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Mass spectrometry as a new detector for capillary electrophoresis: applications in forensic science  (2009)

Authors:
Fanigliulo Ameriga
Title:
Mass spectrometry as a new detector for capillary electrophoresis: applications in forensic science
Year:
2009
Type of item:
Doctoral Thesis
Tipologia ANVUR:
Altro
Nations of authors:
ITALIA
Language:
Inglese
Format:
A Stampa
Keyword:
mass spectrometry, capillary electrophoresis
Abstract (italian):
La presente tesi illustra le potenzialità ed i recenti progressi della elettroforesi capillare (CE) abbinata alla spettrometria di massa (MS) nell'ambito delle scienze forensi. Dopo un'estesa panoramica, aggiornata al 2008, di applicazioni tossicologico-forensi della tecnica combinata CE-MS (Capitolo 2), vengono presentati due lavori originali di ricerca di interesse forense, che differiscono per scopo, tipo di rivelatore di MS e range di peso molecolare. La prima delle due applicazioni (Capitolo 3) è finalizzata all'analisi delle modifiche post-traslazionali dell'emoglobina (Hb) indotte dall'abuso di alcol (formazione di addotti dell'Hb con l'acetaldeide). In questo caso, viene sfruttata la capacità della trappola ionica tridimensionale di fornire frammentazione e quindi informazioni strutturali. In particolare, sono stati condotti esperimenti in modalità data dependency per incrementare la qualità e la quantità di informazioni ricavabili da ogni singola corsa analitica. Gli addotti dell'Hb con l'acetaldeide (AcH) sono stati identificati come possibili marker biologici di abuso di alcol sin daglia anni 80, ma la mancanza di tecniche analitiche sufficientemente sensibili e specifiche, ha reso inaccessibile per anni sia l'identificazione degli addotti AcH-Hb in campioni reali di sangue e sia la sitematica indagine strutturale degli addotti stessi. Sulla scorta della bibliografia in nostro possesso, abbiamo sfruttato l'accoppiamento di uno strumento CE (P/ACE MDQ, Beckman Instruments, Fullerton, CA-US) col rivelatore di massa a trappola ionica (LCQ Deca XP-Max, Thermo Fisher Scientific, San Josè, CA-US) attraverso un'interfaccia ESI coassiale, opportunamente modificata per la combinazione con la CE, allo scopo di individuare e caratterizzare gli addotti dell'Hb con l'AcH ottenuti da esperimenti di incubazione in vitro. L'ottimizzazione delle condizioni di separazione e di rivelazione, ha permesso di identificare tutti i peptidi ottenuti dalla digestione triptica dell'Hb incubata con l'AcH a concentrazioni di rilevanza fisiologica (0.2 mM) e differenti tempi di incubazione. L'applicazione della modalità di rivelazione data dependent  costituita da tre esperimenti successivi (Triple play®, ThermoFisher Scientific)  ha permesso inoltre di ottenere i valori di massa accurata dei frammenti peptidici modificati per addizione di AcH e di identificare precisamente l'amminoacido su cui tale addizione fosse avvenuta, attraverso l'analisi dei pattern di frammentazione. Sono stati identificati i prodotti di addizione dell'AcH con la valina Nterminale di entrambe le catene ± e ² dell'Hb (frammenti Ach-±1 e Ach-²1) e due ulteriori addotti (Ach-±4 e Ach-²3). Questa è la prima volta che quattro diversi addotti, ottenuti da esperimenti in vitro a concentrazioni sub-millimolari di AcH, vengono identificati e caratterizzati per via analitica e strumentale. La seconda applicazione presentata in questa tesi (Capitolo 4) è finalizzata all'identificazione di molecole di interesse tossicologico e loro metaboliti a basso peso molecolare in campioni di capelli. In questo caso, l'accuratezza di massa ottenibile col rivelatore a tempo di volo (TOF) ha permesso di identificare molecole incognite in esperimenti di carattere totalmente generico. L'analisi dei capelli è ampliamente utilizzata in tossicologia forense per identificare l'abuso cronico di droghe, in quanto la matrice pilifera mostra i vantaggi di facile raccolta, manipolazione e conservazione del campione, scarso metabolismo e di conseguenza stabilità a lungo termine (anche mesi) delle molecole adsorbite. La rapida identificazione di droghe, veleni, farmaci e loro metaboliti attraverso metodi di analisi generica è di cruciale importanza per la tempestiva diagnosi di casi di intossicazione, per l'identificazione di abuso di droghe e, spesso,
Product ID:
55858
Handle IRIS:
11562/337452
Deposited On:
March 2, 2010
Last Modified:
November 2, 2016
Bibliographic citation:
Fanigliulo Ameriga, Mass spectrometry as a new detector for capillary electrophoresis: applications in forensic science

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