Metabolomica basata su Gas Cromatografia-Spettrometria di Massa con Quadrupolo-Tempo-di-Volo (QTOF-GC-MS): sviluppo di una nuova metodologia di trattamento dei dati per ottimizzare le informazioni derivanti dalla massa esatta

La presente Tesi Sperimentale di Laurea Magistrale in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche ਠstata realizzata nell'ambito del programma Erasmus+ tra il Dipartimento di Scienze della Vita dell'Università  degli Studi di Modena e Reggio Emilia e la Facoltà  di Farmacia dell'Università  CEU San Pablo di Madrid (coordinatore Prof. Federica Pellati). L'attività  sperimentale della seguente ricerca ਠstata svolta presso i laboratori del “Center for Metabolomics and Bioanalysis” (CEMBIO), sotto la supervisione scientifica dei Proff. Antonia Garcia Fernandez e Ma Fernanda Rey-StolleValcarce. Nel campo della Metabolomica la gas cromatografia accoppiata a spettrometria di massa ਠun importante strumento nelle analisi untarget, poichà© capace di coprire una vasta gamma di composti. Questo tipo di piattaforma analitica fornisce una grande quantità  di dati che devono essere processati e, fino ad oggi, tutta la letteratura e i protocolli di analisi si basano sull'utilizzo di strumenti come librerie e database, caratterizzati dall'avere frammenti con massa nominale. Tuttavia, nonostante l'avvento di nuovi strumenti con risoluzione esatta della massa e il loro progressivo miglioramento in termini di accuratezza, non ਠstato ancora affrontato il problema di un avanzamento delle tecniche di trattamento dei dati. La presente tesi ਠstata finalizzata alla realizzazione di una libreria di spettri con massa esatta ottenuti tramite analisi di campioni biologici e standard puri, con GC-MS-QTOF ad alta risoluzione, al fine di mettere a punto una nuova metodologia di trattamento dei dati che tragga vantaggio dalla presenza della massa esatta di ciascun frammento spettrale. Per la realizzazione della suddetta libreria sono stati analizzati pi๠di 70 composti standard puri e, in una seconda fase, i composti sono stati estrapolati anche da matrici complesse come plasma, fegato, reni ed encefalo di criceto. Nella fase di identificazione ਠstato sperimentato un nuovo algoritmo per l'eleaborazione dei dati denominato “Sure Mass” e fornito da Agilent Technologies,incorporato nel software Unknown Analysis, progettato per sfruttare al meglio le nuove capacità  degli strumenti a massa esatta. I parametri sono stati messi a punto analizzando un campione di plasma generico e processando i dati in parallelo con il metodo della Deconvoluzione e Sure Mass. Una volta verificata l'efficacia del nuovo metodo, questo ਠstato applicato a uno “Standard Reference Material 1950”, plasma certificato fornito da NIST per la validazione di nuove metodologie di analisi. àˆ stata quindi preparata una serie di 10 campioni che sono stati analizzati e successivamente processati con entrambi i metodi di Deconvoluzione e Sure Mass, abbinati alla ricerca nella libreria PCDL. Il nuovo metodo si ਠdimostrato efficace e affidabile nell'aumentare il numero di composti identificati e, nella maggior parte dei casi, con la libreria di massa esatta. Si ਠproseguito poi con l'allineamento dei dati per la successiva fase di quantificazione, generando due metodi: uno con la matrice di dati provenienti dalla Deconvoluzione e uno con quelli di Sure Mass. Durante la revisione dell' integrazione, gli ioni utilizzati come target sono stati selezionati dalla PCDL el'integrazione con i suddetti ioni si ਠdimostrata efficace e, nella quantificazione effettuata con il metodo di Sure Mass, il valore medio del coefficiente di varianza ਠrisultato pi๠basso rispetto all'analisi effettuata con il metodo della Deconvoluzione. In conclusione, lamessa a punto del nuovo metodo, insieme alla realizzazione della PCDL, ha permesso di esplorare le capacità  della massa accurata fornita dagli strumenti ad alta risoluzione, con tutti i vantaggi che ne conseguono in termini di efficienza, sicurezza nell'identificazione e nella quantificazione, anche rispetto a composti “unknown”.