• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.75.2020.tde-27082020-142027
Documento
Autor
Nome completo
Weliton Pedro Batiston
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2020
Orientador
Banca examinadora
Carrilho, Emanuel (Presidente)
Bottoli, Carla Beatriz Grespan
Oliveira, Regina Vincenzi
Pereira Filho, Edenir Rodrigues
Gozzo, Fábio Cesar
Lanças, Fernando Mauro
Título em português
Explorando os fundamentos da cromatografia líquida e espectrometria de massas para integração entre proteômica, microfluídica e quimiometria
Palavras-chave em português
bottom-up, top-down
shotgun
biomoléculas
colunas cromatográficas monolíticas
cromatografia multidimensional
desenvolvimento analítico
equação termodinâmica
estatística
microchip
peptídeos
proteínas
separações
validação
Resumo em português
Esta tese preocupou-se em proporcionar aos leitores tendências científicas decorrentes da química analítica aplicada à solução e desenvolvimento de instrumentação para análises proteômicas. Assim, o Capítulo 1 descreve uma nova estratégia quimiométrica para otimização de técnicas analíticas hifenizadas, a qual permite maior identificação de espécies amostrais (> 80%). Como consequência deste estudo, no Capítulo 2 foi proposto três modelos com informações tridimensionais validadas: i) químicas, ii) físicas e iii) instrumentais; as quais permitem melhoras nas figuras analíticas de mérito e identificação de isoformas para análises proteômicas shotgun e bottom-up. Descobriu-se que dentre todas as propriedades físico-químicas dos peptídeos, a hidrofobicidade da biomolécula em conjunto com parâmetros físicos instrumentais nos processos de partição LC e dessolvatação MS permitiram a identificação recorde de peptídeos (> 65k). No Capítulo 3 foi abordado o desenvolvimento de colunas cromatográficas capilares monolíticas híbridas de nanofluxo, para separações de biomoléculas (aminoácidos, peptídeos e proteínas intactas). Demonstrou-se a multifuncionalidade deste produto, tais como: aplicações para coluna de armadilha (trap), em elevada percentagem de solvente orgânico (95%) ou utilização em sistemas cromatográficos multidimensionais, evidenciando análises rápidas por meio da separação de 7 peptídeos em menos de 10 minutos. No Capítulo 4 foi experimentado e discutido estratégias para o desenvolvimento de µchip para separações multidimensionais, acoplado ao espectrômetro de massas. Por fim, no Capítulo 5 elaborou-se uma equação que prevê por meio de princípios termodinâmicos, o alargamento de bandas de biomoléculas em separações provenientes de colunas de troca iônica. Esta abordagem matemática acrescenta conhecimento à ciência de separações e justifica as análises proteômicas eficientes de sistemas cromatográficos multidimensionais, com parada de fluxo na primeira dimensão. Esta tese tem caráter multidisciplinar com agregação de conhecimentos nas áreas de química, matemática, engenharia e biologia. Em especial nos Capítulos 3 e 4 propôs-se um viés de mercado, por meio do desenvolvimento de produtos de inovação tecnológica.
Título em inglês
Exploring the fundamentals of liquid chromatography and mass spectrometry for integration between proteomics, microfluidics and chemometrics
Palavras-chave em inglês
bottom-up
shotgun,top-down
analytical development
biomolecules
hybrid organo-silica monolithic capillary columns
microchip
multidimensional chromatography
peptides
proteins
separation
statistic
thermodynamic equation
validation
Resumo em inglês
This thesis proposes to the readers scientific trends in analytical chemistry applied to the solution and instrumental development to proteomics analysis. Thus, in Chapter 1 we described a new chemometrics strategy to the optimization of hyphenated analytical techniques achieving greater identification of sample compounds (> 80%). Consequently, in Chapter 2, we proposed three models with validated tridimensional information: i) chemistry; ii) physics, and iii) instrumental; which one of them improved some analytical figures of merit and isoforms identification applied to shotgun and bottom-up proteomics analysis. Our findings indicate that among all physical-chemistry properties from peptides, the hydrophobicity of the biomolecules linked to specific instrumental parameters in the step of partition LC and desolvation MS achieved record identification of peptides (> 65k). Chapter 3 approaches the development of hybrid monolithic capillary columns for nanoflow in liquid chromatography, applied to the separation of biomolecules (amino acids, peptides, and intact proteins). We tested the multifunctionality of this product, such as a trap application using a high percentage of organic solvent (95%) or using it as a multidimensional chromatography system, showing the fast separation of seven peptides in less than 10 minutes. In Chapter 4 we discussed strategies for the development of µchip for multidimensional separation coupled to a mass spectrometer. At last, Chapter 5, we elaborated on a thermodynamic equation to predict peak broadening of biomolecules during analytical separation by ion exchange mode. This mathematical approach adds knowledge in separation science and justifies the efficient proteomics analysis from multidimensional chromatography systems with stop-flow in the first dimension. The purpose of this thesis is to add a multidisciplinary character in the areas of chemistry, mathematics, engineering, and biology. In special, Chapters 3 and 4, we propose a market bias in terms of the development of technology innovation products.
 
AVISO - A consulta a este documento fica condicionada na aceitação das seguintes condições de uso:
Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome da pessoa autora do trabalho.
Data de Publicação
2020-08-31
 
AVISO: Saiba o que são os trabalhos decorrentes clicando aqui.
Todos os direitos da tese/dissertação são de seus autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP. Copyright © 2001-2021. Todos os direitos reservados.