líneas de investigación del grupo de trabajo de ... · verónica cesio 1. buenas prácticas...
Post on 16-Dec-2018
219 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Cátedra de Farmacognosia y Productos Naturales Cátedra de Microbiología
Centro Universitario de Paysandú Facultad de Química- Universidad de la República
Laboratorio Tecnológico del Uruguay Montevideo, Uruguay
Influencia de factores experimentales
sobre la degradación
de agroquímicos por
Basidiomicetes
1° Workshop Latinoamericano
en Lechos Biológicos Una oportunidad para Latinoamerica y su medio ambiente
Universidad de La Frontera, Pucón Chile
Mayo 2012
Anisleidy Rivero, Silvina Niell, Lucía Pareja, M.Pía Cerdeiras, Horacio Heinzen ,
Verónica Cesio
1
Buenas prácticas agrícolas
∙Triple enjuague de envases y verter el líquido en un lugar seguro. Resolución MGAP 19 nov 1996
∙ Correcta concentración de aplicación
∙Organización del material
∙Personal capacitado
∙Regulación del flujo de los equipos de aspersión.
Fuentes de polución por pesticidas en las granjas
17 %
8 %
28 %
12 %
10 %25 %
Mud from tractor
wheels
Tractor exterior
washings
Spillage of container
washings
Spillage while
mixing
Tank Rinse
Water
Foil Seals
Results from Year 1 Aventis Cherwell StudyBayer CropScience Cherwell Study
Estrategia de trabajo
Biobeds
Selección del par hongo-pesticida
Metodología Analítica
Selección de los
componentes de la matriz
Estrategia de trabajo
Biobeds
Selección del par hongo-pesticida
Metodología Analítica
Selección de los
componentes de la matriz
Selección del par hongo-pesticidas
• Selección de una cepa de Abortiporus
• Se decidió trabajar con endosulfán y clorpirifós como modelo por su uso extendido e insdiscriminado en la agricultura
Porqué de la selección de endosulfán y clorpirifós
• Uso indiscriminado y extendido
• Ambos pesticidas son de amplio espectro
• Características fisicoquímicas
• Regulación referida a endosulfán por ser organoclorado recalcitrante y a clorpirifós por ser un órgano fosforado de elevada toxicidad
Plagas en común
Lagarta cogollera,
Lagarta cortadora,
Lagarta del girasol,
Lagarta del maní,
Lagarta de los cereales
Psila del peral
Pulgón lanígero
Pulgón verde de la papa
Pulgón verde del duraznero
Pulguilla de las solanáceas
Trips de la cebolla
Se aplican en los mismos
cultivos agrícolas :
Soja
Trébol
Lotus
Girasol
Trigo
Cebada
Avena
Manzanero
AMPLIO ESPECTRO
Koc: Coeficiente de adsorción de carbono orgánico
Koc=11500 No-móvil
Solubilidad α endosulfán=0,32 mgL-1 Baja β endosulfán=0,33 mgL-1
Kow: log P α endosulfán =4,74 Alta
log P β endosulfán=4,79
Kow: Coeficiente de partición octanol-agua
Presión de vapor=0,83 Volátil
Constantes de la Ley de Henry a 25°C=1,48 Volatilidad moderada
IUPAC FOODPRINT Pesticides Properties DATABASE
Endosulfán: Organoclorado
Características físico-químicas ambientales
Potencial de bioacumulación
Mamíferos: Alta
Oral Ratas DL50 70 mgkg-1
Perros DL50 77 mgkg-1
Piel y ojos Conejos DL50 359 mgkg-1 Ratas DL50 500 mgkg-1
Inhalación (4h) Ratas hembra DL50 0,0126 mgkg-1 Ratas macho DL50 0,0345 mgkg-1
Endosulfán
Modo de acción : Acaricida Insecticida no sistémico .Contacto .Ingestión Toxicidad
Invertebrados acuáticos (Daphnia magna) Moderado
DL50=0,44 mgL-1 Algas: DL50=4,15 mgL-1 Moderado
Peces: DL50=0,002 mgL-1 Alto
Europeas
• http://ec.europa.eu/sanco_pesticides/public
• Prohibido su uso 2007
Uruguay
• MGAP
• 2007 restringieron algún tipo de formulado
• 2011 prohibe su uso
Resolución Ministerial Nº 056 del 17 de enero de 2011.
Disposiciones sobre aplicación de productos fitosanitarios formulados a base de ENDOSULFAN.
Regulaciones para endosulfán
Koc: Coeficiente de adsorción de carbono orgánico
Koc=8151 No-móvil
Solubilidad clorpirifós=1,5 mgL-1 Baja
Kow: Coeficiente de partición octanol-agua
Presión de vapor=1,43 Volátil
Constantes de la Ley de Henry a 25°C=0,478 Volatilidad moderada
IUPAC FOODPRINT Pesticides Properties DATABASE
Kow: log P clorpirifós=4,7 Alta
Potencial de bioacumulación
Características físico-químicas ambientales
Clorpirifós: Organofosforado
Insecticida
Mamíferos: Alta
Oral Ratas DL50 60 mgkg-1
Piel y ojos Ratas DL50 >1250 mgkg-1
Inhalación Ratas LC50 0,1 mgkg-1
Clorpirifós
Modo de acción : Inhibidor de la Acetilcolinesterasa Insecticida no sistémico . Contacto . Ingestión
Toxicidad
Invertebrados acuáticos(Daphnia magna) Alto
EC50=0,0001 mgL-1 Algas: DL50=0,48 mgL-1 Moderado
Peces: DL50=0,0013 mgL-1 Alto
Europeas
• http://ec.europa.eu/sanco_pesticides/public
• LMRs son definidos por la UE para cada commodity
Uruguay
• Está permitido aún y su MRL esta definido por el Codex Alimentarius
Regulaciones para Clorpirifós
Estrategia de trabajo
Biobeds
Selección del par hongo-pesticida
Metodología Analítica
Selección de los
componentes de la matriz
Estrategia de trabajo
Biobeds
Selección del par hongo-pesticida
Metodología Analítica
Selección de los
componentes de la matriz
Importancia de la metodología analítica validada
• Permite conocer exactamente la eficiencia del proceso en evaluación
• Brinda un dato preciso del % de bio-conversión
• Permite determinar los metabolitos productos de la bio-conversión
• Permite determinar la ruta que siguen esos metabolitos intermedios
matriz
Selección del
solvente
Extracción Clean up
Análisis instrumental
Resultados
Proceso
Analítico
Como se desarrolla un nuevo método analítico.
Como se desarrolla un nuevo método analítico.
• Metodología debe cumplir con los parámetros analíticos generales de validación:
PRECISO, EXACTO Y REPRODUCIBLE
Para asegurar la performance del método se valida de acuerdo a guías para determinación de trazas de pesticidas.
Metodologías desarrolladas para dos matrices
Agar en placa y afrechillo de arroz
Matriz libre de
pesticidas
Agregado de
pesticidas
Análisis Recupera
ción & RSD
Efecto matriz Precisión y
exactitud
Ajuste de la metodología
Parámetros de validación
Method validation and quality control procedures for pesticide residues analysis in food and feed. Document No. SANCO/10684/2009
• Linealidad
• % Recuperación
• Efecto Matriz
• LOD • LOQ
• Repetitibilidad (DSRr) • Precisión intermedia (DSRwR)
•3 niveles de concentración 1, 25, 50 mgkg-1.
•5 réplicas a cada nivel.
• Se incluyeron los metabolitos clorados intermedios de la ruta de degradación reportada.
Proceso de validación
Endosulfán sulfato
Endosulfán alcohol
Endosulfán éter
Desarrollo de una metodología analítica para evaluar el porcentaje de bioconversión
Validación de la metodología analítica
Stomacher 2 min
Adición de Clorpirifos metil
(Std Interno )
GC-ECD
alícuota AcOEt
Crecimiento en el medio YNB +1%
glucosa+50 mg kg-1 endosulfán
27 DÍAS 28 ºC Rivero et al. J. Chromat BCHROMB-S-12-00461
.
1mg/kg 25 mg/kg 50 mg/kg
Rec (%) % DSRr % DSRwR Rec (%) % DSRr % DSRwR Rec (%) % DSRr % DSRwR
1 Endosulfan
eter 91 4 7 80 8 14 102 3 8
2 Endosulfan
alcohol 78 4 9 103 9 10 112 2 11
3 Endosulfan α 94 4 7 94 8 10 103 4 7
4 Endosulfan β 95 3 9 101 7 7 112 2 5
5 Sulfato de Endosulfan
95 5 7 104 8 6 128 5 11
% Recuperación y RSD
Method validation and quality control procedures for pesticide residues analysis in food and feed. Document No. SANCO/10684/2009
% DSRr: Repetibilidad, Reproducibilidad intermedia: % DSRwR
LOD 0,3 mgkg-1
LOQ 1 mgkg-1
LINEALIDAD
r2 >0,99
Efecto Matriz
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
Endosulfan eter
Endosulfan alcohol
Endosulfan α
Endosulfan β
Sulfate endosulfan 1mg/L
25mg/L
50 mg/L
%EM=((pend matriz-pend solvente)/pend solvente)*100
Es la influencia de uno o más componentes no detectados de la muestra en la
medición de la concentración o masa del analito. Se observa como una
respuesta del analito, aumentada o disminuida en el detector cuando se la compara con la producida en la solución de dicho analito en solvente.
Estrategia de trabajo
Biobeds
Selección del par hongo-pesticida
Metodología Analítica
Selección de los
componentes de la matriz
Estrategia de trabajo
Biobeds
Selección del par hongo-pesticida
Metodología Analítica
Selección de los
componentes de la matriz
Desarrollo de metodología para afrechillo de arroz
• Composición diferente
• Textura distinta
• Medio se debe disgregar todo el agar para asegurarnos recuperar todo el pesticida y eso con el Stomacher se resolvió muy bien
• Paja es heterogénea aun cuando sea un tamaño de partícula definido
• Es mas rígido que el agar que es plástico
• Agar es mas hidrofílico que el afrechillo por lo que la disgregación con un solvente orgánico es mas difícil
• Paja por procesos simples difusión y desorción permite q el solvente orgánico extraiga mejor los pesticidas
Metodologías ensayadas
• Acetato de Etilo en Stomacher
• Acetato de Etilo en shaker
• Acetonitrilo en shaker :
Por las características de su miscibilidad con agua el solvente se mezcla con el agua de la matriz y extrae en una sola fase los analitos de interés
Desarrollo de una metodología analítica para evaluar el porcentaje de bioconversión
Validación de la metodología analítica
Shaker overnight
Adición de
(Std Interno )
GC-ECD
alícuota ACN
Bioconversión de Endosulfán en la matriz Afrechillo de arroz
0
10
20
30
40
50
60
0 30 60 90
Co
n(m
gkg-
1)
Tiempo(días)
Endosulfán α+β
Endosulfánα+β
% Biocon 30 días 60 días 90 días α+ β
Endosulfán 92 90 94
Metabolitos intermedios del endosulfán obtenidos sobre afrechillo de arroz
0
2
4
6
8
10
12
14
0 30 60 90
Co
n(m
gkg-
1)
Tiempo(días)
Endosufán sulfato
Endosulfán éter
Endosulfán alcohol
Bioconversión de Clorpirifós en la matriz afrechillo de arroz
0
10
20
30
40
50
60
70
0 30 60 90
Co
n(m
gkg-
1)
Tiempo(días)
Clorpirifós
Clorpirifós
% Biocon 30 días 60 días 90 días
Clorpirifós 74 81 87
Evolución de la biotransformación de endosulfán y clorpirifós a los 9 y 27 días de
crecimiento
clorpirifos Endosulfan
α y β
Endosulfan
sulfato
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
α Endosulfán β Endosulfán Clorpirifós α β Endosulfán
% d
e d
egra
dac
ión
60 días(s/ recambio de aire)
60 días(c/ recambio de aire)
Efecto de la aireación sobre la PERFORMANCE DE LA BIOCONVERSION
Conclusiones
• Se validó una metodología para la determinación de endosulfán y clorpirifós en medio YNB con 1% de glucosa de acuerdo al documento SANCO
• La cepa de Abortiporus seleccionada fue capaz de biotransformar 75 % de endosulfán (83 % de α y 93 % de β endosulfán) a los 27 días de crecimiento en el medio YNB con 1% de glucosa
• Se validó una metodología para la determinación de endosulfán y clorpirifós en afrechillo de arroz
• La cepa de Abortiporus seleccionada fue capaz de biotransformar a los 90 días; 94% de endosulfán α + β y 87 % de clorpirifós
• La aireación del sistema provoca una degradación mas rápida y efectiva de los pesticidas del estudio en las condiciones ensayadas.
∙Facultad de Química-Universidad de la República ∙LATU ∙PEDECIBA Química ∙ANII Proyecto ANII_PR_Fondo María Viñas_2009_1_2942 •Proyecto PDT 65/16
•Cátedra de Microbiología
•Cátedra de Farmacognosia y Productos Naturales
Agradecimientos
top related