Μελέτη της φωτοκαταλυτικής διάσπασης επιλεγμένων αντικαρκινικών ενώσεων και ανάλυση των προϊόντων τους με φασματομετρία μάζας

Abstract

The first aim of the present thesis was the study of the photolytic and photocatalytic degradation of three anticancer compounds (etoposide, irinotecan, methotrexate) using UV radiation and TiO2 Degussa P25 as a catalyst. The thesis was begun with the study of the hydrolysis of the compounds at different pH values and continued with the study of the photolysis at the corresponding values. Next step was the study of the adsorption at different pH values and catalyst concentrations. Finally, the photocatalysis was studied under different pH values, catalyst concentrations and initial concentrations of the compounds. The monitoring of the concentration levels of the compounds was performed by UPLC. At the same time, the degree of mineralization of the selected anticancer compounds and their transformation products was evaluated through the measurement of the dissolved organic carbon. Furthermore, the spectral characterization of the radiation source and the photon flux of the system were performed. In the second part of the thesis, the detection and the identification of the basic transformation products formed during the photocatalytic degradation of etoposide and the photolytic and photocatalytic degradation of irinotecan were performed by using LC-MS/MS and in some cases by LC-TOF-MS. Finally, the toxicity changes of the treated aqueous solutions of etoposide, irinotecan and their transformation products of each experimental procedure were monitored.

Σκοπός της διατριβής ήταν αρχικά η μελέτη της φωτολυτικής και φωτοκαταλυτικής διάσπασης τριών αντικαρκινικών ενώσεων (ετοποσίδη, ιρινοτεκάνη, μεθοτρεξάτη) χρησιμοποιώντας ακτινοβολία UV και ΤiO2 Degussa P25 ως καταλύτη. Η έρευνα ξεκίνησε με τη μελέτη της υδρολυτικής διάσπασης των ενώσεων υπό διαφορετικές τιμές pΗ και συνεχίστηκε με τη μελέτη της φωτόλυσης στις αντίστοιχες τιμές. Έπειτα, προχώρησε στη μελέτη της προσρόφησης της εκάστοτε ένωσης στην επιφάνεια του καταλύτη υπό διαφορετικές τιμές pΗ και συγκεντρώσεις καταλύτη. Τέλος, ολοκληρώθηκε με τη μελέτη της φωτοκατάλυσης υπό διαφορετικές τιμές pΗ, συγκεντρώσεις καταλύτη και αρχικές συγκεντρώσεις των ενώσεων. Η παρακολούθηση της διάσπασης των ενώσεων πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια του UPLC. Παράλληλα, σε όλα τα πειράματα έγινε εκτίμηση του βαθμού ανοργανοποίησης των επιλεγμένων αντικαρκινικών ενώσεων και των παραγόμενων προϊόντων μετασχηματισμού μέσω του διαλυτού οργανικού άνθρακα. Ακόμη, πραγματοποιήθηκε ο φασματικός χαρακτηρισμός της πηγής ακτινοβολίας και ο υπολογισμός της ροής των φωτονίων του συστήματος επεξεργασίας. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής πραγματοποιήθηκε η ανίχνευση και η ταυτοποίηση των προϊόντων μετασχηματισμού της ετοποσίδης κατά τη φωτοκατάλυση και της ιρινοτεκάνης κατά τη φωτόλυση και τη φωτοκατάλυση με τη βοήθεια του LC-MS/MS και σε κάποιες περιπτώσεις του LC-TOF-MS. Τέλος, έγινε παρακολούθηση της μεταβολής της τοξικότητας των ενώσεων και των παραγόμενων προϊόντων τους.