Please use this identifier to cite or link to this item:
Title: Ανίχνευση και ποσοτικός προσδιορισμός αλκοολών σε βιολογικά υγρά με φασματοσκοπία Raman
Other Titles: Detection and quantitation of alcohols in biological fluids with Raman spectroscopy
Authors: Παπασπυριδάκου, Παναγιώτα
Keywords: Αιθανόλη
Βιολογικά υγρά
Ορός αίματος
Φασματοσκοπία Raman
Keywords (translated): Ethanol
Biological fluids
Blood serum
Raman spectroscopy
Abstract: Η ανίχνευση και η ποσοτικοποίηση των αλκοολών αιθανόλη και μεθανόλη στα βιολογικά υγρά, λόγω των σοβαρών επιπτώσεων της κατανάλωσής τους στον ανθρώπινο οργανισμό, αποτελεί αντικείμενο έρευνας πολλών επιστημόνων εδώ και πολλές δεκαετίες. Οι επίσημες μέθοδοι για το σκοπό αυτό περιλαμβάνουν κατά κύριο λόγο χρωματογραφικές τεχνικές, που παρά τα καλά όρια ανίχνευσης και ποσοτικοποίησης έχουν μεγάλο κόστος, είναι χρονοβόρες και απαιτούν εξειδικευμένο προσωπικό. Στην παρούσα εργασία, επιχειρήθηκε η ανίχνευση αυτών των αλκοολών σε βιολογικά υγρά ούρων, σιέλου και ορού αίματος, με στόχο την ανάπτυξη μίας μεθοδολογίας με ελάχιστη επεξεργασία των δειγμάτων, ευκολία εφαρμογής, μικρό χρόνο ανάλυσης και χαμηλό κόστος. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε η φασματοσκοπία micro-Raman, μία τεχνική μη καταστροφική για τα δείγματα, που χρησιμοποιεί ακίνδυνη ακτινοβολία και μπορεί να δώσει πληροφορίες σχετικά με τη χημική σύσταση ακόμα και από μικρούς όγκους δειγμάτων. Κατά την ανάπτυξη της μεθοδολογίας αυτής μελετήθηκαν τρεις διαφορετικοί τρόποι συλλογής φασμάτων: α) από σταγόνα δείγματος, β) από ειδική κυψελίδα Raman και γ) από ποσότητα δείγματος τοποθετημένη στην κοιλότητα δειγματοφορέα υψηλής ανακλαστικότητας (ειδικά σχεδιασμένου για τους σκοπούς του πειράματος) μετά από κάλυψή της με διαφανή μεμβράνη. Τα δείγματα που μελετήθηκαν ήταν τα βιολογικά υγρά, οι αλκοόλες καθώς και πρότυπα μίγματα τους σε συγκεντρώσεις 0-5μl/ml. Η επεξεργασία των δειγμάτων πριν τη συλλογή των φασμάτων ήταν ελάχιστη έως μηδενική. Από τις τρεις μεθόδους αυτή του πλακιδίου υψηλής ανακλαστικότητας με κοιλότητα βρέθηκε ότι προσέφερε τα καλύτερα αποτελέσματα, παρέχοντας καλής ποιότητας φάσματα και αποτρέποντας ταυτόχρονα την εξάτμιση των αλκοολών από τα δείγματα. Οι ανιχνεύσιμες περιεκτικότητες της αιθανόλης βρέθηκαν στα 0,39μl/ml για τα ούρα, στα 0,27μl/ml για τη σίελο και στα 0,79μl/ml για τον ορό αίματος, και τα όρια ποσοτικοποίησης βρέθηκαν στα 1,32μl/ml, 0,90μl/ml και 0,79μl/ml αντίστοιχα. Στα μίγματα με τη μεθανόλη τα όρια ανίχνευσής της βρέθηκαν στα 0,62μl/ml για τα ούρα, στα 0,24μl/ml για τη σίελο και στα 0,68μl/ml για τον ορό αίματος, ενώ τα όρια ποσοτικοποίησής της βρέθηκαν στα 2,08μl/ml, 0,79μl/ml και 2,28μl/ml αντίστοιχα. Για την επικύρωση της μεθόδου πραγματοποιήθηκαν όλοι οι απαραίτητοι έλεγχοι, όπως αυτοί προτείνονται από τον EMA (European Medicines Agency) και τα αποτελέσματα ήταν εντός των αποδεκτών ορίων. Η ορθότητα της μεθοδολογίας ελέγχθηκε με δείγματα βιολογικών υγρών από εθελοντές που κατανάλωσαν αλκοολούχο ποτό.
Abstract (translated): The detection and quantitation of ethanol and methanol in biological fluids, due to the severe consequences of their abuse in the human body, is the scope of scientific research in the past decades. The official methods used for this purpose, include mainly chromatographic techniques that, despite their good limits of detection and quantitation, are expensive, time-consuming and require expert personnel. In the present study, the detection of the two alcohols in biological fluids of urine, saliva and blood serum was attempted, aiming at the development of a methodology with minimum sample preparation, ease of application, small analysis time and low cost. For this purpose, micro-Raman spectroscopy, a non destructive technique that uses harmless radiation and provides information about the chemical composition even for small-volume samples, was employed. Three different types of spectral acquisition were tested: a) from one droplet, b) with a Raman cuvette and c) from a small quantity of the sample placed in the cavity of a high reflectance slide (specially designed and manufactured for this study) and covered with a transparent membrane. The samples studied were the biological fluids, the alcohols as well as their mixtures with concentrations ranging from 0 to 5μl/ml. The sample preparation before spectral acquisition was minimal. Out of the three methods tested, the one with the high reflectance cavity slide offered the best results, providing good quality spectra and preventing alcohol evaporation at the same time. The limits of detection of ethanol were found at 0,39μl/ml for urine, 0,27μl/ml for saliva and 0,79μl/ml for blood serum, while the limits of quantitation were found at 1,32μl/ml, 0,90μl/ml and 0,79μl/ml respectively. As for methanol, the limits of detection calculated were 0,62μl/ml for urine, at 0,24μl/ml for saliva and at 0,68μl/ml for blood serum. The respective limits of quantitation were 2,08μl/ml, 0,79μl/ml και 2,28μl/ml. All the necessary checks for the method validation were performed, as suggested by EMA (European Medicines Agency), and the results were within the accepted limits. The precision of the proposed methodology was verified analyzing biological fluids samples obtained from volunteers after consumption of a certain quantity of alcoholic beverage.
Appears in Collections:Τμήμα Φαρμακευτικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
MsC Π. Παπασπυριδάκου.pdf4.51 MBAdobe PDFView/Open

This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons