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https://hdl.handle.net/10216/171005| Author(s): | Lucas Maia Bittencourt |
| Title: | Analysis of fluoroquinolone antibiotics in sediments: Optimization of extraction and cleanup of sediment samples for analysis of fluoroquinolones |
| Issue Date: | 2025-10-24 |
| Abstract: | Fluoroquinolone antibiotics (FQs) are emerging environmental contaminants of significant concern due to their extensive use, persistence, and potential to promote antimicrobial resistance. Their strong adsorption to solid matrices, particularly sediments, makes these compartments long-term reservoirs, necessitating robust and efficient analytical methods for accurate monitoring. This work aimed to develop and optimize a complete analytical workflow for the extraction, cleanup, and quantification of multiple FQs in complex sediment samples. T o achieve the necessary sensitivity and selectivity for trace-level environmental analysis, the core chromatographic method initially developed was transferred to a liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) platform. Concurrently, a multi-cycle Ultrasonic-Assisted Extraction (UAE) protocol was developed, incorporating a buffered solvent system and a tandem solid-phase extraction (SPE) cleanup, to overcome the strong analyte-matrix interactions and significantly improve recovery efficiency. The final optimized method was rigorously validated and subsequently applied to the analysis of surface sediment samples collected from the Ave River in Portugal. The results demonstrate that the finalized UAE-SPE-LC-MS/MS method provides a robust, sensitive, and reliable workflow for quantifying trace levels of FQs in environmental sediments. The successful application to real samples confirmed the presence of target antibiotics in the collected sediments, validating the method's effectiveness for environmental monitoring. This work establishes a standardized and optimized protocol for the determination of FQs residues in sediment matrices, providing a valuable tool for improved environmental risk assessment. |
| Description: | Os antibióticos fluoroquinolonas (FQs) são contaminantes ambientais emergentes de grande preocupação devido ao seu uso extensivo, persistência e potencial para promover resistência antimicrobiana. A sua forte adsorção a matrizes sólidas, particularmente a sedimentos, torna estes compartimentos reservatórios de longo prazo, sendo, por isso, necessário desenvolver métodos analíticos robustos e eficientes para uma monitorização precisa. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e otimizar um método de trabalho analítico completo para a extração, purificação e quantificação de múltiplas FQs em amostras complexas de sedimentos. Para alcançar a sensibilidade e seletividade necessárias à análise vestigial no ambiente, o método cromatográfico desenvolvido inicialmente foi transferido para uma plataforma de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa em tandem (LC-MS/MS). Em simultâneo, foi desenvolvido um protocolo de extração por ultrassons (UAE) múltiplo, incorporando um sistema de solvente tamponado e uma purificação por extração em fase sólida (SPE) em tandem, de forma a superar as fortes interações analito-matriz e melhorar significativamente a eficiência de recuperação. O método otimizado final foi rigorosamente validado e posteriormente aplicado na análise de amostras de sedimentos de superfície recolhidas no rio Ave, em Portugal. Os resultados demonstram que o método final UAE-SPE-LC-MS/MS fornece um fluxo de trabalho robusto, sensível e fiável para quantificar vestígios de FQs em sedimentos ambientais. A aplicação bem-sucedida a amostras reais confirmou a presença dos antibióticos-alvo nos sedimentos recolhidos, validando a eficácia do método para monitorização ambiental. Este trabalho estabelece um protocolo padronizado e otimizado para a determinação de resíduos de FQs em matrizes de sedimentos, constituindo uma ferramenta valiosa para uma melhor avaliação do risco ambiental. |
| Subject: | Engenharia química Chemical engineering |
| Scientific areas: | Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia química Engineering and technology::Chemical engineering |
| TID identifier: | 204116112 |
| URI: | https://hdl.handle.net/10216/171005 |
| Document Type: | Dissertação |
| Rights: | restrictedAccess |
| Embargo End Date: | 2028-10-23 |
| Appears in Collections: | FEUP - Dissertação |
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