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Type: Tese
Title: Desenvolvimento e otimização de estratégias analíticas visando o diagnóstico de COVID-19 em amostras de urina
Author: Moreira, Olivia Brito de Oliveira
First Advisor: Oliveira, Marcone Augusto Leal de
Referee Member: Canuto, Gisele André Baptista
Referee Member: Cass, Quezia Bezerra
Referee Member: Morais, Karina Helena
Referee Member: Carrilho, Emanuel
Resumo: COVID-19 (Coronavirus Disease) está incluída no grupo de doenças com importante ameaça à saúde pública, principalmente em países tropicais e com grande percentual de população de baixa renda, como é o caso do Brasil. A COVID-19 foi a causa da recente pandemia global que manteve o estado de emergência por aproximadamente 3 anos. A doença é uma infecção viral cujas manifestações sintomáticas se assemelham a outras doenças, como as doenças causadas por Arbovírus e Influenza, apesar de necessitarem de tratamentos distintos. Neste contexto, o teste diagnóstico laboratorial assertivo e acessível à população acometida se faz necessário, apesar de ainda ser limitado, sendo a investigação de novas estratégias analíticas aplicáveis ao diagnóstico destas doenças a proposta deste trabalho. Otimização envolvendo coleta, preparo e armazenamento de amostras biológicas foram inicialmente estudadas, seguido do desenvolvimento de métodos analíticos diversos utilizando uma abordagem instrumental multiplataforma em associação com ciência de dados para o estudo investigativo de metabólitos presentes na urina de pacientes acometidos com a infecção em foco em comparação com indivíduos sadios, sendo gerados conjuntos de dados variados e extensos. Foram otimizados e validados métodos segmentados de análise de ácidos orgânicos, aminoácidos e creatinina por eletroforese capilar. e abrangentes por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas de alta resolução e espectroscopia no infravermelho utilizando ferramentas computacionais e planejamento de experimentos voltado para busca de biomarcadores. Resultados qualitativos obtidos por eletroforese capilar com detecção por ultravioleta aplicados a grupos numerosos de amostras de urina com precisão de 1.22% e por espectroscopia de infravermelho foram aplicados para construção de modelos de predição por aprendizado de máquina para a COVID-19 com exatidão de 77.9 % e 81.0 %, respectivamente, úteis como rotinas de triagem analítica. Análises quantitativas de creatinina em urina por eletroforese capilar com detecção UV utilizando calibração por padrão interno com protocolo de injeção automatizada foram validadas, obtendo precisão analítica de 2.43 %. O uso de eletroforese capilar associado a espectrometria de massa também foi avaliado. A aplicabilidade dos métodos em amostras diversas e em outras frentes analíticas são também discutidas ao longo do texto.
Abstract: COVID-19 (Coronavirus Disease) is now a part of a group of diseases that represents an important threat to public health, mainly in tropical countries and with a large percentage of low-income populations, as is the case from Brazil. COVID-19 was the cause of the recent global pandemic that maintained a state of emergency for approximately 3 years. The disease is a viral infection caused by the new SARS-CoV-2 that shares symptomatic manifestations with other diseases, such as the ones caused by Arboviroses and Influenza for example, despite requiring different treatments. In this context, assertive laboratory diagnosis tests that are accessible to the affected population is necessary. Therefore, the investigation of new analytical strategies applicable to the diagnosis of COVID-19 is the proposal of this work. Optimizations involving collection, preparation and storage of biological samples were initially studied, followed by the development of a series of analytical methods using a multiplatform instrumental approach in association with data science for the investigative study of metabolites present in urine of patients affected by COVID-19 infection in comparison with healthy individuals, generating diverse and comprehensive data sets. Segmented methods for analyzing organic acids, amino acids and creatinine by capillary electrophoresis were optimized and validated., as well as comprehensive approaches using liquid chromatography coupled to highresolution mass spectrometry and infrared spectroscopy using computational tools and experimental design aimed at searching for biomarkers. Qualitative results obtained by capillary electrophoresis with ultraviolet detection applied to numerous groups of urine samples with an accuracy of 1.22% and by infrared spectroscopy were applied to build machine learning prediction models for COVID-19 with an accuracy of 77.9% and 81.0%, respectively, useful as analytical screening routines. Quantitative analysis of creatinine in urine by capillary electrophoresis with UV detection using internal standard calibration with automated injection protocol were validated, obtaining analytical precision of 2.43%. The use of capillary electrophoresis associated with mass spectrometry was also evaluated. The applicability of the methods to different samples and other analytical fronts are also discussed throughout the text.
Keywords: Metabolômica
COVID-19
Urina
Eletroforese capilar
Espectrometria de massas
Metabolomics
Urine
Capillary electrophoresis
Mass spectrometry
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16792
Issue Date: 20-Mar-2024
Appears in Collections:Doutorado em Química (Teses)



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