Explorando os fundamentos da cromatografia líquida e espectrometria de massas para integração entre proteômica, microfluídica e quimiometria

Autor(es)

Weliton Pedro Batiston

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC/BT)
• Data de defesa: 2020-03-02

Membros da banca

Emanuel Carrilho; Fábio Cesar Gozzo; Fernando Mauro Lanças

• Orientador: Emanuel Carrilho

Resumo

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. (AU)

• Processo FAPESP: 15/16025-8 - Sistemas cromatográficos multidimensionais (nano-HPLC e microchip) hifenizados a espectrometria de massas sequencial de alta resolução para proteômica quantitativa
• Beneficiário: Weliton Pedro Batiston
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado