Desenvolvimento de nanotubos de carbono de acesso restrito como fase extratora para a microextração de fármacos e canabinóides em amostras de plasma e análise por UHPLC-MS/MS

• Autor(a) principal: Cruz, Jonas Carneiro
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-02122022-100453/
• topic: Amostras biológicas; Antipsicóticos; Antipsychotics; Biological samples; Canabinóides; Cannabinoids; Magnetic nanoparticles; Microextração em fase sólida; Microextração em sorvente empacotado; Microextraction by packed sorbent; Nanopartículas magnéticas; Nanotubos de carbono de acesso restrito; Restricted access carbon nanotubes; Solid-phase microextraction; UHPLC-MS/MS; UHPLC-MS/MS

Em razão da complexidade das amostras biológicas, a etapa de preparo de amostras tem sido requerida para remover macromoléculas (principalmente proteínas) e pré-concentrar os analitos, quase sempre presentes em níveis de traços. Dentre os recentes avanços das técnicas de preparo de amostras, podemos destacar o desenvolvimento de fases extratoras seletivas e a miniaturização dos sistemas analíticos, que possibilita a redução tanto do consumo de solvente orgânico quanto do volume de amostras biológicas. Nesta tese, o capítulo I apresenta os principais desafios: (i) do preparo de amostras para aplicações bioanalíticas e (ii) do desenvolvimento de fases extratoras inovadoras para técnicas de microextração, como os materiais de acesso restrito e os nanotubos de carbono funcionalizados. O capítulo II descreve o desenvolvimento de nanotubos de carbono de acesso restrito (RACNTs) como fase extratora para a técnica de microextração em sorvente empacotado (MEPS) para a determinação de antipsicóticos (clorpromazina, clozapina, olanzapina e quetiapina) em amostras de plasma por UHPLC-MS/MS. As fases extratoras RACNTs foram sintetizadas através do entrecruzamento de albumina sérica bovina na superfície externa de nanotubos de carbono comerciais, criando uma barreira de exclusão por tamanho. Os RACNTs sintetizados excluíram cerca de 97% das proteínas plasmáticas e foram reutilizados em aproximadamente 100 ensaios, sem perda da performance analítica (exatidão e precisão ≤ 15%). A avaliação das variáveis MEPS (pH da amostra, ciclos de extração, solvente e volume de dessorção) favoreceu a sensibilidade e seletividade analítica. O método MEPS/UHPLC-MS/MS apresentou linearidade na faixa de concentração do limite inferior de quantificação (10,0 ng.mL-1) até o limite superior de quantificação (200-700 ng.mL-1) com coeficientes de determinações superiores a 0,99. A exatidão e precisão variaram de -8,01 a 11,53 % e 2,98 a 12,85, respectivamente. O efeito residual e o efeito matriz (CV: 5,6 a 14,33 %) não foram considerados significativos. Este método inovador foi aplicado com sucesso para a determinação de antipsicóticos em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos para fins de monitorização terapêutica. O capítulo III descreve o desenvolvimento de RACNTs contendo nanopartículas magnéticas incorporadas (M-RACNTs) como fase extratora para microextração em fase sólida (SPME) para determinação direta (sem pré-preparo de amostra) de canabinóides (canabidiol e tetrahidrocanabinol) em amostras de plasma por UHPLC-MS/MS. A fase adsortiva foi imobilizada em um dispositivo SPME por interações eletromagnéticas entre os M-RACNTs e um ímã cilíndrico de neodímio (3 mm de diâmetro x 8 mm de altura) fixado a uma haste de aço inoxidável (3 mm de diâmetro x 40 mm altura). A fase RACNT foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura, infravermelho com transformada de Fourrier, análise termogravimétrica e calorimetria diferencial exploratória. A avaliação da influência das variáveis na SPME: pH da solução diluente (5,0; 9,0), tempo de sorção (1 min; 20 min), tempo de dessorção (1 min; 5 min), solvente de dessorção (acetonitrila; metanol), volume de dessorção (100µL; 300µL) foi realizada através do planejamento fatorial fracionário (2 k - 1 ) (k = 5). O tempo de sorção e o volume de dessorção foram consideradas varáveis estatisticamente significativas no processo SPME. O método SPME/UHPLC-MS/MS foi validado em conformidade com as diretrizes de validação internacional (Food and drug administration), apresentando linearidade adequada (coeficiente de determinação superior a 0,99) em concentrações que variam do limite inferior de quantificação (LIQ) (10 ng.mL-1 ) ao limite superior de quantificação (300 ng.mL-1 ). A exatidão e precisão variaram de -4.47 a 19.84% (LIQ) e -6.90 a 17.78% (LIQ). O carry over e o efeito matriz (4,07 a 12,31 %) não foram considerados significativos. Por fim, o método inovador foi aplicado para a determinação de canabinóides em amostras plasma de voluntários em dois cenários envolvendo a administração de canabinóides.