Ανίχνευση και ποσοτικός προσδιορισμός της νικοτίνης και των μεταβολιτών της στο σίελο καπνιστών με φασματοσκοπία Raman

• Κύριος συγγραφέας: Καπνίση, Αγγελική
• Άλλοι συγγραφείς: Όρκουλα, Μαλβίνα
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2019
• Θέματα: Νικοτίνη; Σάλιο; Nicotine; Saliva; 613.84

Στην εργασία αυτή, η φασματοσκοπία Raman χρησιμοποιήθηκε ως αναλυτικό εργαλείο για την ανίχνευση και τον ποσοτικό προσδιορισμό της νικοτίνης και του βασικού της μεταβολίτη, της κοτινίνης, σε δείγματα σιέλου καπνιστών. Βασικά πλεονεκτήματά της είναι η ταχύτητα και η ευκολία της ανάλυσης, σε συνδυασμό με τη χρήση φορητών συστημάτων με οπτικές ίνες που επιτρέπουν την εφαρμογή της τεχνικής σε οποιοδήποτε χώρο και οποιαδήποτε χρονική στιγμή με άμεση εξαγωγή του αποτελέσματος. Αρχικά επιβεβαιώθηκε η δυνατότητα εφαρμογής της τεχνικής στο συγκεκριμένο σύστημα. Μελετήθηκαν φάσματα Raman νικοτίνης, κοτινίνης και σιέλου καπνιστών και μη καπνιστών και εντοπίστηκαν χαρακτηριστικές κορυφές των δύο αναλυτών οι οποίες είναι ευδιάκριτες και μη αλληλεπικαλυπτόμενες, γεγονός που φανερώνει τη δυνατότητα ταυτόχρονης ανίχνευσης και ποσοτικής ανάλυσης. Σε ένα δεύτερο στάδιο εξετάστηκαν όλες εκείνες οι παράμετροι που από προκαταρκτικά πειράματα φάνηκε ότι μπορούν να επηρεάσουν την ανάλυση και συγκεκριμένα η κατάσταση του δείγματος (υγρή ή στερεή), ο τρόπος ξήρανσης του δείγματος και το σημείο εστίασης για τη λήψη του φάσματος πάνω στο δείγμα. Τελικά, η μεθοδολογία που κρίθηκε ως η καταλληλότερη ήταν η λήψη φασμάτων από αφυδατωμένη σταγόνα δείγματος, που είχε ξηρανθεί σε ξηραντήρα και από συγκεκριμένη περιοχή της σταγόνας, σε μια απόσταση από το κέντρο της περίπου στο 60% της ακτίνας της. Όσον αφορά τη νικοτίνη, ενώ η τεχνική έδειξε ότι μπορεί να εφαρμοσθεί για την ανάλυσή της με τα όρια ανίχνευσής της να είναι 80 μg/ml, η πτητικότητά της αποδείχθηκε απαγορευτική για την ακρίβεια και επαναληψιμότητα των αποτελεσμάτων. Για την ποσοτική ανάλυση των δειγμάτων, ως προς την κοτινίνη, αρχικά εφαρμόσθηκε η μέθοδος των προτύπων μιγμάτων ως ταχύτερη και λιγότερο κοπιώδης. Σύντομα όμως εγκαταλείφθηκε παρότι έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα, καθώς ο σίελος κάθε ανθρώπου χαρακτηρίζεται από μοναδικότητα και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα δείγμα μη καπνιστή ως αναλυτικό πρότυπο για άλλα δείγματα. Η μελέτη προχώρησε με εφαρμογή της μεθόδου γνωστών προσθηκών αφού πρώτα επιβεβαιώθηκε σε δείγματα προσομοίωσης σιέλου καπνιστών τα οποία παρασκευάστηκαν με ανάμιξη σιέλου μη καπνιστή με τα συστατικά σε γνωστές συγκεντρώσεις. Τα όρια ανίχνευσης για την κοτινίνη βρέθηκαν στα 0.06 mg/ml (60 μg/ml). Με μέθοδο γνωστών προσθηκών έγινε και η ποσοτική ανάλυση δειγμάτων σιέλου δέκα εθελοντών καπνιστών που είχαν καταναλώσει διαφορετικό αριθμό τσιγάρων ώστε η μελέτη να συμπεριλάβει όσο το δυνατόν μεγαλύτερο εύρος στα επίπεδα της κοτινίνης στον οργανισμό. Τα αποτελέσματα έδειξαν συνέπεια με την κατανάλωση ενώ επιβεβαιώθηκαν και με εφαρμογή φασματομετρίας UV στα ίδια δείγματα. Αξίζει να σημειωθεί ότι νικοτίνη στα φάσματα Raman των καπνιστών δεν ανιχνεύθηκε, κάτι που τελικά πιθανώς οφείλεται στον ταχύ μεταβολισμό της προς κοτινίνη και όχι στην εξάτμιση της στα δείγματα. Αν συνέβαινε κάτι τέτοιο, θα οδηγούσε σε μεγάλη απόκλιση των αποτελεσμάτων των τεχνικών Raman και UV καθώς η κορυφή στα φάσματα απορρόφησης που χρησιμοποιήθηκε ήταν κοινή για νικοτίνη και κοτινίνη. Τα επίπεδα που ανιχνεύθηκαν ήταν της τάξης των μg/ml σε απόκλιση με αρκετές βιβλιογραφικές αναφορές που δίνουν ng/ml, ενώ υπάρχουν ορισμένες μελέτες που αναφέρουν συγκεντρώσεις κοτινίνης στα επίπεδα των μg/ml Η απόκλιση αυτή αποδόθηκε στο διαφορετικό χρόνο δειγματοληψίας που ήταν αμέσως μετά την κατανάλωση τσιγάρου και την ακριβή χρονική στιγμή (20 λεπτά) που σύμφωνα με τη βιβλιογραφία η κοτινίνη βρίσκεται στα μέγιστα επίπεδα στον οργανισμό, αλλά και στη διαφορετική προεργασία που δεν επέτρεψε την απώλεια των συστατικών ενδιαφέροντος. Όλα τα παραπάνω οδήγησαν στην κατάστρωση ενός πρωτοκόλλου για την ανίχνευση και ποσοτικό προσδιορισμό της κοτινίνης το οποίο περιλαμβάνει όλες τις διεργασίες που πραγματοποιήθηκαν από το αρχικό στάδιο της δειγματοληψίας, την προεργασία του δείγματος, τη λήψη των φασμάτων έως και την επεξεργασία των αποτελεσμάτων για τον υπολογισμό της άγνωστης συγκέντρωσης της κοτινίνης σε κάθε δείγμα εθελοντή καπνιστή. Πλεονεκτήματα της μεθόδου ήταν η ταχύτητα, η ευκολία και η αμεσότητα αποτελέσματος, ενώ στους περιορισμούς βρίσκονται η περιεκτικότητα της κοτινίνης που δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 0.06 mg/ml, αλλά και η δυσκολία ανάλυσης της νικοτίνης, η οποία αν υπάρχει μπορεί να ανιχνευθεί αλλά η ποσοτική της ανάλυση δεν συνίσταται λόγω πτητικότητας.