferropriva. Foi escolhida a espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) como técnica analítica de medida. Foi efetuada digestão ácida para tratamento das amostras e o método foi validado, demonstrando boa sensibilidade, com limites de quantificação (mg L-1) 0,52 para Ca, 0,14 para K, 0,03 para Mg, 0,07 para Mn, 0,40 para Na, 0,36 para P e 0,24 para Zn. A precisão do método foi reconhecida mediante experimentos repetitivos intradia e interdia com resultados abaixo de 20%. Durante estudo da exatidão, testes de adição e recuperação foram executados em diferentes concentrações com resultados entre 81,85 e 114,97%. A robustez do plasma foi calculada mediante uma razão entre as linhas iônica e atômica de magnésio, Mg(II)/Mg(I) e os resultados, mediante análise componentes principais (PCA) e análise por agrupamentos hierárquicos (HCA). O estudo de bioacessibilidade in vitro de Fe demonstrou que alguns medicamentos são melhores bioacessíveis, sendo portanto, mais recomendados para o tratamento da anemia, comprovando dados da literatura farmacológica. Na quarta parte deste trabalho descreve-se o estudo da determinação e especiação simultânea de arsênio e cromo por 11 cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à ICP-MS (HPLC-ICP-MS). A determinação total de arsênio e cromo foi realizada usando uma digestão ácida em forno de micro-ondas, uma mistura de 4 mL HNO3 (69% v/v) e 1 mL de H2O2 (30% v/v) e análise por ICP-MS. Para o estudo de especiação foi elaborado um estudo com três possíveis procedimentos para extração das espécies, sendo selecionado um procedimento com água a 80ºC por 30 minutos em energia de micro-ondas. Usando uma fase móvel contendo 1,0 mM de hidróxido de tetrabutilamônio (TBAH), 0,7 mM de ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) e 5% de metanol (v/v) em pH 7,2 foi possível separar as espécies presentes com tempo de retenção de 5 minutos com separação de As(III), As(V), Cr(III) e Cr(VI), com limites de detecção de 0,002, 0,003, 0,140 e 0,042 µg g-1, respectivamente. A exatidão do método foi avaliada conforme testes de adição e recuperação, entre 80,64 e 109,36%. O método foi aplicado em amostras do Brasil e Espanha, com concentrações entre 0,1-1,3 e 0,18-62,27 µg g-1 para As e Cr, respectivamente.

In this thesis work analytical strategies have been proposed for toxicological assessment of metals and metalloids in medicines used to treat iron deficiency anemia, using chromatographic and non-chromatographic techniques. In the first part of this thesis, lead was determined in drugs using electrothermal atomic absorption spectrometry (ETAAS). Sample preparation was performed using acid digestion in digester block with reflux system "cold finger" using 3 mL of HNO3 (69% v / v) and 1 mL of H2O2 (30% v / v). Pyrolysis and atomization temperatures were optimized using a mixture of palladium and magnesium as conventional chemical modifier, yielding 1100°C and 2000°C for pyrolysis and atomization, respectively. With a characteristic mass of 21.3 pg and 0.25 and 0.82 µg g-1, for limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ), respectively. The accuracy, expressed as relative standard deviation was 5.92% for a sample with lead concentration of 2.98 µg g-1. The accuracy was evaluated by comparing the results obtained by ETAAS and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Lead concentrations found in samples ranged between 0.096 and 7.068 µg g-1. In the second part of this work, the determination of mercury using slurry sampling and high resolution continuous source cold vapor atomic absorption spectroscopy (HR-CS CVAAS) was performed. The optimum conditions for preparation of slurries (1.5 mol L-1 HCl, 1.25% (w / v) thiourea and 15 minutes sonication) were optimized using a two level full factorial design. The limits of detection and quantification were 0.63 ng g-1 and 2.11 ng g-1, respectively. The relative standard deviation for accuracy evaluation was calculated using two samples with concentrations 4.82 and 9.61 ng g-1 from which was obtained as results 10.89 and 6.84%, respectively. The possible loss of mercury was evaluated for the proposed procedure and the accuracy was studied by addition/recovery test, with recoveries ranging from 85.0 to 106.0%. Mercury concentrations ranged between 3.17 and 34.86 ng g-1. The third part of this work describes the determination of macro and micro elements and the in vitro study of iron bioaccessibility in medicines used to treat iron deficiency anemia. It was used inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) measured as an analytical technique. Acid digestion treatment was conducted to the samples and the method was fully validated by demonstrating good sensitivity with quantification limits (mg L-1) 0.52 for Ca, 0.14 for K, 0.03 for Mg, 0.07 for Mn, 0.40 for Na, 0.36 for P and 0.24 for Zn. The precision of the method was evaluated by intraday and interday repetitive experiments with results below 20%. During accuracy evaluation, addition/recovery tests were performed at different concentrations with results between 81.85 and 114.97%. The robustness of plasma was evaluated by a ratio between magnesium atomic and ionic lines, Mg(II)/Mg(I). The results were evaluated by multivariate analysis tools, principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster analysis (HCA). The study of in vitro bioaccessibility of Fe showed that some drugs are better bioaccessible, being therefore more recommended for anemia treatment, confirming data of pharmacological literature. The fourth part of this work describes the simultaneous determination of arsenic and chromium speciation using high-performance liquid chromatography coupled to ICP-MS (HPLC-ICP- MS). The total arsenic and chromium determination was carried out using an acid digestion in microwave oven, using a mixture of 4 mL HNO3 (69% v / v) 9 and 1 mL of H2O2 (30% v / v) and analyzed by ICP-MS. For speciation, a study was performed with three possible procedures for extraction of species, being employed a procedure with water at 80 °C for 30 minutes in microwave energy. Using a mobile phase containing 1.0 mM tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), 0.7 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and 5% methanol (v / v) under pH 7.2 was possible the separation of the species present with retention time of 5 minutes with separation of As(III) As(V), Cr(III) and Cr(VI), with a LOD of 0.002, 0.003, 0.140 and 0.042 µg g-1, respectively. The accuracy was assessed using addition/recovery tests, ranging between 80.64 and 109.36%. The method was applied in samples from Brazil and Spain.