Please use this identifier to cite or link to this item:
Title: Ανίχνευση και ποσοτικός προσδιορισμός της καφεΐνης και των μεταβολιτών της στο σίελο με φασματοσκοπικές τεχνικές
Other Titles: Identification and quantification of caffeine and its metabolites in human saliva using spectroscopic methods
Authors: Λυγεράκη, Αναστασία
Keywords: Καφεΐνη
Keywords (translated): Caffeine
Abstract: Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε ανίχνευση και ποσοτικός προσδιορισμός της καφεΐνης και των μεταβολιτών της (παραξανθίνη, θεοβρωμίνη, θεοφυλλίνη) χρησιμοποιώντας ως αναλυτικά εργαλεία τη φασματοσκοπία Raman και τη φασματοσκοπία υπερύθρου. Και οι δύο τεχνικές διακρίνονται από ταχύτητα και ευκολία στην ανάλυση, χωρίς να απαιτούν ιδιαίτερη προετοιμασία των δειγμάτων, αποτελώντας ταυτόχρονα μη – καταστροφικές τεχνικές για το δείγμα. Αρχικά έγινε έλεγχος της εφαρμογής των συγκεκριμένων τεχνικών στο υπό εξέταση σύστημα. Αναλυτικότερα, πραγματοποιήθηκε μελέτη φασμάτων Raman και IR των πρότυπων ουσιών (καφεΐνη, παραξανθίνη, θεοβρωμίνη, θεοφυλλίνη) αλλά και σιέλου από άτομα που καταναλώνουν και από άτομα που απέχουν από προϊόντα που περιέχουν ξανθίνες (καφές, τσάι, σοκολάτα κ.ά.) με σκοπό την εύρεση χαρακτηριστικών κορυφών. Από τη σύγκριση των φασμάτων φάνηκε τελικά πως οι κορυφές των αναλυτών δεν είναι ευδιάκριτες σε όλες τις περιοχές (ιδίως στα φάσματα Raman), με πολλές από αυτές να αποδίδονται σε περισσότερες από μία ξανθίνες. Για το λόγο αυτό πραγματοποιήθηκε προσθήκη ξανθινών σε σίελο από εθελοντές που καταναλώνουν καφέ με σκοπό την καταγραφή των κορυφών που αυξάνονται με την προσθήκη. Σε δεύτερο στάδιο, μελετήθηκαν δείγματα από τον ίδιο δότη τα οποία είχαν ληφθεί σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα από τη στιγμή που ο δότης κατανάλωσε καφέ, με σκοπό η απόδοση των κορυφών να γίνει με γνώμονα το μεταβολισμό της καφεΐνης. Τελικά, με αυτές τις προσεγγίσεις πραγματοποιήθηκε η απόδοση των κορυφών στα φάσματα. Για την ποσοτική ανάλυση με φασματοσκοπία Raman, αρχικά παρασκευάστηκαν μίγματα προσομοίωσης κάθε ξανθίνης με σίελο εθελοντή που απείχε από προϊόντα που τις περιέχουν. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν γνωστές προσθήκες κάθε ξανθίνης στα μίγματα αυτά και κατασκευάστηκαν καμπύλες βαθμονόμησης για τις κορυφές στις οποίες εμφανίζονται οι ξανθίνες. Από τις υπό μελέτη κορυφές μερικές εμφάνισαν γραμμική αύξηση με την αύξηση της συγκέντρωσης της ξανθίνης, κάνοντας δύσκολη την ποσοτικοποίηση των ξανθινών στις κορυφές που εμφανίζονται περισσότερες από μία καθώς οι υπό μελέτη λόγοι δε δουλεύουν για όλες τις ξανθίνες. Ακολούθως πραγματοποιήθηκαν γνωστές προσθήκες σε σίελο εθελοντών που καταναλώνουν ξανθίνες και κατασκευάστηκαν καμπύλες βαθμονόμησης για τις υπό μελέτη κορυφές. Τελικά, συγκρίθηκαν οι κλίσεις των εξισώσεων αυτών με τις κλίσεις των εξισώσεων από τις καμπύλες που χαράχτηκαν για τις προσθήκες στα μίγματα προσομοίωσης. Η απόκλιση μεταξύ των κλίσεων για τις εξισώσεις που αναφέρονται στο ίδιο σύστημα (ίδια κορυφή, ίδια ξανθίνη) ήταν σχετικά χαμηλή. Η ποσοτική μελέτη με τη χρήση της φασματοσκοπίας υπερύθρου περιελάμβανε όπως και προηγουμένως, την παρασκευή μιγμάτων προσομοίωσης των ξανθινών με σίελο εθελοντή που απείχε από προϊόντα ξανθινών. Στα μίγματα αυτά πραγματοποιήθηκαν γνωστές προσθήκες, χαράχτηκαν καμπύλες βαθμονόμησης, και τελικά από τις εξισώσεις πραγματοποιήθηκε υπολογισμός της συγκέντρωσης της ξανθίνης που βρίσκεται στο μίγμα προσομοίωσης. Τα αποτελέσματα αυτά ήταν σε συμφωνία με τη ποσότητα της ξανθίνης που προστέθηκε πραγματικά στο μίγμα. Επόμενο βήμα ήταν η παρασκευή μιγμάτων προσομοίωσης όλων των υπό μελέτη ξανθινών με σίελο ελεύθερο από ξανθίνες. Έπειτα, πραγματοποιήθηκαν κοινές προσθήκες αυτών των ξανθινών στα μίγματα προσομοίωσης και ακολουθήθηκε η ίδια μεθοδολογία με προηγουμένως. Τελικά, στην παρούσα μελέτη ολοκληρώθηκε επιτυχώς το πρώτο ζητούμενο, δηλαδή η ανίχνευση των ξανθινών σε σίελο χρησιμοποιώντας ως αναλυτικά εργαλεία τις φασματοσκοπίες Raman και υπερύθρου. Η παρουσία κάθε ξανθίνης στον οργανισμό εξαρτάται τόσο από τη διατροφή του ατόμου (αν περιέχει ή όχι προϊόντα ξανθινών) όσο και από τον μεταβολισμό αυτών των ουσιών. Έτσι καθίσταται δύσκολη η ταυτοποίηση της ύπαρξης συγκεκριμένων ξανθινών στο σίελο στη χρονική στιγμή που πραγματοποιείται η λήψη του δείγματος από το δότη.
Abstract (translated): In this study, the determination and quantification of caffeine and its metabolites (paraxanthine, theobromine, theophylline) were examined using the Raman and the infrared spectroscopy as analytical tools. Both techniques are characterized of speed and easiness, they are no – catastrophic to the samples, while no preparation of the samples is required prior to the analysis. First, the application of these specific techniques to the current system was tested. In more details, Raman and IR spectra of the raw xanthines (caffeine, paraxanthine, theobromine, thoephylline), saliva of people who consumed products containing xanthines (such as coffee, tea, chocolate etc) were studied in order to find the characteristic peaks. From the comparison of these spectra, it was figured out that the peaks of the xanthines overlapped (especially at Raman spectra), with the majority of them to be assigned to more than one xanthines. For this reason, the xanthenes were added into saliva of people who drank coffee as to note the increase in intensity of these peaks after this addition. Furthermore, samples from the same donor which were collected at different time points from the moment the donor consumed coffee were examined so the characterization of the peaks would be based on the metabolism of caffeine. At the end, following the methods described above, the identification of the xanthines at these spectra was successful. Regarding the quantification of xanthines using Raman spectroscopy, mixtures of saliva of people who did not consume products with xanthines with known concentrations were prepared. Then, the standard addition method was applied and calibration curves of each under-study peak were constructed. Only some of the peaks increased normally with the concentration of each xanthine, making the quantification of the xanthines at the peaks hard where more than one xanthine appear. Moreover, the standard mixture method was applied at saliva of people who drank coffee. Calibration curves were constructed for each of the under-study peaks. The slopes of these curves were compared with the slopes of the curves of the mixtures described above. The study showed that there was not a big difference between the slopes of the curves for same systems (same peak, same xanthine). At the quantification of xanthines using infrared spectroscopy, the same method with standard mixtures described above, was applied to mixtures of xanthines with saliva of volunteers who did not consume products with xanthines. Then, calibration curves were designed, and the quantity of each xanthine into the initial mixtures with saliva was measured using the equations of these curves. The results for the concentrations of xanthines into to mixtures were pretty close to the amount of the xanthine which actually was added into the saliva. Next step to this study was the simultaneous addition of xanthines into saliva clear of xanthines, in order to make mixtures with known concentrations, using the standard mixture method. In conclusion, the first part of this study regarding the identification of the xanthines into human saliva using Raman and infrared spectroscopy was successful. The methods used for the quantification of these substances into saliva work for the study of each xanthine but not for the simultaneous appearance of the xanthines. The concentration of each xanthine into human body depends on the diet of the person (including xanthines or not) as well as the metabolism of these substances.
Appears in Collections:Τμήμα Φαρμακευτικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Μεταπτυχιακή Εργασία-Αναστασία Λυγεράκη.pdf6.71 MBAdobe PDFView/Open

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.