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dc.contributor.advisor1Zenilda de Lourdes Cardealpt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0821156703012194pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Helvécio Costa Menezespt_BR
dc.contributor.referee1Isarita Martins Sakakibarapt_BR
dc.contributor.referee2Fábio Augustopt_BR
dc.contributor.referee3Leiliane Coelho Andrépt_BR
dc.contributor.referee4Evandro Piccinpt_BR
dc.creatorSamantha Christina Hermano Rodriguespt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3012706650360568pt_BR
dc.date.accessioned2023-08-21T17:07:45Z-
dc.date.available2023-08-21T17:07:45Z-
dc.date.issued2023-06-27-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/58014-
dc.description.abstractParticulate matter (PM) is a complex mixture of pollutants composed of particles of various sizes and different compositions present in the air that are associated with various types of environmental and public health disturbances. However, research relating the effects of these materials on the skin is still in its early stages. In this study, were investigated the profile of amino acids, a class of metabolites derived from fibroblast cells, after exposure to particulate matter collected at a point with intense car traffic and another close to an ecological station, both points within the Federal University of Minas Gerais-UFMG, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil. A sample preparation method that encompassed quenching, extraction and derivatization of analytes was developed and evaluated using a one-dimensional gas chromatograph. The results showed a repeatability ranging from 4.83 to 8.88, values close to those found in the literature, demonstrating that the proposed method for analysis of amino acids derived from fibroblast cells was successfully achieved. After this step, the particulate material exposure process was optimized, for which cytotoxicity assays were used. Subsequently, a high selectivity and resolution method for amino acid analysis was developed and validated based on comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC×GC-Q-TOFMS/MS). R2 values above 0.9011 were obtained for all amino acids, RSDs between 5.01 -24.56%, limit of detection between 0.08-4.09 mg L-1, limit of quantification between 0.24 – 12 ,42 mg L-1 and recoveries in the range of 46.29 – 95.46% satisfactory results in view of the complexity of the steps. The derivatization steps, oven temperature, first and second dimension column types, injector temperature, transfer line and hot jet temperature, and finally the modulation period were optimized in this step. With all parameters adjusted, analyses of amino acids derived from fibroblast cells exposed to MP2.5 were carried out by GCxGC-Q-TOFMS/MS. The impacts of PM2.5 exposure on cells have been shown to be related to particle concentration. A total of four amino acids were down-regulated in exposed cells, including alanine, glycine, proline, and phenylalanine. By pathway analysis, aminoacyl-tRNA biosynthesis and phenylalanine, tyrosine, and tryptophan biosynthesis were highlighted as the main metabolic pathways disturbed by PM exposure. Overall, the results obtained help to improve the understanding of particulate matter toxicity in contact with the skin and demonstrate that the developed method of sample preparation together with GC×GC-Q-TOFMS/MS analysis is suitable for metabolomics research in fibroblast cells. Furthermore, the results of this work open new avenues for further studies to elucidate the association of more classes of skin metabolites associated with atmospheric exposure.pt_BR
dc.description.resumoO material particulado (MP) é uma mistura complexa de poluentes composta por partículas de vários tamanhos e diferentes composições presentes no ar que estão associadas a vários tipos de distúrbios ambientais e de saúde pública. No entanto, pesquisas relacionando os efeitos desses materiais na pele ainda estão em seus estágios iniciais. Neste estudo, investigou-se o perfil de aminoácidos, uma classe de metabólitos derivados das células de fibroblastos, após a exposição ao material particulado coletado em um ponto com tráfego intenso de carros e outro próximo a uma estação ecológica, ambos pontos dentro da Universidade Federal de Minas Gerais -UFMG, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil. Um método de preparo de amostra que englobava quenching, extração e derivatização dos analitos foi desenvolvido e avaliado utilizando um cromatógrafo a gás unidimensional. Os resultados apresentaram uma repetibilidade com valores de RSDs variando de 4,83 a 8,88 %, valores próximos aos encontrados na literatura, demostrando que o método proposto para análise dos aminoácidos derivados das células de fibroblastos foi alcançado com sucesso. Após essa etapa, foi otimizado o processo de exposição do material particulado, para isso, foram utilizados ensaios de citotoxicidade. Posteriormente, um método de alta seletividade e resolução para análise de aminoácidos foi desenvolvido e validado baseado em cromatografia gasosa bidimensional abrangente acoplada à espectrometria de massas (GC×GC-Q-TOFMS/MS). Foram obtidos valores de R2 acima de 0,9011 para todos os aminoácidos, RSDs entre 5,01-24,56%, limite de detecção entre 0,08-4,09 mgL-1, limite de quantificação entre 0,24 – 12,42 mgL-1 e recuperações na faixa de 46,29-95,46%, resultados satisfatórios tendo em vista a complexidade das etapas. Os passos de derivatização, temperatura do forno, os tipos de coluna de primeira e segunda dimensão, temperatura do injetor, temperatura da linha de transferência e do jato quente e, por fim, o período de modulação foram otimizados nessa etapa. Com todos os parâmetros ajustados, foram feitas as análises dos aminoácidos derivados das células de fibroblastos expostos ao MP2,5 por GCxGC-Q-TOFMS/MS. Os impactos da exposição ao MP2,5 nas células demonstraram estar relacionados à concentração das partículas. Um total de quatro aminoácidos foram regulados negativamente nas células expostas, dentre eles a alanina, glicina, prolina e fenilalanina. Pela análise da via, a biossíntese de aminoacil-tRNA e a biossíntese de fenilalanina, tirosina e triptofano foram destacadas como as principais vias metabólicas perturbadas pela exposição ao MP. No geral, os resultados obtidos ajudam a melhorar a compreensão da toxicidade do material particulado em contato com a pele e demonstram que o método desenvolvido de preparo de amostras junto à análise por GC×GC-Q-TOFMS/MS é adequado para pesquisa metabolômica em células de fibroblastos. Além disso, os resultados deste trabalho abrem novos caminhos para a realização de estudos subsequentes para elucidar a associação de mais classes de metabólitos da pele associados à exposição atmosférica.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentICEX - INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATASpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Restritopt_BR
dc.subjectMetabolômicapt_BR
dc.subjectPoluição atmosféricapt_BR
dc.subjectMaterial particuladopt_BR
dc.subjectAminoácidospt_BR
dc.subjectCromatografia gasosapt_BR
dc.subject.otherQuímica analíticapt_BR
dc.subject.otherBioquímicapt_BR
dc.subject.otherAr – Poluiçãopt_BR
dc.subject.otherAminoácidos – Metabolismopt_BR
dc.subject.otherPreparação de amostra (Química)pt_BR
dc.subject.otherPelept_BR
dc.subject.otherFibroblastopt_BR
dc.subject.otherCromatografia de gáspt_BR
dc.subject.otherEspectrometria de massapt_BR
dc.titleDesenvolvimento de método de cromatografia a gás bidimensional para abordagem metabolômica em células derivadas da pele humana expostas ao material particulado atmosférico e avaliação de citotoxicidadept_BR
dc.title.alternativeDevelopment of two-dimensional gas chromatography method for metabolomics approach in cells derived from human skin exposed to atmospheric particulate matter and evaluation of cytotoxicitypt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.description.embargo2025-06-27-
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