Determinació d'hidrocarburs aromàtics policíclics (PAHs) en mostres de sòls per cromatografia de gasos acoblada a l'espectrometria de masses (GC/MS)

La importància dels Hidrocarburs Aromàtics Policíclics (PAHs) com a contaminants ha estat sempre en debat. Des del moment en què no compleixen els requeriments de persistència, toxicitat i transport a llargues distàncies, no es consideren contaminants orgànics persistents (POPs). En conseqüència, no es troben inclosos dins la llista dels dirty dozen de la Convenció d’Estocolm sobre POPs. A més, ja que el seu alliberament no és intencionat, algunes veus han plantejat la possibilitat d’eliminar o reduir la quantitat d’aquests compostos a l’atmosfera i que arriben també, per deposició, al sòl, sediments, aigües, etc. Tanmateix, segons el Protocol firmat pel Comitè Estats Units-Europa (UNECE), els PAHs haurien d’haver estat inclosos a aquesta llista ja que són productes químics les emissions dels quals haurien de ser minimitzades o previngudes. És per això i l’interès pel medi ambient que dins el projecte Estudi de la influència de contaminants orgànics (BTEX i PAHs) en la mobilitat de metalls pesants en sòls, al qual es vol entendre quin és el mecanisme de transport dels metalls pesants en presència d’aquests contaminants, enfocat sobretot als marges de les carreteres per la combustió de gasolines i l’exhaust dels vehicles, que es justifica aquest treball de recerca. Aquest treball de recerca es basa en la posta a punt d’un mètode d’anàlisi de PAHs mitjançant la Cromatografia de Gasos acoblada a l’Espectrometria de Masses (GC/MS). Cadascun dels mètodes seguits estan reportats a la Environmental Protection Agency dels Estats Units (US EPA), però tot i així cal fer la optimització, realitzant o no, lleus modificacions d’aquests per ajustar-nos a les nostres necessitats específiques. En aquest treball de recerca s’exposen els diferents passos a realitzar un cop feta la presa de mostra fins l’expressió final dels resultats un cop identificats i quantificats els PAHs d’interès presents en una matriu de sòl. Això comprèn la seva extracció inicial mitjançant el Soxhlet, un cleanup posterior a partir tant de l’extracció en fase sòlida (SPE) amb una fase C18 com la cromatografia en columna utilitzant gel de sílice com a adsorbent. Finalment, s’han determinat els paràmetres influents en la separació, identificació i quantificació dels PAHs amb relació a la cromatografia de gasos i la seva detecció per espectrometria de masses.

Evidence for classification of c.1852_1853AA>GC in MLH1 as a neutral variant for Lynch syndrome

Background: Lynch syndrome (LS) is an autosomal dominant inherited cancer syndrome characterized by early onset cancers of the colorectum, endometrium and other tumours. A significant proportion of DNA variants in LS patients are unclassified. Reports on the pathogenicity of the c.1852_1853AA>GC (p.Lys618Ala) variant of the MLH1 gene are conflicting. In this study, we provide new evidence indicating that this variant has no significant implications for LS.Methods: The following approach was used to assess the clinical significance of the p.Lys618Ala variant: frequency in a control population, case-control comparison, co-occurrence of the p.Lys618Ala variant with a pathogenic mutation, co-segregation with the disease and microsatellite instability in tumours from carriers of the variant. We genotyped p.Lys618Ala in 1034 individuals (373 sporadic colorectal cancer [CRC] patients, 250 index subjects from families suspected of having LS [revised Bethesda guidelines] and 411 controls). Three well-characterized LS families that fulfilled the Amsterdam II Criteria and consisted of members with the p.Lys618Ala variant were included to assess co-occurrence and co-segregation. A subset of colorectal tumour DNA samples from 17 patients carrying the p.Lys618Ala variant was screened for microsatellite instability using five mononucleotide markers.Results: Twenty-seven individuals were heterozygous for the p.Lys618Ala variant; nine had sporadic CRC (2.41%), seven were suspected of having hereditary CRC (2.8%) and 11 were controls (2.68%). There were no significant associations in the case-control and case-case studies. The p.Lys618Ala variant was co-existent with pathogenic mutations in two unrelated LS families. In one family, the allele distribution of the pathogenic and unclassified variant was in trans, in the other family the pathogenic variant was detected in the MSH6 gene and only the deleterious variant co-segregated with the disease in both families. Only two positive cases of microsatellite instability (2/17, 11.8%) were detected in tumours from p.Lys618Ala carriers, indicating that this variant does not play a role in functional inactivation of MLH1 in CRC patients.Conclusions: The p.Lys618Ala variant should be considered a neutral variant for LS. These findings have implications for the clinical management of CRC probands and their relatives.

Acylation of chiral alcohols: a simple procedure for chiral GC analysis

The use of iodine as a catalyst and either acetic or trifluoroacetic acid as a derivatizing reagent for determining the enantiomeric composition of acyclic and cyclic aliphatic chiral alcohols was investigated. Optimal conditions were selected according to the molar ratio of alcohol to acid, the reaction time, and the reaction temperature. Afterwards, chiral stability of chiral carbons was studied. Although no isomerization was observed when acetic acid was used, partial isomerization was detected with the trifluoroacetic acid. A series of chiral alcohols of a widely varying structural type were then derivatized with acetic acid using the optimal conditions. The resolution of the enantiomeric esters and the free chiral alcohols was measured using a capillary gas chromatograph equipped with a CP Chirasil-DEX CB column. The best resolutions were obtained with 2-pentyl acetates (α = 3.00) and 2-hexyl acetates (α = 1.95). This method provides a very simple and efficient experimental workup procedure for analyzing chiral alcohols by chiral-phase GC.

Nuevas tendencias en el análisis de ácidos grasos

El análisis de ácidos grasos es de gran interés para la industria cárnica por las implicaciones tecnológicas, nutricionales y sensoriales que se derivan de su composición (Nicolau y Kokotos, 2004; Sédébio y Christie, 1998; Livisay et al. 2000). Además se han estudiando de forma muy intensa la influencia del sexo, raza, peso y alimentación en la composición y distribución de los ácidos grasos tanto en el tejido muscular como en el subcutáneo (De Smet et al. 2004). La tendencia a modificar la composición de los ácidos grasos a través de la dieta ha motivado la necesidad de métodos de análisis más precisos y exactos para poder determinar la concentración de ácidos grasos, como por ejemplo algunos del tipo n-3: linolénico, eicosapentaenoico (EPA) y docosahexaenoico (DHA); y otros que han adquirido importancia tanto por sus propiedades en producción animal como por su efecto sobre la salud humana, como el CLA y los ácidos grasos trans. La separación de los isómeros del CLA es un análisis muy complejo y fundamental para poder calcular las concentraciones de los isómeros más activos (Winkler y Steinhart, 2001); esta dificultad se puede extender a los ácidos grasos trans de los ácidos grasos oleico, linoleico y linolénico. La forma más extendida de cálculo de la composición de ácidos grasos es la de los porcentajes normalizados. Sin embargo, cada vez es más importante el cálculo de las concentraciones de ácidos grasos lo que requiere la validación del método de modo más complejo. Los diferentes métodos de extracción pueden producir concentraciones diferentes, por ello es un aspecto a considerar como previo. El método de extracción más extendido, sin considerar el método oficial para la determinación de grasa total, es el descrito por Folch et al. 1957. Este método ha sido modificado con variantes pero que mantienen el mismo principio de extracción basado en la mezcla de cloroformo y metanol para poder extraer tanto lípidos neutros como polares. Dado el uso de cloroformo se han propuesto otras soluciones de extracción como el hexano:2- propanol, pero que no han sido aplicadas de modo importante. Una vez extraídos los lípidos se han de saponificar para liberar los ácidos grasos y a continuación formar los ésteres metílicos que se separaran mediante cromatografía de gases. Para producir los ésteres metílicos de los ácidos grasos existen varios métodos que ofrecen resultados comparables pero no completamente similares. Por lo cual este es otro elemento a considerar, sobre todo si se desea identificar ácidos grasos mediante cromatografía de gases acoplada a la espectrometría de masas (GC-MS).

Evolució i estabilitat d’àcids grassos i vitamines antioxidants a la llet materna

Recerca realitzada durant el periode Gener 2006-Abril 2007, a la Facultat de Farmàcia de la Universitat de Barcelona sota la direcció de la Dra. M. Carmen López Sabater. La nutrició durant els primers anys de vida té una enorme importància, amb repercussions en el creixement i desenvolupament del nen i en les possibles malalties futures. Tenint en compte que la llet materna és l’aliment ideal per al nadó durant els primers sis mesos de vida, és important conéixer la composició nutricional de la mateixa i la seva evolució al llarg de la lactància (calostre, llet de transició i madura). La llet conté nutrients majoritaris (proteïnes, carbohidrats i lípids) i nutrients minoritaris, com vitamines i minerals. S'ha desenvolupat i validat un mètode per a la determinació d'àcids grassos (AG) i Àcid Linoleic Conjugat (CLA) en llet materna per Cromatografia de Gasos "fast" (fast-GC), permetent reduir el temps d'anàlisi considerablement en comparació amb els mètodes utilitzats fins el moment. La repetibilitat i reproducibilitat trobades han estat bones, amb coeficients de variació inferiors al 10% en tots els casos. L'aplicació a 6 mostres de llet materna ha demostrat que es tracta d'un mètode senzill, ràpid, eficient i pràctic per a l'anàlisi rutinari d'un elevat nombre de mostres. També s'ha començat a desenvolupar un mètode per a l'anàlisi dels anàlegs de tocoferol de la llet materna, degut a l'interès de la vitamina E com a antioxidant natural. És un mètode per Cromatografia Líquida d'Ultra Resolució (UPLC) amb detecció per Fluorescència (FD) i per Photodiode Array (PDA) que permet treballar amb quantitats de mostra petites mantenint o inclús millorant la sensibilitat i reduint el temps d’anàlisi.

Determinació de diferents compostos bioactius en ingredients naturals per a l'elaboració de bombons funcionals amb beneficis cardiovasculars

Durant les darreres dècades, i degut, principalment, a un canvi en els hàbits alimentaris, hi ha hagut un augment a nivell mundial de malalties cròniques (l’obesitat, malalties cardiovasculars, etc.). En els països mediterranis hi ha menys incidència d’aquestes malalties i sembla ser que això es deu a l’anomenada dieta mediterrània. La dieta mediterrània es caracteritza per una combinació d’oli d’oliva com a grassa principal, verdures, hortalisses i fruites en abundància, lleguminoses, fruits secs, formatges i iogurt, peix, pa, pasta, cereals i els seus derivats i un consum moderat de vi i carns. Aquest model alimentari, ric en tocoferols, fitosterols i fitoestanols que ajuden a reduir el contingut de colesterol en sang, fa que en les poblacions mediterrànies hi hagi menys incidència de malalties cardiovasculars. Aquests compostos inhibeixen el deteriorament oxidatiu dels olis, actuen com agent antipolimerització per olis de fregir. Tenen capacitat de reduir els nivells de colesterol, evitant la incidència de malalties cardiovasculars. Els fitoesterols y fitoestanols es poden trobar en forma lliure o esterificada amb àcids grassos, àcids fenòlics i glucosa. Els objectius d’ aquest treball han estat, primer en el desenvolupament de mètodes d'anàlisi ràpids, fiables i robusts dels tocoferols, fitoesterols i fitoestanols i la seva aplicació en fruits sec, oli de segó, oli de pinyol de raïm i productes que els continguin. El primer mètode va estar basat en la cromatografía líquida (HPLC-DAD) amb extracció en fase sòlida (SPE) com tècnica alternativa a la saponificació para la determinació de fitoesterols lliures. Aquest mètode va estar aplicada a mostres de bombons que contenia fitoesterols. El segon mètode va estar basat en la cromatografia de gasos (GCFID) amb aponificació i SPE per quantificar fitoesterols i fitoestanols lliures, esterificats i totals. En els documents annexos es descriuen a profunditat els mètodes desenvolupats.

Anàlisi dels contaminants orgànics persistents en Citharus linguatula en el litoral català

S’ha estudiat la bioacumulació de contaminants orgànics persistents en el múscul d’una espècie de peix en dos punts del litoral català: al Port de Barcelona i a la costa de Blanes. Citharus linguatula ha estat escollida per les seves característiques d’hàbitats (està més exposada a la contaminació al ser una espècie bentònica). La metodologia emprada consisteix en la homogeneïtzació amb sulfat de sodi i una extracció assistida amb microones amb n-hexà-acetona(1:1 v/v) durant 20 minuts. Els extractes es netegen i es fraccionen amb una columna cromatogràfica d’alúmina que permet la separació dels extractes en dos fraccions: un amb la majoria dels compostos organoclorats (hexaclorbenzè, DDTs, ciclodiens clorats i policlorbifenils) i l’altre amb els isòmers hexaclorciclohexans i els PAHs. Aquestes dos fraccions són posteriorment analitzades en el GC-MS. S’ha pogut corroborar l’elevada presència de PCBs a Barcelona, així com que en aquest punt de mostreig les espècies estan més exposades a la contaminació per organoclorats. S’ha identificat la presència de DDTs en els dos llocs estudiats. Pel que fa als PAHs s’ha pogut observar que a Barcelona també hi ha més presència d’aquests. Cal destacar que la concentració obtinguda dels compostos no es pot donar com a vàlida per l’existència d’indicis d’errors experimentals o d’injecció.

Estudi exploratori per a la reconstrucció de temperatures de l'aigua i de l'aire en la conca central del llac Baikal (Sibèria) en els últims 40000 anys

Aquest estudi consisteix en un anàlisi exploratori que té per objectiu principal la realització d’una reconstrucció de la temperatura de l’aigua i l’aire del llac Baikal durant els últims 40.000 anys. El treball s’ha dut a terme mitjançant l’ús de les proxys de reconstrucció de la temperatura y la utilització dels mètodes TEX86, MAAT, i la d’aportació de matèria orgànica d’origen terrestre, el BIT, aplicant-les a la mostra VER93-2 st GC-24, extreta pel Baikal Drilling Project a la conca central, amb l’objectiu de fer una aportació de dades paleoclimàtiques per tal d’aconseguir una millora en les interpretacions de futurs esdeveniments climàtics, i d’identificar esdeveniments climàtics sobtats, tals com els Heinrich events i els Youngers Dryas. Abans de la realització de l’anàlisi de les mostres s’ha dut a terme una extrapolació de l’edat en el testimoni, degut a que l’edat del core BDP VER93-2.st.GC-24 havia estat extrapolada fins a 277,5 cm de profunditat i en el present estudi s’ha ampliat l’anàlisi fins als 460 cm. de profunditat. Un cop obtinguts els resultats s’ha realitzat un càlcul de precisió i reproductibilitat per tal de conèixer una estimació quantitativa de la variabilitat de les dades obtingudes en les diferents proxys, en el qual ha estat demostrat una baixa variabilitat de les dades, exceptuant la variabilitat del TEX86 i la precisió del MAAT. Per a la localització dels diferents esdeveniments climàtics donats durant l’Holocè i el Plistocè s’han realitzat anàlisis gràfics dels propis resultats, juntament i en comparació dels resultats realitzats per Escala et al. (r.n.p [resultats no publicats]) en la conca sud, i de l’estudi publicat per Prokopenko et al., en el que s’analitza la presència de diatomees i matèria orgànica l’Atlàntic Nord. Els resultats integrats d’Escala et al.,(r.n.p) i els d’aquest estudi coincideixen en la datació dels diferents esdeveniments, amb alguna variació hipotèticament produïda per l’extrapolació d’edat realitzada en el present estudi i la gran aportació de matèria orgànica en el lloc d’extracció del testimoni per part del riu Selenga. Aquests resultats mostren una possible relació entre els esdeveniments climàtics i la variació de la temperatura de l’aigua.

Determinació de compostos orgànics contaminants en aigües residuals industrials

La determinació de compostos orgànics contaminants en aigües residuals d’origen urbà i industrial és un tema que ha suscitat un creixent interès, tant des del punt de vista del problema mediambiental que es deriva de l’abocament d’aquestes aigües al medi aquàtic públic com des de la perspectiva de reutilització de les aigües tractades en processos industrials. La majoria d’aquests contaminants no s’eliminen completament en plantes de tractament d’aigües convencionals, pel que s’han de controlar. Aquest fet implica desenvolupar nous processos de tractament que permetin millorar l'eficiència de l'eliminació de les plantes de tractament convencionals. Per tal d'investigar la presència d'aquests compostos contaminants a baixes concentracions és necessari desenvolupar nous mètodes analítics altament sensibles. En el nostre projecte s'han desenvolupat diferents mètodes analítics per determinar compostos orgànics contaminants en aigües residuals provinents de plantes de tractament d'aigües industrials, urbanes i plantes potabilitzadores, utilizant principalment la microextracció en fase sòlida (SPME) seguida de la cromatografia de gasos acoblada a un espectròmetre de masses (GC-MS). S'ha estudiat la presència de diferents famílies de compostos en aquestes aigües, com són: ftalats, amines alifàtiques primàries i nitrosamines. A més a més, s'han desenvolupat mètodes analítics per determinar amines alifàtiques primàries en llots actius provinents de diferents tipus de plantes de tractament d'aigües i plantes potabilitzadores.

Estimates of electronic coupling for excess electron transfer in DNA

Electronic coupling Vda is one of the key parameters that determine the rate of charge transfer through DNA. While there have been several computational studies of Vda for hole transfer, estimates of electronic couplings for excess electron transfer (ET) in DNA remain unavailable. In the paper, an efficient strategy is established for calculating the ET matrix elements between base pairs in a π stack. Two approaches are considered. First, we employ the diabatic-state (DS) method in which donor and acceptor are represented with radical anions of the canonical base pairs adenine-thymine (AT) and guanine-cytosine (GC). In this approach, similar values of Vda are obtained with the standard 6-31 G* and extended 6-31++ G* basis sets. Second, the electronic couplings are derived from lowest unoccupied molecular orbitals (LUMOs) of neutral systems by using the generalized Mulliken-Hush or fragment charge methods. Because the radical-anion states of AT and GC are well reproduced by LUMOs of the neutral base pairs calculated without diffuse functions, the estimated values of Vda are in good agreement with the couplings obtained for radical-anion states using the DS method. However, when the calculation of a neutral stack is carried out with diffuse functions, LUMOs of the system exhibit the dipole-bound character and cannot be used for estimating electronic couplings. Our calculations suggest that the ET matrix elements Vda for models containing intrastrand thymine and cytosine bases are essentially larger than the couplings in complexes with interstrand pyrimidine bases. The matrix elements for excess electron transfer are found to be considerably smaller than the corresponding values for hole transfer and to be very responsive to structural changes in a DNA stack

Charge transfer in DNA: hole charge is confined to a single base pair due to solvation effects

We include solvation effects in tight-binding Hamiltonians for hole states in DNA. The corresponding linear-response parameters are derived from accurate estimates of solvation energy calculated for several hole charge distributions in DNA stacks. Two models are considered: (A) the correction to a diagonal Hamiltonian matrix element depends only on the charge localized on the corresponding site and (B) in addition to this term, the reaction field due to adjacent base pairs is accounted for. We show that both schemes give very similar results. The effects of the polar medium on the hole distribution in DNA are studied. We conclude that the effects of polar surroundings essentially suppress charge delocalization in DNA, and hole states in (GC)n sequences are localized on individual guanines

Búsqueda de marcadores químicos para distintas características en aceites de oliva vírgenes

Las características sensoriales, y las propiedades nutricionales del aceite de oliva virgen han incrementado la demanda de aceite de oliva a nivel mundial. Recientemente, las investigaciones sobre la biodiversidad oleícola y la composición química del aceite de oliva se han multiplicado, concediendo un gran interés a la calidad de su perfil organoléptico. En el presente estudio se ha evaluado el perfil de compuestos volátiles y en su caso de compuestos fenólicos y pigmentos mediante técnicas convencionales de GC-MS y LC-MS, en relación con el perfil sensorial y en función de distintos factores tecnológicos y ambientales, tales como las condiciones de extracción, el perfil microbiológico de la materia prima, operaciones pre-proceso y la zona de implantación. Se ha estudiado el comportamiento de los numerosos analitos con impacto sensorial, en función de estos factores, permitiendo identificar posibles marcadores químicos de aceites con distintas características. Además, tal y como ocurre con otros alimentos, el comercio del aceite de oliva se ha orientado a favor de las producciones que se caracterizan por sus orígenes y sus cualidades. La espectrometría de masas de alta resolución se ha aplicado para la determinación directa del fingerprint glicerolipídico de los aceites de oliva, llevando a cabo un análisis a nivel molecular sin necesidad de fraccionamiento previo y lográndose elevadas sensibilidad, precisión, tiempos cortos de análisis y mínima manipulación de la muestra. Los resultados obtenidos demuestran las potencialidades de la espectrometría de masas de alta resolución para la caracterización y autentificación del aceite de oliva virgen.

Comparison of splice sites in mammals and chicken

We have carried out an initial analysis of the dynamics of the recent evolution of the splice-sites sequences on a large collection of human, rodent (mouse and rat), and chicken introns. Our results indicate that the sequences of splice sites are largely homogeneous within tetrapoda. We have also found that orthologous splice signals between human and rodents and within rodents are more conserved than unrelated splice sites, but the additional conservation can be explained mostly by background intron conservation. In contrast, additional conservation over background is detectable in orthologous mammalian and chicken splice sites. Our results also indicate that the U2 and U12 intron classes seem to have evolved independently since the split of mammals and birds; we have not been able to find a convincing case of interconversion between these two classes in our collections of orthologous introns. Similarly, we have not found a single case of switching between AT-AC and GT-AG subtypes within U12 introns, suggesting that this event has been a rare occurrence in recent evolutionary times. Switching between GT-AG and the noncanonical GC-AG U2 subtypes, on the contrary, does not appear to be unusual; in particular, T to C mutations appear to be relatively well tolerated in GT-AG introns with very strong donor sites.

Structured RNAs in the ENCODE selected regions of the human genome

Functional RNA structures play an important role both in the context of noncoding RNA transcripts as well as regulatory elements in mRNAs. Here we present a computational study to detect functional RNA structures within the ENCODE regions of the human genome. Since structural RNAs in general lack characteristic signals in primary sequence, comparative approaches evaluating evolutionary conservation of structures are most promising. We have used three recently introduced programs based on either phylogenetic–stochastic context-free grammar (EvoFold) or energy directed folding (RNAz and AlifoldZ), yielding several thousand candidate structures (corresponding to ∼2.7% of the ENCODE regions). EvoFold has its highest sensitivity in highly conserved and relatively AU-rich regions, while RNAz favors slightly GC-rich regions, resulting in a relatively small overlap between methods. Comparison with the GENCODE annotation points to functional RNAs in all genomic contexts, with a slightly increased density in 3′-UTRs. While we estimate a significant false discovery rate of ∼50%–70% many of the predictions can be further substantiated by additional criteria: 248 loci are predicted by both RNAz and EvoFold, and an additional 239 RNAz or EvoFold predictions are supported by the (more stringent) AlifoldZ algorithm. Five hundred seventy RNAz structure predictions fall into regions that show signs of selection pressure also on the sequence level (i.e., conserved elements). More than 700 predictions overlap with noncoding transcripts detected by oligonucleotide tiling arrays. One hundred seventy-five selected candidates were tested by RT-PCR in six tissues, and expression could be verified in 43 cases (24.6%).

Determinants of the omega-3 index in a Mediterranean population at increased risk for CHD.

The omega-3 index, defined as the sum of EPA and DHA in erythrocyte membranes expressed as a percentage of total fatty acids, has been proposed as both a risk marker and risk factor for CHD death. A major determinant of the omega-3 index is EPA þ DHA intake, but the impact of other dietary fatty acids has not been investigated. In a cross-sectional study on 198 subjects (102 men and 96 women, mean age 66 years) at high cardiovascular risk living in Spain, the country with low rates of cardiac death despite a high prevalence of cardiovascular risk factors, dietary data were acquired from FFQ and blood cell membrane fatty acid composition was measured by GC. The average consumption of EPA þ DHA was 0·9 g/d and the mean omega-3 index was 7·1%. In multivariate models, EPA þ DHA intake was the main predictor of the omega-3 index but explained only 12% of its variability (P,0·001). No associations with other dietary fatty acids were observed. Although the single most influential determinant of the omega-3 index measured here was the intake of EPA þ DHA, it explained little of the former"s variability; hence, the effects of other factors (genetic, dietary and lifestyle) remain to be determined. Nevertheless, the high omega-3 index could at least partially explain the paradox of low rates of fatal CHD in Spain despite a high background prevalence of cardiovascular risk factors.