Identificazione di prodotti farmaceutici per l'ambiente acquatico, mediante HPLC-ESI-Q-TOF-MS ed eliminazione di eritromicina attraverso la degradazione indotta da foto

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nella protezione dell'ambiente, come la consapevolezza degli antibiotici nell'ambiente acquatico. Il vantaggio principale di questa tecnica è che è in grado di rilevare inquinanti farmaceutici a concentrazioni molto basse e di identificarli contemporaneamente. Anche se questo metodo può fornire informazioni sui prodotti farmaceutici e sull'influenza delle acque reflue e sulle acque fluviali, può essere applicato anche ad altri sistemi, come pesticidi o sostanze simili agli ormoni nell'ambiente acquatico.

Per iniziare questa procedura, raccogliere circa un litro d'acqua per preparare i campioni. Filtra il campione su un filtro a banda blu per rimuovere le particelle del corso. Quindi aggiungere tre millilitri di metanolo alla cartuccia di estrazione in fase solida per equilibrarla.

Attendere che il metanolo lasci la cartuccia, quindi aggiungere tre millilitri di acqua ultrapura. Dopo che l'acqua ha lasciato la cartuccia, applicare il filtrato e utilizzare una pompa a membrana, o un altro vuoto moderato, per aumentare la velocità del flusso. Quindi la pre-concentrazione è molto importante.

Assicurarsi di utilizzare una cartuccia di estrazione in fase solida con la fase solida corretta. Lavare il campione con tre millilitri di acqua ultrapura. Quindi utilizzare tre millilitri di etanolo per eluire gli analiti dalla cartuccia di sorbato.

Utilizzando un evaporatore rotante, concentrare ed essiccare gli analiti eluiti. Sciogliere il residuo risultante in un millilitro di acqua ultrapura. Successivamente, filtrare la soluzione attraverso un filtro a siringa.

Conservarli in una fiala fino al momento di eseguire analisi non mirate mediante HPLC-ESI-QTOF-MS. Per iniziare gli esperimenti di irradiazione UV, sciogliere il composto antibiotico di interesse in acqua ultrapura per raggiungere una concentrazione finale di 20 milligrammi per litro. Trasferire 750 millilitri di questa soluzione al fotoreattore da un litro.

Quindi, aggiungi un agitatore magnetico e introduci una lampada UV da 15 watt nel reattore. Iniziare a mescolare a 500 giri/min. Utilizzando l'aggiunta goccia a goccia di acido cloridrico o ammoniaca, regolare il pH al valore desiderato.

Utilizzare una siringa per trasferire due millilitri della soluzione di reazione in una fiala di vetro da due millilitri. Contrassegnare questa fiala come campione al tempo zero. Successivamente, accendi la lampada UV e inizia a monitorare il tempo trascorso.

Prelevare un campione da due millilitri ogni 30 secondi durante i primi cinque minuti. Quindi, prelevare un campione ogni 60 secondi per il resto dell'esperimento. Conservare le fiale a quattro gradi Celsius fino al momento dell'analisi.

Per iniziare LC MS, trasferire la fiala all'autocampionatore. Impostare tutti i parametri rilevanti come indicato nella prima tabella del protocollo di testo e avviare la misurazione. L'utilizzo di MS ad alta risoluzione e latitudine MS/MS è la tecnica più promettente per l'analisi non mirata di prodotti farmaceutici nelle acque.

Quindi eseguire l'analisi cinetica e l'adattamento della curva come descritto nel protocollo di testo. In questo studio, vengono analizzati campioni di acqua fluviale e di acqua ultrapura per rilevare e identificare gli inquinanti farmaceutici. Dopo l'estrazione in fase solida, ogni campione di acqua fluviale ha un colore giallastro o verde scuro, che indica la presenza di sostanze contenenti clorofilla.

I campioni di acqua ultrapura sono rimasti limpidi, come previsto. Un cromatogramma di picco di base per i campioni rappresentativi di acqua fluviale conteneva più di 25 picchi, ciascuno dei quali rifletteva un composto diverso. Queste sostanze vengono poi identificate derivando le formule molecolari e confrontandole con gli standard di riferimento disponibili.

Questo confronto rivela la presenza di diversi farmaci presenti nelle acque superficiali tedesche, tra cui il beta-bloccante metoprololo, l'analgesico carbamazepina, nonché l'antibiotico macrolide eritromicina A e il suo derivato anidroeritromicina A. Gli esperimenti di irradiazione UVC vengono quindi eseguiti a diversi valori di pH per determinare condizioni di eliminazione efficaci utilizzando l'eritromicina come esempio. I diagrammi del tempo di concentrazione mostrano che la degradazione più veloce si verifica a pH 7, mentre la più lenta si osserva a pH 3, indicando che la degradazione fotoindotta per questo antibiotico dovrebbe essere eseguita a pH neutro. Seguendo questa procedura, è possibile eseguire altri metodi come SESP-NMR arbitrip MS-OTUC per rispondere a ulteriori domande come l'ossidazione dei degradati e l'ollizzazione tip-off.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come analizzare i farmaci nei corpi idrici artificiali e ambientali e come studiare la loro eliminazione indotta dalla foto-irradiazione. Non dimenticare che lavorare con prodotti chimici, farmaceutici e acque di fiume o di scarico può essere pericoloso e le precauzioni, come indumenti protettivi individuali, attrezzature esterne e, in caso di acque reflue, le vaccinazioni devono essere sempre prese durante o prima di eseguire questa procedura.