Μονάδα:
Κατεύθυνση Αναλυτική Χημεία-Διασφάλιση ποιότηταςΒιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2020-10-20
Συγγραφέας:
Αλειφέρη Ελένη
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Θωμαΐδης Νικόλαος, Καθηγητής Τμήμα Χημείας ΕΚΠΑ
Γκίκας Ευάγγελος, Καθηγητής Τμήμα Χημείας ΕΚΠΑ
Ντότσικας Ιωάννης, Επίκουρος Καθηγητής Τμήμα Χημείας ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Determination of Ibuprofen and its potential biotransformation products in zebrafish (Danio rerio) embryo samples, from exposure experiments at three different pH values, using LC-ESI-QTOF-MS
Γλώσσες εργασίας:
Αγγλικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Προσδιορισμός της Ιβουπροφαίνης και των πιθανών προϊόντων βιομετατροπής της σε δείγματα εμβρύων Zebrafish (Danio rerio) από πειράματα έκθεσης σε τρεις διαφορετικές τιμές pH, με LC-ESI-QTOF-MS
Περίληψη:
Τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας έχει στραφεί σε μια κατηγορία ενώσεων οι οποίες είναι συνεχώς ανιχνεύσιμες ενώσεις στο περιβάλλον, γνωστές ως αναδυόμενοι ρύποι. Οι φαρμακευτικές ενώσεις είναι μια κατηγορία αναδυόμενων ρύπων που εμφανίζουν ιδιαιτέρως αυξημένη κατανάλωση. Μετά τη χρήση τους εισέρχονται στα λύματα και εμφανίζουν ατελή απομάκρυνση από τα κέντρα επεξεργασίας λυμάτων. Ως αποτέλεσμα, καταλήγουν στο υδάτινο οικοσύστημα και ενδέχεται να θέσουν σε κίνδυνο τους οργασμούς. Οι ιοντιζόμενες οργανικές ενώσεις είναι ενώσεις που μπορεί να βρίσκονται τόσο στην ιονισμένη όσο και στην ουδέτερη μορφή τους. Επομένως, αλλαγές στο pH καθορίζουν την αναλογία της φορτισμένης και της ουδέτερης μορφής. Όταν το ποσοστό της ουδέτερης μορφής είναι επικρατέστερο μπορεί να προκύψει αυξημένη πρόσληψη και βιοσυσσώρευση της από τον οργανισμό και τελικά αύξηση της τοξικότητας. Παρόλα αυτά η εξάρτηση της βιοσσυσώρευσης και της τοξικότητας από το pH αποτελεί έναν παράγοντα που δεν έχει μελετηθεί εκτενώς. Ανάμεσα στις ιοντιζόμενες οργανικές ενώσεις η Ιβουπροφαίνη είναι ένα φάρμακο που για το οποίο δεν έχει πραγματοποιηθεί εκτεταμένη έρευνα ενώ οι μελέτες βιομετατροπής περιορίζονται σε μερικούς μόνο υδρόβιους οργανισμούς. Το ψάρι ζέβρα (Danio rerio) αποτελεί ένα ισχυρό μοντέλο οργανισμό που χρησιμοποιείται σε ποικίλους τομείς όπως η ανακάλυψη φαρμάκων, η μελέτη ανθρώπινων ασθενειών και η οικοτοξικολογία. Τα έμβρυα του ψαριού ζέβρα παρουσιάζουν μεγάλη ικανότητα μεταβολισμού ξενοβιωτικών ενώσεων, πραγματοποιώντας τόσο αντιδράσεις Φάσης Ι όσο και Φάσης ΙΙ . Επιπλέον το τεστ τοξικότητας με έμβρυα ψαριού ζέβρα αποτελεί εναλλακτική μέθοδο στο κλασσικό τεστ τοξικότητας με ψάρια.
Επομένως κύριο στόχοι της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης του pH στην πρόσληψη, βιοσυσσώρευση και τοξικότητα καθώς και η διερεύνηση της ικανότητας βιομετατροπής της Ιβουπροφαίνης σε έμβρυα ψαριού ζέβρα. Επιπλέον αξιολογήθηκε η πιθανή συνεισφορά/επιρροή της βιομετατροπής στην εσωτερική συγκέντρωση της ιβουπροφαίνης στα έμβρυα. Τέλος το επίκεντρο αυτής της εργασίας αποτέλεσε η διαλεύκανση των βασικών μονοπατιών αποτοξίνωσης του φαρμάκου αυτού. Γιο το σκοπό αυτό το τεστ τοξικότητας με έμβρυα ψάρια ζέβρα πραγματοποιήθηκε σε τρεις διαφορετικές τιμές pH. Από τα πειράματα αυτά υπολογίστηκαν οι τιμές τοξικότητας LC50 και τα έμβρυα εκτέθηκαν στις τιμές αυτές για
10
κάθε pH για 96 ώρες. Τα δείγματα νερού καθώς και τα δείγματα εμβρύων από τα πειράματα έκθεσης αναλύθηκαν με LC-ESI-QTOF-MS. Για την ανίχνευση των μεταβολιτών τα δείγματα εμβρύων αναλύθηκαν σε δύο χρωματογραφίες (RPLC & HILIC) και πολικότητες (αρνητική & θετική).
Από τα αποτελέσματα ήταν εμφανής η εξάρτηση της τοξικότητας από το pH. Πιο συγκεκριμένα, στο pH 5 η τιμή LC50 ήταν αισθητά χαμηλότερη από ότι στο pH 6 και 8 (17 φορές μεγαλύτερη τοξικότητα). Ίδια τάση παρατηρήθηκε και για τους δείκτες βιοσυσσώρευσης (BCFs) οι οποίοι εμφάνισαν αύξηση με μείωση του pH Η εξάρτηση αυτή της βιοσσυσσώρευσης και της τοξικότητας συσχετίστηκε με το μεγαλύτερο ποσοστό ουδέτερης μορφής της Ιβουπροφαίνης σε χαμηλότερες τιμές pH. Η ουδέτερη μορφή διέρχεται πιο εύκολα μέσω των μεμβρανών, και επομένως είναι υπαίτια μεγαλύτερης πρόσληψης, συσσώρευσης και τοξικότητας. Όσον αφορά τη μελέτη της βιομετατροπής, μέσω της διαδικασίας ύποπτης σάρωσης εντοπίστηκαν συνολικά 11 πιθανά προϊόντα βιομετατροπής. Τα προϊόντα που ταυτοποιήθηκαν ήταν όλα σε συμφωνία με προηγούμενα δεδομένα βιβλιογραφίας που αφορούν την βιομετατροπή της ιβουπροφαίνης από τα ψάρια ζέβρα και άλλους υδρόβιους οργανισμούς. Το κυριότερο μονοπάτι αποτοξίνωσης ήταν η σύζευξη με Ταυρίνη καθώς και η υδροξυλίωση. Η διαλεύκανση της δομής των μεταβολιτών στηρίχθηκε στην εκτενή μελέτη των φασμάτων ΜS και MS/MS. Μέσω της αξιοποίησης της συμπληρωματικής χρήσης της HILIC στην RPLC και στις δυο πολικότητες επιτεύχθηκε αύξηση της εμπιστοσύνης της ταυτοποίησης για τα περισσότερα προϊόντα βιομετατροπής.
Συνολικά τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής θα δείξουν την σημαντικότητα ενσωμάτωσης του pH στις μελέτες τοξικότητας. Επιπλέον θα συμβάλλουν στην εκτίμηση της επίδρασης του pH στην βιοσυσσώρευση και τοξικότητα των φαρμακευτικών ενώσεων.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
Ιβουπροφαίνη, τοξικότητα, pH, βιομετατροπή, LC-ESI-QTOF-MS
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
5
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
104
