Φωτολυτική και φωτοκαταλυτική διάσπαση αντινεοπλασματικών και αντιφλεγμονωδών φαρμάκων σε υδατικά συστήματα και μελέτη της τοξικότητας τους
Creators: name: Κολτσακίδου, Αναστασία Η.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Προχωρημένες Οξειδωτικές Μέθοδοι Αντιρρύπανσης
Δοκιμές τοξικότητας
Προϊόντα Μετασχηματισμού
Φωτόλυση φαρμακευτικών ενώσεων
Advanced Oxidation Treatments
Toxicity testing
Transformation products
Photolytic degradation of pharmaceuticals

description: Σκοπός της παρούσας Διατριβής ήταν η εφαρμογή και η βελτιστοποίηση της ετερογενούς φωτοκατάλυσης παρουσία TiO2-P25 και οξειδωτικών (TiΟ2/Η2Ο2 και TiΟ2/S2Ο82-), και της φωτόλυσης όπου αυτή είναι εφικτή, στην αποικοδόμηση των αντινεοπλασματικών φαρμακευτικών ενώσεων 5-fluorouracil (5-FU), cytarabine (CY) και της αντιφλεγμονώδους φαρμακευτικής ένωσης nimesulide (NIM), οι οποίες ανιχνεύονται σε υδατικά περιβαλλοντικά δείγματα, καθώς και η εφαρμογή και η βελτιστοποίηση της ομογενούς φωτοκατάλυσης παρουσία του αντιδραστηρίου photo-Fenton (Fe3+/H2O2) αλλά και αντιδραστηρίων τύπου photo-Fenton (Fe3+/S2O82- και [Fe(C2O4)3]3-/H2O2), στην αποικοδόμηση των συγκεκριμένων φαρμακευτικών ενώσεων. Ακόμη, βασικό στόχο της Διατριβής αποτελεί η ταυτοποίηση των προϊόντων μετασχηματισμού της κάθε ένωσης, με τη χρήση υγρής χρωματογραφίας συζευγμένης με φασματομετρία υψηλής διακριτικής ικανότητας, καθώς και η μελέτη της τοξικότητας τους, με τη βιοδοκιμή τοξικότητας Vibrio fischeri. Επιπλέον, μέρος της Διατριβής αποτελεί η ακινητοποίηση του TiO2, σε πολυ(φουρανικό αιθυλενεστέρα) (PEF), και η εφαρμογή στη φωτοκαταλυτική αποικοδόμηση μίγματος αναλγητικών/αντιφλεγμονωδών φαρμάκων (ibuprofen-IBU, diclofenac-DCF, acetaminophen-ACM), και η σύνθεση τροποποιημένων φωτοκαταλυτών TiO2 με πρόσμιξη νικελίου, για την ενίσχυση της απορρόφησης του TiO2 στο φάσμα εκπομπής της ηλιακής ακτινοβολίας. Επιπρόσθετα, στόχο της Διατριβής αποτελεί η μελέτη της κυτταροτοξικότητας επιλεγμένων φαρμακευτικών ενώσεων που ανήκουν στις κατηγορίες των αντινεοπλασματικών (5-FU, CY, cyclophosphamide-CP), και αντιφλεγμονωδών/ αναλγητικών φαρμακευτικών ενώσεων (ketoprofen-KET, diclofenac-DCF, tramadol-TRA) και των προϊόντων μετασχηματισμού τους, παρουσία ανθρώπινων κυτταρικών σειρών (καρκινικά κύτταρα-MEC1 για τα αντινεοπλασματικά φάρμακα, μεσεγχυματικά- MSCs και MEC1 για τα αντιφλεγμονώδη/αναλγητικά φάρμακα), καθώς και η σύγκριση των αποτελεσμάτων κυτταροτοξικότητας (in vitro μέθοδος) με προβλέψεις οικοτοξικότητας για ψάρια, δάφνια και άλγη από το υπολογιστικό πρόγραμμα ECOSAR (in silico μέθοδος).
description: Τhe aim of the present doctoral thesis was the application and optimization of heterogeneous photocatalysis in the presence of TiO2-P25 and oxidants (TiO2/H2O2 and TiO2/S2O82-), and photolysis where possible, for the degradation of antineoplasmatic drugs 5-fluorouracil (5-FU) and cytarabine (CY) and anti-inflammatory drug nimesulide (NIM), which are detected in aqueous environmental samples, as well as the application and optimization of homogeneous photocatalysis in the presence of the photo-Fenton reagent (Fe3+/H2O2) and photo-Fenton like (Fe3+/S2O82- and [Fe(C2O4)3]3-/H2O2) reagents, for the degradation of the selected pharmaceutical compounds. Furthermore, another objective of the doctoral thesis was to identify the transformation products of each compound using high resolution mass spectrophotometry, generated during the applied processes, as well as the study of their toxicity in comparison to the original compound by the toxicity bioassay Vibrio fischeri. In addition, part of the doctoral thesis was the immobilization of TiO2 on polyethylene furanoate, and its application on the photocatalytic degradation of a mixture of analgesic/anti-inflammatory drugs (ibuprofen-IBU, diclofenac-DCF, acetaminophen-ACM) and synthesis of modified TiO2 doped photocatalysts to enhance the absorption of TiO2 at the solar emission. Also, aim of the doctoral thesis was to study the cytotoxicity of selected pharmaceutical compounds belonging to antineoplasmaticc drugs (5-FU, CY, cyclophosphamide-CP) and anti-inflammatory drugs (ketoprofen-KET, diclofenac-DCF, tramadol-TRA) and their transformation products, (MEC1 cancer cells for antineoplastic drugs, mesenchymal-MSCs and MEC1 for anti-inflammatory/analgesic drugs), as well as a comparison of cytotoxicity effects (in vitro method) to ecotoxicity predictions for fish, daphnia and algae, obtained by the computational ECOSAR program (in silico method).