Caratterizzazione mediante HPLC-HRMS dei prodotti di fotolisi e fotocatalisi mediata da TiO2 del farmaco droperidolo e ricerca in campioni di acque fluviali

La salvaguardia della qualità delle acque, risorsa indispensabile alla vita, è fondamentale. La costante crescita delle attività umane rende più complessa la rimozione degli inquinanti e al contempo richiede quantità sempre maggiori di acqua destinata all’uso umano. I PPCPs (Pharmaceuticals and Personal Care Products) sono considerati inquinanti emergenti data la loro scarsa caratterizzazione in termini di impatto sull’ambiente, di come si modifichino in esso e dei potenziali effetti sinergici interferenti nei processi biologici. Di questi temi si occupa l’Ecofarmacovigilanza, una scienza che comprende le attività di rilevazione, valutazione, comprensione e prevenzione degli effetti legati alla presenza dei prodotti farmaceutici nell'ambiente. Due sono gli aspetti importanti da considerare: dopo l’assunzione, un farmaco viene metabolizzato ed escreto dall’organismo, da qui nasce l’esigenza di caratterizzare l’impatto ambientale anche dei metaboliti; il secondo è legato ai prodotti di trasformazione (TPs) che si formano nell’ambiente tramite processi microbici, biotici e abiotici. È quindi fondamentale che, prima dell’immissione nei corpi idrici, i reflui vengano sottoposti a trattamenti di abbattimento degli inquinanti. È noto che la fotocatalisi risulti efficiente nell’ossidazione degli inquinanti, finanche alla completa mineralizzazione. Nel presente lavoro di tesi è stato investigato il destino degradativo del farmaco antipsicotico e antiemetico droperidolo nel comparto acquatico, caratterizzandone i TPs tramite HPLC-HRMS. Successivamente farmaco e TPs identificati sono stati ricercati e quantificati via HPLC-HRMS in campioni di acqua fluviale prelevati nel Nord Italia. Durante la prima fase del lavoro è stato studiato il comportamento del droperidolo alla fotolisi e alla fotocatalisi in condizioni sperimentali simulate. Le soluzioni preparate in acqua MilliQ a concentrazioni note (10 ppm) sono state esposte ad irraggiamento UV (340 nm) a contatto con il catalizzatore TiO2. Sono state identificate la cinetica di scomparsa del droperidolo e le cinetiche relative ai suoi TPs. Al fine di ottenere una migliore caratterizzazione dei TPs del farmaco sono state testate quattro tipologie di colonne cromatografiche differenti (C18, bifenilica, PFP e HILIC) e le tipologie di ionizzazione positiva e negativa. L’analisi degli spettri ottenuti tramite HPLC-ESI-MS/MS ha portato all’individuazione di 17 specie cariche positivamente e 11 cariche negativamente, per un totale di 28 TPs in fotocatalisi, alcuni dei quali presenti come isomeri di posizione. In fotolisi sono stati individuati 27 TPs comuni alla fotocatalisi e nessun nuovo composto. Grazie all’utilizzo dell’alta risoluzione e degli spettri di MSn sono state ipotizzate le relative strutture chimiche. La cinetica di fotocatalisi è stata studiata in un campione reale di acqua fluviale addizionato con droperidolo. In seguito, il droperidolo e i suoi TPs sono stati ricercati, previo pretrattamento con SPE (Solid Phase Extraction), in campioni di acqua provenienti da specifici punti di prelievo di due fiumi (Po e Reno) del Nord Italia. In questo modo è stato possibile comprendere il destino ambientale dell’analita. A conclusione del lavoro di tesi, è stata indagata la tossicità complessiva di droperidolo e TPs presenti nelle soluzioni fotocatalizzate per diversi tempi.