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Agradecimentos: We thank the access to equipment and assistance provided by the National Institute of Science and Technology on Photonics Applied to Cell Biology (INFABIC) at the State University of Campinas; INFABIC is co-funded by São Paulo Research Foundation (FAPESP) (2014/50938-8) and National Council for Scientific and Technological Development (CNPq) (465699/2014-6). HZ-O would like to thank the University of Costa Rica for the scholarship (OAICE-159-2019) Abstract: Cardiovascular diseases (CVDs) are noncommunicable diseases known for their complex etiology and high mortality rate. Oxidative stress (OS), a condition in which the release of free radical exceeds endogenous antioxidant capacity, is pivotal in CVC, such as myocardial infarction, ischemia/reperfusion, and heart failure. Due to the lack of information about the implications of OS on cardiovascular conditions, several methodologies have been applied to investigate the causes and consequences, and to find new ways of diagnosis and treatment as well. In the present study, cardiac dysfunction was evaluated by analyzing cells' alterations with untargeted metabolomics, after simulation of an oxidative stress condition using hydrogen peroxide (H2O2) in H9c2 myocytes. Optimizations of H2O2 concentration, cell exposure, and cell recovery times were performed through MTT assays. Intracellular metabolites were analyzed right after the oxidative stress (oxidative stress group) and after 48 h of cell recovery (recovery group) by ultra-high-performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry (UHPLC-MS) in positive and negative ESI ionization mode. Significant alterations were found in pathways such as "alanine, aspartate and glutamate metabolism", "glycolysis", and "glutathione metabolism", mostly with increased metabolites (upregulated). Furthermore, our results indicated that the LC-MS method is effective for studying metabolism in cardiomyocytes and generated excellent fit ((RY)-Y-2 > 0.987) and predictability (Q(2) > 0.84) values FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ Aberto

Orientador: Marco Aurelio Zezzi Arruda Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Mestrado Química Analítica Mestre em Química

Orientadores: Marco Aurelio Zezzi Arruda, Claudio Eduardo Muller Banzato Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Resumo: O transtorno afetivo bipolar é uma doença psiquiátrica caracterizada por alterações de humor marcantes, oscilando entre episódios de mania e depressão, que afeta entre 1 a 3% da população mundial. Os mecanismos em nível molecular deste transtorno, assim como de seu tratamento com lítio, que é o medicamento mais utilizado, ainda não são estabelecidos. Assim sendo, o objetivo deste trabalho de Tese consistiu em explorar biomarcadores potenciais (metabólitos, proteínas e íons metálicos livres ou ligados a proteínas) para o transtorno afetivo bipolar e seu tratamento com lítio. Para isso, foi realizada a comparação dos perfis metabonômicos (utilizando espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio e análise quimiométrica), proteômicos (utilizando eletroforese bidimensional em gel de poliacrilamida e diferentes técnicas de espectrometria de massas molecular) e metalômicos (utilizando espectrometria de massas com fonte de plasma indutivamente acoplado) de amostras de soro sangüíneo de pacientes com transtorno afetivo bipolar utilizando o lítio (n = 15) ou outras drogas excluindo o lítio (n = 10) e de indivíduos saudáveis (n = 25). A análise metabonômica indicou os lipídeos como sendo os metabólitos mais afetados na presença do transtorno afetivo bipolar e do tratamento com lítio, o que corroborou com os resultados da análise proteômica, onde a apolipoproteína A-I foi uma das proteínas que sofreu maior alteração em seus níveis, sendo subexpressa em pacientes bipolares, independentemente do tratamento, porém apresentando uma restauração ao nível do grupo controle após o tratamento com lítio. As análises ionômicas apontaram As, B, Cl, Cr, Fe, K, Li, Mg, P, S, Se, Si, Sr e Zn como os íons livres diferenciais e as análises metaloproteômicas apontaram, principalmente, Ca, Co, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ti e Zn ligados a proteínas como sendo os metais que sofreram as maiores alterações na presença do transtorno afetivo bipolar e de seu tratamento com lítio. Dentre as proteínas ligadas a metais que apresentaram diferenças entre os grupos estudados em termos de metais ligados, destacam-se a apolipoproteína A-I, a transtiretina e a vitronectina, que haviam sido identificadas previamente nas análises proteômicas por apresentarem alterações em suas expressões. A partir destes estudos, foi possível identificar, de maneira exploratória, moléculas diferenciais que podem orientar futuros estudos envolvendo os mecanismos patofisiológicos do transtorno afetivo bipolar e de ação terapêutica de drogas como o lítio, bem como na descoberta de biomarcadores para a doença e/ou seu tratamento com lítio Abstract: Bipolar disorder is a psychiatric illness characterized by marked mood changes, oscillating between mania and depression episodes, which affects 1-3% of the worldwide population. Molecular level mechanisms of this disorder, as well as of its treatment with lithium, which is the most widely used medication, are not yet known. Thus, the aim of this work consisted in explore potential biomarkers (metabolites, proteins, metal ions free or bounded to proteins) for bipolar disorder and its treatment with lithium. For this purpose, it was performed the comparison of metabonomic (using hydrogen nuclear magnetic resonance spectroscopy and chemometric analysis), proteomic (using 2-D gel electrophoresis and different molecular mass spectrometry techniques), and metallomic (using inductively coupled plasma mass spectrometry) profiles for blood serum samples of bipolar disorder patients treated with lithium (n = 15) or other drugs than lithium (n = 10) and healthy individuals (n = 25). Metabonomic analyses indicated lipids as the most affected metabolites in the presence of bipolar disorder and of lithium treatment, which corroborated with the results of proteomic analyses, where apolipoprotein A-I was one of the proteins that showed highest alterations in its levels. It was downregulated in bipolar disorder patients, independently of the treatment, but showed a level restored to that of the control group after lithium treatment. Ionomic analyses detected As, B, Cl, Cr, Fe, K, Li, Mg, P, S, Se, Si, Sr e Zn as differential free ions, and metalloproteomic analyses detected mainly Ca, Co, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ti and Zn bound to proteins as being the metals that presented highest alterations in the presence of bipolar disorder and lithium treatment. Among the metal-binding proteins that indicated differences between the studied groups, apolipoprotein A-I, transthyretin and vitronectin, which were previously identified in the proteomic analyses, are highlighted. With the studies described in this research work, it was possible to identify, in an exploratory way, differential molecules that can guide future studies on the patophysiological mechanisms of bipolar disorder or terapeutic action pathways of drugs like lithium, as well as on the discovery of biomarkers for the illness and/or its treatment with lithium Doutorado Química Analítica Doutor em Ciências

Acompanhado de errata Abstract: Imbalances in metal concentrations have been suggested to contribute to the pathophysiology of different brain disorders, such as bipolar disorder (BD) and schizophrenia (SCZ). Objectives: The aim of this exploratory study is to evaluate the association between the concentrations of macro/trace elements in serum from BD and SCZ patients considering the effects from different treatments. Methods: Eleven subjects with SCZ, seven with BD treated with lithium (BDL) and eight subjects with BD treated with other medications except lithium (BDN) were recruited for the study, as well as eleven healthy controls (HC). Serum concentrations of eleven macro/trace elements (Se, Zn, Fe, K, Ca, Mg, P, Al, Cu, Mn, and Ni) were determined using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Results: Se and Zn concentrations were significantly lower for patients with SCZ and BD in comparison to HC by one-way ANOVA test. Moreover, serum concentrations for Fe were significantly higher (p < 0.05) in BDN (548 ± 92 µg L-1) and SCZ (632 ± 279 µg L-1) in comparison to HC (421 ± 121 µg L-1). A significant negative correlation was reported between Se and Fe in BDL group (r = -0.935, p < 0.05). In addition, a significantly higher Cu/Zn ratio was determined in SCZ group against HC (ratio = 2.4, p = 0.028). Conclusions: The obtained results suggest that the imbalance in Fe concentrations is an effect of BD treatment. Lithium is supposed to have an antagonist effect for Se in BDL patients. A negative correlation reported between Fe and BMI in SCZ group could be related to antipsychotic treatment and the Cu/Zn ratio reported could be considered as a suggesting parameter to relate oxidative stress to SCZ. Future studies including larger number of patients with SCZ and BD before and after treatment are necessary to confirm the investigative results presented herein CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP Fechado

Agradecimentos: The authors thank the Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo, the Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq, Brasília, Brazil) and the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES, Brasília, Brazil, 88887.115406/2015) for financial support and fellowships Abstract: Bipolar disorder (BD) is a complex and costly psychiatric disorder, which affects one hundred million people worldwide. Due to its heterogeneity, correct BD diagnosis is still a challenge. In order to overcome this issue, different bioanalytical strategies have been proposed in the literature recently. Among these strategies, proteomic approaches have arisen as some of the most promising in the area. Thus, recent applications suggest protein profiles to further refine the proteome of BD as well as the discovery of novel protein biomarkers to facilitate diagnostics. In this review, the state-of-art of proteomic research in BD is summarized. Furthermore, important aspects of proteomics for understanding of BD, such as sample type and size, sampling, sample preparation, gel-based and gel-free proteomics, proteomic quantitative and protein validation are overviewed CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPES Fechado

Orientadores: Alessandra Sussulini, Luis Fernando Farah de Tófoli Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: O objetivo deste trabalho consistiu na caracterização inorgânica de 19 amostras da bebida Ayahuasca prontas para consumo, provenientes das regiões Norte e Sudeste do Brasil, bem como na avaliação do seu potencial psicoterapêutico para tratamento de depressão. Para tanto, as amostras da bebida passaram por decomposição ácida assistida por radiação micro-ondas e as concentrações de Li, Al, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, As, Cd, Ba, Hg, Tl e Pb foram determinadas por ICP-MS, enquanto que as de Ca, Mg, K, P, Sr e Rb foram determinadas por ICP OES. A exatidão dos métodos foi avaliada mediante ensaios de adição e recuperação dos analitos, sendo que foram encontradas recuperações entre 80 e 118 %, indicando exatidão satisfatória. Os valores de LOD e LOQ foram menores do que 1 mg L-1 para os elementos determinados por ICP OES e menores do que 3,5 µg L-1 para os elementos determinados por ICP-MS. Os métodos se mostraram adequados para estas determinações. Com relação ao conteúdo total elementar, algumas amostras apresentaram teores de Mg e Mn acima do recomendado por órgãos de controle em termos de ingestão diária. No entanto, considerando que a bebida é consumida a cada 15 dias, não haveria excesso na sua ingestão. Além disso, não foram encontrados níveis de metais pesados potencialmente tóxicos acima do permitido para fitoterápicos. Portanto, com relação ao conteúdo total dos elementos estudados, a bebida Ayahuasca se apresenta com níveis seguros de administração. Com relação ao potencial psicoterapêutico da bebida, os metais Co, Fe, Li, Mg e Zn podem apresentar efeitos sinérgicos com os principais ativos orgânicos (N,N-dimetiltriptamina, harmina, harmalina e tetrahidroharmina), contribuindo para um aumento na sua atividade psicoativa, enquanto que Al, Ca e Pb podem apresentar efeito antagônico. Com relação ao Mn, tanto pode apresentar efeito sinérgico como antagônico, dependendo da quantidade presente na bebida Abstract: The objective of this work consisted in the inorganic characterization of Ayahuasca samples ready for consumption, produced in North and Southwest regions of Brazil, as well as the evaluation of its psychotherapeutic potential for depression treatment. Therefore, the samples of the beverage underwent microwave radiation-assisted acid decomposition and the concentrations of Li, Al, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, As, Cd, Ba, Hg, Ti, and Pb were determined by ICP-MS; while Ca, Mg, K, P, Sr, and Rb were determined by ICP OES. The accuracy of the methods was evaluated by addiction and recovery of the analytes, and recoveries between 80 and 118 % were determined, thus indicating satisfactory accuracy. LOD and LOQ values were lower than 1 mg L-1 for the elements determined by ICP OES and lower than 3.5 µg L-1 for the elements determined by ICP-MS. The methods proved to be suitable to these determinations. Concerning the total elementary content, some samples presented higher Mg and Mn concentrations than the recommended by daily intake control organs. Nevertheless, considering that the beverage is consumed each 15 days, these values would not be considered excessive in its intake. Besides, there were not found potentially toxic heavy metals levels higher than the permitted to phytotherapics. Consequently, concerning to the total content of the studied elements, Ayahuasca presents safe levels of administration. Related to its psychotherapeutic potential, the metals Co, Fe, Li, Mg, and Zn may present synergic effects with the main organic actives (N,N-dimethyltryptamine, harmine, harmaline, and tetrahydroharmine), contributing to an increase of its psychoactive activity, as well as Al, Ca, and Pb may present antagonist effect. Regarding to Mn, it may present whether synergic or antagonist effect, depending on the amount present in the beverage Mestrado Química Analítica Mestra em Química

Orientadores: Marcos Nogueira Eberlin, Alessandra Sussulini Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: Atualmente, uma das demandas mais urgentes do mundo é a busca pela sustentabilidade dos processos químicos e para a preservação da biodiversidade através, também, da exploração sustentável dos recursos naturais do planeta. Sendo assim, esta tese, dividida em quatro diferentes artigos, demonstrou a aplicação de diversas modalidades de espectrometria de massas para a caracterização de matérias primas ligadas à biodiversidade brasileira (madeiras e óleos nativos provenientes da Amazônia), bem como para a prospecção e certificação de combustíveis feitos de fontes renováveis (oleaginosas e microalgas). No primeiro artigo, foi demonstrado que um método quimiotaxonômico baseado na análise de possíveis marcadores fitoquímicos distintos é capaz de caracterizar e diferenciar amostras de madeira de mogno nativo da Amazônica e de mogno Africano que vem sendo utilizado para reflorestamento de áreas desmatadas. Para isso, utilizou-se uma metodologia simples e rápida através da análise direta por espectrometria de massas e ionização por electrospray (ESI-MS) de um extrato metanólico obtido de um pequeno pedaço de madeira. Limonóides típicos como khivorin, khayanolide A e mexicanolide foram identificados para o mogno Africano; e limonóides do tipo phragmalin, assim como polifenóis distintos como derivados de catequina e cinchonain foram identificados para o mogno nativo Brasileiro, e se destacam como possíveis marcadores fitoquímicos característicos para diferenciar ambas as espécies. Essa metodologia pode, portanto, ser usada como uma ferramenta monitorar o extrativismo ilegal de árvores de mogno e para controlar o desmatamento da Amazônia, assim como pode ser aplicada para criar um programa de certificação de madeiras nativas e de espécies em extinção. O segundo artigo descreveu a otimização de uma metodologia simples para determinar com exatidão os valores de 'sigma'13C em ésteres metílicos de ácidos graxos (FAMEs) da Jatropha curcas (pinhão manso), através da técnica de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas de razão isotópica (GC-IRMS). Para isso, foi utilizada uma normalização de dois pontos usando padrões internos e externos para corrigir o fracionamento isotópico oriundo da reação de transesterificação e da análise por GC-IRMS. Observou-se que o processo de transesterificação pode levar a até 2 mUr de desvio dos valores de 'sigma'13C para o padrão interno (FAME C22: 0). Após a normalização de dois pontos, o valor médio de 'sigma'13C determinado para os FAMEs de 9 amostras diferentes de J. curcas foi 'sigma'13CVPDB = -29,51 ± 1,03 mUr, enquanto o valor obtido com a técnica de referência, (EA-IRMS) foi de -28,97 ± 0,43 mUr, que é uma assinatura típica de plantas C3. Este trabalho também demonstrou que procedimentos de qualidade devem ser aplicados para determinações de valores isotópicos exatos e rastreáveis, seguindo o princípio do tratamento idêntico para as amostras e para as referências. Já no terceiro artigo desta tese foram demonstradas estratégias para caracterizar extratos de microalgas utilizando a mobilidade iônica acoplada à espectrometria de massas (TWIM-MS). Primeiramente, os extratos de microalgas foram analisados por infusão direta na fonte ESI, sem prévia separação cromatográfica (DI-ESI-TWIM-MS). A segunda estratégia foi a análise de metabolômica e lipidômica untargeted por cromatografia líquida de ultra-eficiência (UPLC) acoplada a TWIM por análise independente de dados (DIA) - HDMSE como forma de aquisição de MS. Dezesseis biomassas de microalgas foram avaliadas por ambos os métodos. A DI-ESI-TWIM-MS pôde separar diferentes classes de metabólitos, tornando a tipificação de microalgas mais evidente. Já a análise por UPLC-HDMSE, identificou 1251 diferentes metabólitos, detalhando quimicamnete os perfis lipídicos desses extratos de biomassa de microalga. Foi possível discriminar os triacilgliceróis (TAGs) através das determinações das suas seções de choque (CCS), aumentando a confiança em suas identificações. As duas estratégias abordadas se mostraram bastante adequadas para serem aplicadas na indústria de algas, ajudanto a identificar quais são os melhores gêneros e espécies, assim como condições de cultivo, para aplicações específicas de microalgas em biotecnologia. Por fim, o quarto e último artigo desta tese se tratou de um compêndio sobre a composição de óleos de espécies nativas da Amazônia. Foram descritos os perfis de FAMEs e dos TAGs intactos de dezesseis espécies oleaginosas da Amazônia, através da técnica de GC-MS e ESI-MS. Os TAGs foram caracterizados de forma detalhada através de seus espectros de MS/MS, sendo até 40 diferentes TAGs identificados por amostra, somente nos 10 íons mais abundantes. Muitos TAGs isoméricos foram identificados para um mesmo íon precursor, mostrando que a complexidade é muito maior do que previamente relatado na literatura. Manteigas como babaçu, murumuru e manteiga de tucumã apresentaram espectros de massas muito similares entre si, apresentando mínimas variações nas abundâncias relativas de alguns TAGs. Os óleos de patauá e buriti também exibiram perfis de espectros de massas praticamente idênticos. Todas as amostras amazônicas foram comparadas a óleos comerciais como soja, milho, coco e azeite, e seus espectros de massas foram avaliados estatisticamente por meio de análise de componentes principais (PCA). Os resultados mostraram a formação de três grupos principais: manteigas, óleos com alto teor de ácido oleico e óleos com alto teor de ácido linoleico, além de algumas manteigas diferenciadas, como bacuri e cupuaçu, com composições mais próximas dos óleos do que a de outras manteigas. Espera-se que, gerando um maior conhecimento sobre a composição química desses óleos, fique mais fácil detectar possíveis adulterações em produtos que os empregam em sua composição. Além disso, incentiva-se a produção sustentável e o uso adequado dos recursos florestais Amazônicos, podendo até mesmo servir como base para a criação de um selo de certificação de origem. Através de todas as diferentes aplicações apresentadas nesta tese, almeja-se contribuir com ferramentas analíticas para a proteção de espécies nativas brasileiras, bem como auxiliar nas pesquisas para o uso adequado dos seus recursos naturais do planeta Abstract: One of the most urgent demands in the world nowadays is the search for sustainability of the chemical processes and for the exploitation of natural resources of the planet. Thus, this thesis, divided in four different articles, aimed to demonstrate the application of several mass spectrometry (MS) modalities for the characterization of raw materials from Brazilian biodiversity (native woods and Amazonian oils), as well as for prospecting and certification of biofuels made from renewable sources (oilseeds and microalgae). In the first article, it is demonstrated that a wood chemotaxonomic method based on distinct profiles of phytochemical markers is able to promptly characterize both the Amazonian native and foreign mahogany species. This challenging task has been performed via a simple, fast and unambiguous methodology using direct electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) analysis of a simple methanolic extract of a tiny wood chip. Typical limonoids such as khivorin, khayanolide A and mexicanolide for African mahogany and phragmalin-type limonoids for the native Brazilian species, as well as distinct polyphenols such as catechin derivatives and cinchonain, form the characteristic phytochemical marker pools for both species. This rapid methodology could therefore be used to monitor legal and illegal mahogany tree harvesting, and hence to control Amazon deforestation. It could also be applied to create a wood certification program for African and Brazilian mahogany trees, as well as for wood certification in general. The second article described the optimization of a simple methodology to accurately determine the 'sigma'13C values in Jatropha curcas FAMEs as a test case, by a two-point normalization using internal and external standards to correct the isotopic fractionation from the transesterification reaction and from the GC-IRMS analysis itself. We observed that the transesterification process may lead up to 2 mUr of deviation of 'sigma'13C values for the internal standard (FAME C22:0). After the two point normalization, the determined 'sigma'13C average value for the FAMEs of 9 different samples of J. curcas was 'sigma'13CVPDB = -29.51 ± 1.03 mUr, while the bulk value obtained with EA-IRMS was -28.97 ± 0.43 mUr, a typical signature of C3-plants. This work also demonstrates that major quality procedures must indeed be applied for accurate determinations of isotopic values, especially in GC analysis, following the identical treatment principle. In the third article, were reported strategies to characterize microalgae extracts via traveling wave ion mobility ¿ mass spectrometry (TWIM-MS). First, we analyzed microalgae extracts by direct infusion to an electrospray ion source (ESI) with no previous chromatographic separation (DI-ESI-TWIM-MS). Second, we screened metabolites and lipids in the extracts via an untargeted high throughput method by ultra-performance liquid chromatography (UPLC) coupled to TWIM using data independent analysis (DIA) ¿ MSE (UPLC-HDMSE). Sixteen different microalgae biomasses were evaluated by both approaches. DI-ESI-TWIM-MS was able, via distinct drift times, to set apart different classes of metabolites, making microalgae typification more evident. UPLC-HDMSE, identified 1251 different metabolites, providing their lipid profiles, serving, therefore, as a powerful tool to determine best biotechnological applications for algae samples. Collision-cross section determinations was able to discriminate triacylglycerols (TAGs), increasing the confidence in their identifications, serving, therefore, as a guide for biofuels production. These two approaches seem to offer powerful tools for the algae industry identifying ideal strains and culture conditions for specific biotechnology applications, saving time in the analysis, and providing a wider number of identified species. The fourth and last article in this thesis was about a compendium on Amazonian oils composition, in which a detailed fatty acids and intact TAGs of sixteen different oleaginous Amazonian species was reported, by using gas chromatography-mass spectrometry and electrospray high-resolution mass spectrometry. The TAGs were characterized by their MS/MS spectrum resulting in a detailed study about TAGs composition in these samples. Over 40 different TAGs were identified and the occurrence of isomers was remarkable, showing that TAGs complexity in these samples is much higher than reported in some previous literature about Amazonian oils composition. For samples such as babassu, murumuru and tucuma butter, the mass spectra were almost identical, presenting only minimal variations in some TAGs relative abundances. Patawa and buriti oils also displayed identical mass spectra profiles. All the Amazonian samples were compared to trivial oils such as soybean, corn, coconut and olive oil, and their mass spectra were statistically evaluated using principal component analysis (PCA). The results showed a formation of three main groups: butters, high oleic acid oils and high linoleic acids oils, plus some disconnected butters such as bacuri and cupuaçu with compositions closer to oils than to other butters. Generating a greater knowledge about the chemical composition of these oils, it is easier to detect possible adulterations in products that employ them in their composition, and additionally, encourage the sustainable production and appropriate use of Amazon forest resources, or the creation of certification of origin stamp. From the applications presented in this thesis, we are expecting to contribute with analytical tools for the protection of Brazilian native species, as well as to help the researches that leads to the proper use of planet¿s natural resources Doutorado Química Analítica Doutora em Ciências Embrapa

Orientadores: Alessandra Sussulini, Marcos Nogueira Eberlin Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: As substâncias psicoativas, também conhecidas como psicodélicas ou alucinógenas, têm sido estudadas como potenciais terapêuticos no tratamento do uso abusivo de álcool e outras drogas desde os anos 1950. Nos anos 1970, devido ao seu uso recreativo abusivo, estas substâncias foram consideradas também drogas de abuso e as pesquisas nesta área foram abandonadas. Somente nos anos 1990, os estudos com substâncias psicodélicas foram retomados. Existem relatos de sucesso do uso de psicodélicos no tratamento de ansiedade e depressão. Neste contexto, o estudo de substâncias psicodélicas naturais tem recebido um importante destaque, principalmente substâncias de uso tradicional. Um crescente número de estudos indica um grande potencial de uso terapêutico da ayahuasca, uma bebida com propriedades psicoativas preparada a partir da decocção de plantas amazônicas e utilizada, de forma legalizada, nas cerimônias religiosas de grupos sincréticos em todo o Brasil, EUA e Europa. Os principais interesses do uso da bebida estão nos tratamentos de adições em geral (álcool, tabaco e drogas ilícitas como cocaína e heroína), além do seu uso no tratamento de pacientes que apresentam depressão e ansiedade. O uso da ayahuasca como medicamento natural ou fitoterápico está diretamente ligado à ação de seus ativos e sua ligação com a eficiência terapêutica da bebida. Informações sobre a variação dos ativos nos extratos são importantes para auxiliar na produção de um produto padronizado. Neste trabalho, foram realizadas análises de quantificação dos quatro principais princípios ativos da ayahuasca (N,N-dimetiltriptamina, tetraidroarmina, harmina e harmalina) em amostras reais utilizadas em contexto ritual em grupos ayahuasqueiros do Estado de São Paulo e em amostras coletadas na Europa, utilizadas por grupos tradicionais e não tradicionais. Para tanto, um método utilizando cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada à espectrometria de massas sequencial (UHPLC-MS/MS) foi desenvolvido e validado para sua aplicação em amostras de ayahuasca. A partir do método validado, foram analisadas 38 amostras diferentes de ayahuasca provenientes do Estado de São Paulo e 40 amostras de ayahuasca coletadas na Europa e provenientes de países como Estônia e Itália. Além da quantificação dos ativos, foi realizada a avaliação dos perfis das amostras por meio de análises por UHPLC-MS/MS com foco na análise de fingerprinting. Nas amostras coletadas na Europa, além da avaliação dos perfis, foi realizada também uma investigação a fim de confirmar a presença de possíveis contaminantes, tanto sintéticos como naturais, prática comum em alguns grupos ayahuasqueiros não tradicionais, principalmente fora do Brasil. Por meio de análises por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS), espectrometria de massas de alta resolução simples e sequencial (HRMS e HR-MS/MS), foi possível detectar a presença de substâncias sintéticas e naturais em parte das amostras da Europa. Por fim, foi realizado o acompanhamento do preparo real da ayahuasca em duas ocasiões distintas e a cinética de extração, por meio da quantificação dos ativos, foi realizada. Após a análise dos resultados, foram levantados pontos importantes que poderão, no futuro, auxiliar no desenvolvimento de um produto padronizado, otimizando seu preparo e reduzindo os custos de produção, tornando ainda mais viável seu uso terapêutico Abstract: Psychoactive substances, also known as psychedelic or hallucinogenic, have been studied as potentials therapeutics for the treatment of abusive use of alcohol and other drugs since the 1950s. In the 1970s, due to their excessive recreational use, these substances were also considered drugs of abuse and research in this area has been abandoned. It was only in the 1990s that studies with psychedelic substances were recommenced. There have been reports of successful use of psychedelics in the treatment of anxiety and depression. In this context, the study of natural psychedelic substances has received an important emphasis, mainly substances of traditional use, due to its proven safety. A growing number of studies indicate a great potential for therapeutic use of ayahuasca, a psychoactive beverage prepared from the decoction of plants and legally used in religious ceremonies of syncretic groups throughout Brazil, United States and Europe. The main interests in the use of this drink are in treatments of additions in general (alcohol, tobacco and illicit drugs like cocaine and heroin), besides its use in the treatment of patients who present depression and anxiety. The use of ayahuasca as a natural or phytotherapeutic drug is directly linked to the action of its active principles and its connection with the therapeutic efficacy of the beverage. Information on active principles in extracts is important to assist the production of a standardized product. In this work, quantification analyses of the four main ayahuasca actives (N,N-Dimethyltryptamine, Tetrahydroharmine, Harmine and Harmaline) were performed in real samples used in ritual context in groups in Brazil (São Paulo) and in samples collected in Europe, used by traditional and non-traditional groups. For this purpose, a method using ultra high performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (UHPLC-MS/ MS) was developed and validated for its application in extract samples. Using a validated method, 38 different samples of ayahuasca from São Paulo and 40 samples of ayahuasca collected in Europe and countries like Estonia and Italy were analyzed. In addition to the quantification of the actives, the chemical profiles of the samples were evaluated by LC-MS analyses focusing on fingerprinting. In the samples collected in Europe, in addition to the profile evaluation, an investigation was also carried out in order to confirm the presence of possible contaminants, both synthetic and natural, common practice in some non-traditional ayahuasca groups, mainly outside Brazil. Using liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS), simple and sequential high resolution mass spectrometry (HRMS and HR-MS/MS), it was possible to detect the presence of synthetic and natural substances in some of the samples from Europe. Finally, the preparation of ayahuasca was monitored on two different occasions, and the extraction kinetics, through the quantification of the actives, was performed. Analyzing the results, important points were raised that could in the future assist in the development of a standardized product, optimizing its preparation and reducing production costs, making its therapeutic use even more feasible Doutorado Química Orgânica Doutora em Ciências

Orientadores: Paulo Eduardo Neves Ferreira Velho, Alessandra Sussulini Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: As bartoneloses são doenças negligenciadas, emergentes, mundialmente distribuídas, que apresentam um amplo espectro de manifestações clínicas, incluindo as dermatológicas, e muitos aspectos ainda não desvendados. São causadas pelas Bartonella spp., bactérias gram-negativas, de crescimento lento, majoritariamente zoonóticas e transmitidas por artrópodes hematófagos. A Bartonella henselae se destaca como a espécie mais comum em infecções humanas, responsável pela doença da arranhadura do gato. Pacientes imunodeficientes são suscetíveis a condições mais graves e potencialmente fatais. O diagnóstico das infecções por Bartonella spp. é desafiador, principalmente por se tratarem de bactérias pouco conhecidas e de difícil cultivo. Não existe um método padrão ouro e a combinação de cultura e técnicas moleculares tem sido apontada como estratégia para aumento da sensibilidade, mas trata-se uma abordagem cara, morosa e trabalhosa, de modo que alternativas melhores são necessárias. Nesse contexto, a MALDI-TOF MS tem revolucionado a rotina de identificação de bactérias como um método rápido, fácil e eficiente, mas seu potencial de aplicação na investigação das Bartonella spp. ainda é pouco explorado, especialmente, em se tratando de microrganismos fastidiosos, no que diz respeito à influência do tempo de crescimento dessas bactérias em sua identificação. A presente dissertação tem seu conteúdo apresentado em formato alternativo, com os resultados descritos através de dois artigos: "Manifestações cutâneas das bartoneloses" e "A influência do tempo de crescimento na identificação de cepas de Bartonella henselae por espectrometria de massas MALDI-TOF". O primeiro artigo teve como objetivo realizar uma revisão da literatura a respeito das principais manifestações clínicas das bartoneloses humanas, sobretudo cutâneas, bem como aspectos relacionados à emergência, negligência, prevenção, diagnóstico e tratamento dessas doenças. Foi possível observar que a diversidade e complexidade das condições associadas às infecções por Bartonella spp., bem como suas limitações diagnósticas, representam um desafio para a comunidade médica e científica, de modo que mais estudos são necessários para aumentar a compreensão dessas doenças. A publicação do referido artigo é uma contribuição para difundir o conhecimento sobre as bartoneloses humanas, possibilitando que sejam mais consideradas para diagnóstico, identificadas e tratadas adequadamente. O segundo artigo teve como objetivo avaliar a influência do tempo de crescimento de cepas de B. henselae em sua identificação através da MALDI-TOF MS. Para tanto, foram obtidos espectros de referência de três cepas de B. henselae (IAL 3714, IAL 3715 e IAL 3716) com diferentes tempos de crescimento (14 e 28 dias) para criação de entradas no banco de dados. As cepas foram novamente cultivadas para obtenção de novos espectros e comparação com os primeiros pelo programa Biotyper®. Observou-se que cepas com tempos de crescimento diferentes apresentaram diferenças quantitativas e qualitativas em seus espectros de massas e, consequentemente, baixa similaridade quando comparadas pelo programa, comprometendo sua identificação. Como o tempo de crescimento não é uma varável controlável no cultivo dessas bactérias, sugeriu-se a inclusão de entradas em bancos dados com espectros de referência de colônias com tempos de crescimento diferentes para aumentar as chances de identificação. Esse estudo contribuiu para o possível estabelecimento da MALDI-TOF MS como uma alternativa promissora na identificação de cepas de Bartonella spp Abstract: Bartonellosis are neglected, emerging and globally distributed diseases that presents a wide spectrum of clinical manifestations, including dermatological, and many aspects that are still covered. They are caused by Bartonella spp., Gram-negative, slow-growing bacteria, mostly zoonotic and transmitted by blood-sucking arthropods. Bartonella henselae stands out as the most common species in human infections, responsible for cat scratch disease. Immunocompromised patients are susceptible to more serious and potentially fatal conditions. The diagnosis of Bartonella spp. infection is challenging, mainly because they are poorly known and difficult to culture bacteria. There is no a gold standard method and combination of culture and molecular techniques has been suggested to improve sensitivity, but it is an expensive, time-consuming and labor-intensive approach, so that better alternatives are required. In this context, MALDI-TOF MS has revolutionized the routine of bacteria identification as a fast, easy and efficient method, but its potential of application in the investigation of Bartonella spp. it is still unexplored, especially, considering the fastidious nature of this microorganism, with regard to the influence of the growth time of these bacteria in their identification. This dissertation has its content presented in an alternative format, with the results described through two articles: "Cutaneous manifestations of bartonellosis" and "The influence of growth time on identification of Bartonella henselae strains by MALDI-TOF mass spectrometry". The first article aimed to conduct a review of the literature regarding the main clinical manifestations of human bartonellosis, especially cutaneous, as well as aspects related to the emergence, negligence, prevention, diagnosis and treatment of these diseases. It was possible to observe that the diversity and complexity of the conditions associated with Bartonella spp. infection, as well as their diagnostic limitations, represent a challenge for the medical and scientific community, so that more studies are necessary to increase the understanding of these diseases. The publication of this article is a contribution to spread knowledge about human bartonellosis, allowing them to be further examined for diagnosis, identified and treated properly. The second article aimed to evaluate the influence of the growth time of B. henselae strains on their identification by MALDI-TOF MS. For this purpose, reference spectra of three B. henselae strains (IAL 3714, IAL 3715 and IAL 3716) with different growth times (14 and 28 days) were obtained to create database entries. The strains were then newly cultivated for obtention of new spectra and comparison with database entries through the software Biotyper®. It was observed that strains with different growth times have quantitative and qualitative differences in their mass spectra and, consequently, low similarity when compared by the software, compromising the identification. As the growth time is not a controllable variable in the culture of these bacteria, it was suggested to include database entries with reference spectra of colonies with different growth times to increase the chances of identification. This study contributed to the possible establishment of MALDI-TOF MS as a promissory alternative for the identification of Bartonella spp. strains Mestrado Clínica Médica Mestra em Ciências

Orientador: Alessandra Sussulini Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: A espectrometria de massas é uma ferramenta analítica poderosa e versátil com aplicações em muitos campos da ciência. Essa versatilidade é dada por um componente fundamental do espectrômetro de massas, a fonte de ionização, cuja a importância vem da função de converter os analitos em íons em fase gasosa. Neste trabalho três fontes de ionização foram construídas e todas elas se utilizam o princípio da ionização por spray sônico combinado com o efeito Venturi, do qual traz inúmeras vantagens sobre as fontes comerciais na determinação de compostos de baixo peso molar. As fontes construídas apresentam grande flexibilidade em suas aplicações, além de fácil manuseio e fornecimento de resultados rápidos, exatos e precisos. Esse trabalho tem como objetivo construir e avaliar o desempenho de três novas fontes de ionização. A primeira fonte de ionização foi construída combinando um sistema de extração on-line com uma fonte V-EASI para análise de cafeína em suplementos alimentares. A segunda fonte de ionização projetada se baseia em um dispositivo formado por dois canais, sendo que no primeiro canal há um agente derivatizante de álcoois e no segundo canal uma amostra de gasolina para determinação do teor de etanol. A terceira fonte consiste de uma interface usando uma fonte de ionização à pressão atmosférica de tubos concêntricos que acopla um cromatógrafo a gás a um espectrômetro de massas, para a quantificação de solvente residual em medicamento. O desempenho das fontes foi avaliado em termos da linearidade que apresentou correlação acima de 0,98, exatidão entre 91 a 108 % e precisão com variação entre 0,64 a 9,7 %. Toda as fontes projetadas podem ser implementadas em rotinas de laboratórios de fiscalização e de controle de qualidade com a vantagem de poderem ser utilizadas em analises sequenciais e assim facilmente atenderem grande demanda de análises com de resultados rápidos, exatos e precisos Abstract: Mass spectrometry is a powerful and versatile analytical tool with applications in many fields of science. This versatility is given by a fundamental component of the mass spectrometer, the ionization source whose importance comes from the function of converting analytes into ions in the gas phase. In this work, three ionization sources were built and all of them use the principle of sonic spray ionization combined with the Venturi effect, which brings countless advantages over commercial sources in the determination of low molar weight compounds. The ionization sources that was built showed up a great flexibility in their applications in addition to being easy to handle and providing fast, accurate and precise results. This work had a goal to put up and evaluate the performance of three new ionization sources. The first ionization source was built combining an online extraction system with a V-EASI source for analyzing caffeine in dietary supplements. The second one is based on a device formed by two channels, in the first channel there is an alcohol-derivatizing agent and in the second one a sample of gasoline to determine the ethanol content. The third source consists of an interface using a concentric tube atmospheric pressure ionization source that couples a gas chromatograph to a mass spectrometer for the quantification of residual solvent in medication. The sources performances was evaluated in terms of linearity, which presented a correlation above 0.98, accuracy between 91 and 108 % and precision range from 0.64 to 9.7 %. All the projected sources can be implemented in inspection and quality control laboratory routines with the advantage of being able to use in sequential analysis and thus easily meet the great demand for analysis with fast, accurate and precise results Doutorado Química Analítica Doutor em Ciências CAPES 001

Orientadores: Marcos Nogueira Eberlin, Alessandra Sussulini Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: Amostras de sangue seco (DBS, do inglês Dried Blood Spots) são um método de coleta alternativo a tradicional punção venosa e que apresenta diversas vantagens como um menor grau de invasividade, a coleta de um volume menor e a maior simplicidade e facilidade de coleta e armazenamento. Neste estudo, serão apresentados os resultados obtidos de amostras de DBS coletadas de jogadoras da seleção brasileira feminina Sub-20 de futebol durante o Campeonato Sul-americano de 2015 obtidos através de um estudo metabolômico untarget multiplataforma. O trabalho descreve o desenvolvimento parcial do preparo de amostra, incluindo técnica, tempo e composição do solvente de extração, entre outros, otimizado a partir de um protocolo utilizado para tecidos já descrito anteriormente. Por fim, serão apresentados os resultados obtidos da análise multiplataforma utilizando-se as técnicas de GC-MS, CE-MS e LC-MS, esta última nos modos positivo e negativo. De um total de 7 jogos, 4 pontos de coleta foram analisados, sendo eles antes e após o primeiro jogo e antes e após o último jogo. Os dados foram analisados considerando-se individualmente cada técnica aplicada e seguindo-se as etapas de processamento, normalização, análise estatística, identificação de metabolitos e interpretação biológica Abstract: As the world most popular sport, soccer is known to impact players¿ physical condition and, consequently, health. When looking at professional players, the high intensity trainings and competitions is responsible to alter many metabolic pathways and to have beneficial as well as prejudicial consequences in some cases. This study aims to investigate the metabolic alterations caused by a high intensity professional and international competition (The 2015 South American Championship) in female players from Brazil Under-20 National Team, as a group of study less considered in the literature probably due to the later popularization of women¿s soccer. Dried blood spots (DBS) samples were collected from all players at 4 time points, namely before and after the initial and the final game ¿ which they have won. Samples were analyzed in a multiplatform approach, with the use of CE-MS, GC-MS and LC-MS (positive and negative modes) techniques, after specific sample preparation from a common sample extract. Results have shown altered metabolites, especially amino acids, which could be correlated mainly with the performance during the first game. The developed methodology was able to produce meaningful results for a real game situation and can be further employed for routine screening Doutorado Química Analítica Doutor em Ciências CAPES 001

Orientador: Alessandra Sussulini Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: O transtorno bipolar (TB) e a esquizofrenia (ESZ) são doenças mentais que afetam aproximadamente 1 % da população mundial e podem ter um impacto negativo para a sociedade em aspectos sociais e econômicos. Em termos de diagnóstico, ambas as doenças são classificadas separadamente de acordo com o Manual Diagnóstico e Estatístico de Transtornos Mentais (DSM-5). No entanto, apresentam sobreposição de sintomas no diagnóstico, dificultando o tratamento. Diante disso, um dos desafios é realizar ou complementar o diagnóstico com informação clínica. Atualmente, alguns transtornos mentais têm sido abordados por estudos baseados em metalômica e proteômica utilizando diferentes matrizes. Assim, esta Tese consistiu em realizar análises globais de metais e proteínas em amostras de soro de pacientes com TB e ESZ com objetivo de identificar potenciais biomarcadores de resposta, e baseado nos resultados avaliar uma possível associação aos tratamentos empregados. Em termos do perfil metalômico, determinaram-se concentrações diferencialmente significativas dos elementos Fe, Zn e Se em ambas as doenças quando comparadas com o grupo controle e que são possivelmente afetadas durante o tratamento. As modulações das concentrações desses elementos foram relacionadas ao estresse oxidativo, podendo ser usado como indicador a razão Cu/Zn. Quanto ao perfil proteômico, encontraram-se 25 proteínas diferenciais estatisticamente significativas. Análises bioinformáticas mostraram que a maioria destas proteínas participam nas cascatas de complemento e coagulação, apresentando-se em níveis opostos entre as doenças. Esta mesma característica foi encontrada nas principais vias de sinalização do sistema imune e da hemostase. Além disso, uma análise das associações entre proteínas, vias metabólicas e doenças sugere uma intervenção terapêutica para a prevenção de riscos de comorbidades para TB e ESZ. Por fim, a proposta do uso de um método seletivo de dimetilação de cisteína oxidada para a quantificação de proteínas relacionadas ao estresse oxidativo foi otimizada. Em conclusão, as abordagens aplicadas destacaram a presença de estresse oxidativo e de processos de inflamação em ambas as doenças apesar do tratamento. Os resultados obtidos neste trabalho de Tese demonstram que as alterações nas concentrações de elementos e proteínas combinados podem proporcionar um maior entendimento da biologia molecular do TB e da ESZ, fornecendo uma visão holística relacionada aos seus mecanismos fisiopatológicos Abstract: Bipolar disorder (BD) and schizophrenia (SCZ) are mental illnesses that affect approximately 1 % of the world population and can be a burden to society in social and economic aspects. In terms of diagnosis, both diseases are separately classified according to the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-5). However, they present overlapping symptoms in the diagnosis, making treatment difficult. Therefore, one of the challenges is to perform or complement the diagnosis with clinical information. Some mental disorders have been studied based on metallomics and proteomics approaches using different matrices. Thus, this Thesis consisted of performing a global analysis of metals and proteins in serum samples of patients with BD and SCZ, aiming to identify potential prognostic biomarkers. Based on the results, to evaluate a possible association with the employed treatments. In terms of the metallomic profile, Fe, Zn, and Se were determined as significantly differential for both diseases compared to the healthy group; moreover, these metals are possibly modulated during treatment. Concentration imbalances of these elements were related to oxidative stress, and the Cu/Zn ratio can be used as an indicator. As for the proteomic profile, 25 significantly differential proteins were found. Bioinformatics analysis demonstrated that most of these proteins participate mainly in the complement and coagulation cascades, with opposite expressions between diseases. This same characteristic was found for the immune system and hemostasis main metabolic pathways. Furthermore, an analysis of the associations among proteins, metabolic pathways, and diseases suggested a therapeutic intervention to prevent comorbidity risks for BD and SCZ. Finally, the proposal for using a selective method for dimethylation of oxidized cysteine quantification of proteins related to oxidative stress has been optimized and is currently available. In conclusion, the applied approaches highlighted ongoing oxidative stress and inflammation processes in both diseases despite treatment. Altogether, the result obtained in this Thesis demonstrates that concentration/ abundance imbalances of the overlapping elements and proteins can provide a greater understanding of BD and SCZ molecular biology, originating new insights related to their pathophysiological mechanisms Doutorado Química Analítica Doutora em Ciências CNPQ 141439/2016-5 FAEPEX CAPES 001

Orientadores: Marcos Nogueira Eberlin, Alessandra Sussulini Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: A ionização Ventury Easy Ambient Sonic Spray (V-EASI) é uma fonte de ionização mais branda do que a electrospray (ESI) derivada do Sonic Spray (SSI). Até agora ela foi pouco explorada, usada apenas para análises qualitativas. Este estudo é uma prova da potencialidade de um sistema de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS) usando a fonte V-EASI aplicada no desenvolvimento de um método quantitativo para determinação de bixina, um corante natural de urucum (Bixa orellana L.) sensível à alta tensão e temperatura. A quantificação foi realizada em um sistema de LC-MS utilizando uma bomba cromatográfica manual e isocrática Waters 510 acoplada à fonte V-EASI, o espectrômetro de massas quadrupolar (LCMS Shimadzu 2010) e coluna C18. Para a validação, seguiu-se o guia de validação da Agência Americana para Alimentos e Drogas (FDA) . O método foi desenvolvido e otimizado usando o modo Monitoramento de ìon Selecionado (SIM) para o íon de m/z 199 (ácido láurico) e íon de m/z 393 (bixina) por V-EASI (-). Encontrou-se com a otimização a melhor condição de análise, a saber: 6 Bar de fonte, analisador MS e bloco à temperatura de 250 ° C, voltagem detectora de 1,50 kV, corrida cromatográfica realizada com fase móvel de metanol e ácido acético com 0,05% ácido acético, ( v/v ) no qual padrão interno elui a 3,8 min e bixina em 4,4 min. Os resultados de validação mostraram um intervalo linear de 0,07 a 10 mg L-1, limite de detecção e quantificação de 0,02 e 0,07 mg L-1, respectivamente. A precisão interdia e intradia foi de 4,5% e 8,6%, respectivamente. O método também foi considerado exato em concordância com o método oficial por cromatografia líquida, fornece resultados estatisticamente iguais e mostrou ser um método seletivo com efeito matriz minimizado. O método abre a perspectiva de um novo sistema visando a quantificação de compostos sensíveis à alta tensão e temperatura e pode ser uma nova possibilidade para as ciências ômicas Abstract: Ventury Easy Ambient Sonic-Spray ionization (V-EASI) is a softer ionization source than electrospray (ESI) derived from Sonic Spray (SSI). Until now it has been little explored, used only for qualitative analyses. This study is a proof of concept of an LC-MS system using the V-EASI source applied to develop a quantitative method for bixin, a natural dye from annatto (Bixa Orellana L.) sensitive to high voltage. The quantification was performed in LC-MS system using a Waters 510 chromatographic pump coupled with V-EASI source and a quadrupole-mass spectrometer (LCMS Shimadzu 2010), and a C18 column in the measurements. For the validation, the FDA guidance was employed. The method was developed and optimized using the SIM mode for the ion of m/z 199 (lauric acid) and ion of m/z 393 (bixin) by V-EASI(-). The best analytical condition, as follow: 6 Bar of source, MS analyzer and block at the temperature of 250 °C, detector voltage of 1.50 kV, isocratic chromatographic run with methanol and (0.05% acetic acid, v/v). The internal standard where internal standard eluted at 3.8 min and bixin at 4.4 min. The validation data showed a linear range of 0.07 to 10 mg L-1, limit of detection and quantification of 0.02 and 0.07 mg L-1, respectively. The interday and intraday imprecision were 4.5% and 8.6%, respectively. The method also was considered accurate in an agreement with the official method by HPLC-DAD, it provides statistically equivalent results and has been shown to be a selective method with no matrix effect. The method opens the perspective of a new system aiming the quantification of sensitive compounds and may be a new possibility for omics sciences Mestrado Química Analítica Mestre em Química FAPESP 2014/50422-1 CNPQ

Orientador: Alessandra Sussulini Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: O transtorno bipolar é uma doença psiquiátrica com predominância relativamente alta na população mundial adulta (cerca de 4%, independente de raça ou gênero) e é caracterizada pela presença de episódios de depressão alternados com episódios de mania, hipomania e estados mistos. Até os dias atuais, o diagnóstico e o tratamento do transtorno bipolar continuam sendo um desafio para a comunidade médica, pois suas bases moleculares ainda não foram completamente elucidadas. Na literatura, é apontado que o metabolismo de lipídios sofre alterações em decorrência desta doença. Assim sendo, o principal objetivo desta Dissertação consiste na análise lipidômica de amostras de soro sanguíneo de pacientes com transtorno bipolar, em comparação com indivíduos saudáveis, utilizando UHPLC-ESI-QTOF MS. Trinta e cinco indivíduos de ambos os gêneros participaram da pesquisa e, entre eles, 14 eram pacientes diagnosticados com transtorno bipolar tipo I (grupo bipolar) e 21 eram indivíduos saudáveis (grupo controle). Os dados obtidos foram refinados utilizando análise estatística univariada e multivariada, juntamente com plataformas bioinformáticas (XCMS, SIMCA e MetaboAnalyst), onde 121 lipídios foram significantes para a diferenciação entre o grupo controle e o grupo bipolar no modo de ionização por electrospray negativo e 86 no modo positivo. Após o tratamento estatístico dos dados, o perfil lipídico dos grupos foi comparado e caracterizado putativamente utilizando os bancos de dados disponíveis para lipídios e/ou metabólitos (LIPID MAPS, HMDB e METLIN). Observou-se que os glicerofosfolipídios foram os lipídios mais alterados nos pacientes bipolares, especialmente os fosfatidilinositóis, o que corrobora com resultados obtidos por outros grupos de pesquisa, reforçando, portanto, a importância do estudo das abnormalidades no metabolismo de lipídios de pacientes com transtorno bipolar Abstract: Bipolar disorder is a psychiatric disorder with a relatively high predominance in adult world population (about 4%, independently of race and gender), and it is characterized by the presence of episodes of depression alternating with episodes of mania, hypomania and mixed states. Despite being a well-known disorder, its diagnosis remains a challenge for the clinical practice, as its molecular bases are not completely elucidated yet. In the literature, it is proposed that the lipid metabolism is altered due to this disorder. Therefore, the main objective of this study consists in performing lipidomic analyses of blood serum samples from bipolar disorder patients, in comparison with healthy subjects, using UHPLC-ESI-QTOF MS. Thirty-five individuals from both genders were recruited for this research and, among them, 14 were diagnosed and treated as type I bipolar disorder patients (BD group) and 21 were healthy subjects (HC group). The obtained data were refined using univariate and multivariate statistical analyses, together with bioinformatic platforms (XCMS, SIMCA and MetaboAnalyst), where 121 lipids were significant for the differentiation between the BD group and the HC group using electrospray ionization negative mode and 86 differential lipids were pointed out in the positive mode. After the statistical data analysis, the lipid profiles from both groups were compared and putatively identified using online lipid and/or metabolite databases (LIPID MAPS, HMDB and METLIN). Glycerophospholipids were the most altered lipids in the BD group, especially phosphatidylinositols, which corroborates with the results obtained by other research groups, reinforcing the importance of studying lipid metabolism abnormalities in bipolar disorder patients Mestrado Química Analítica Mestre em Química CAPES