MSc (Med), Molecular Medicine and Haematology, Faculty of Health Sciences, University of the Witwatersrand, 2009 / This study assessed the effect that certain logistical and methodological factors in the laboratory could have on influencing precision and accuracy of enumeration of CD4+ cells. The efficacy of a new blood stabiliser to extend the window of CD4 testing, was also evaluated. CD4+ counts were derived using the 2-colour Pan-leucogating, 4-colour TetraONE and MultiTEST/TruCount protocols on the EPICS-XL, FC-500 or FACSCalibur flow cytometers. Statistical analyses included the paired-t-test, Spearman’s correlation and Bland Altman comparisons. The results showed that the reliability of CD4+ count results was heavily dependent on how blood samples were handled prior to and after receipt into the laboratory and on how samples were processed and analysed. The factors, motion, operator pipetting and analysis skills, storage temperature, use of different protocols, different gating strategies and the use of different flow cytometers, were found to influence accurate and precise enumeration of CD4+ counts.

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The improvement of blood cell sorting techniques in recent years have attracted the attention of many researchers due to the possible benefits that these methods can lead in biology, regenerative medicine, materials science and therapeutic area. In this work a cell sorting technique based on filtration is described. The separation occurs by means of a microfluidic device, suitably designed, manufactured and tested, that is connected to an external experimental set-up. The fabrication process can be divided in two parts: at first it is described the manufacturing process of a filtering membrane, with holes of specific size that allow the passage of only certain cell types. Following the microfluidic device is fabricated through the mechanical micromilling. The membrane and the microdevice are suitably bonded and tested by means of an external connection with syringe pumps that inject blood samples at specific flow rates. The device is designed to separate blood cells and tumor cells only by using differences in size and shape. In particular during the first experiments red blood cells and platelets are sorted from white blood cells; in the other experiments red blood cells and platelets are separated from white blood cells and tumor cells. The microdevice has proven to be very efficient, in fact a capture efficiency of 99% is achieved. For this reason it could be used in identification and isolation of circulating tumor cells, a very rare cancer cell type whose presence in the bloodstream could be symptom of future solid tumor formation. The various experiments have also demonstrated that tumor cells survive even after the separation treatment, and then the suffered stress during the sorting process does not harm the biological sample.

INTRODUÇÃO: As mucopolissacaridoses (MPS) são doenças de depósito lisossômico, caracterizadas pela deficiência de enzimas lisossômicas envolvidas na degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs). O acúmulo anormal dessas macromoléculas no interior dos lisossomos provoca alterações estruturais e funcionais, de caráter multissistêmico e progressivo. Os GAGs acumulados também são excretados na urina, onde podem ser identificados através de diversos métodos bioquímicos. Estas doenças estão presentes em todos os grupos étnicos e a incidência conjunta das MPS, é estimada entre 1:10.000 a 1:25.000 nascidos vivos. (Baehner, 2005). A causa das MPS é a deficiência de uma enzima específica na rota de degradação dos GAGs. As MPS são classificadas segundo o tipo de substrato (GAGs) acumulado e a enzima específica deficiente. Na síndrome de Morquio A, ou mucopolissacaridose tipo IVA (MPS IVA), o substrato acumulado é o queratan sulfato e a enzima deficiente é a N-acetilgalactosamina-6-sulfatase. (GALNS). Os pacientes afetados por MPS IVA apresentam baixa estatura, disostose múltipla, opacidade de córnea, entre outros sinais e sintomas. O desenvolvimento psicomotor e mental é normal. O método de detecção inicial das MPS baseia-se na identificação dos GAGs, que são excretados em excesso na urina destes pacientes. A presença de queratan sulfato na eletroforese ou a detecção de níveis aumentados na dosagem quantitativa, direciona a investigação laboratorial para a MPS IV. O diagnóstico definitivo se estabelece através da medida da atividade enzimática em leucócitos ou fibroblastos, onde se constata a deficiência enzimática. OBJETIVOS: Este estudo teve como objetivo principal, tornar disponível um novo método, mais simples, rápido e acessível, para o diagnóstico bioquímico de mucopolissacaridose tipo IVA, utilizando amostras de sangue impregnadas em papel filtro (SIPF). MATERIAIS E MÉTODOS: Amostras de SIPF e leucócitos de 35 pacientes de ambos os sexos, com idade entre 3 e 47 anos, com diagnóstico previamente estabelecido de MPS IVA, pelo método convencional, em leucócitos e /ou fibroblastos, foram analisadas. Para o estabelecimento dos valores de referência, foram estudadas amostras de leucócitos e de SIPF de 54 indivíduos saudáveis (18-50 anos), de ambos os sexos. Após assinatura do termo de consentimento, amostras de sangue periférico de pacientes e controles, foram coletadas, para a obtenção de leucócitos e sangue impregnado em papel filtro.(SIPF). Os ensaios enzimáticos foram realizados nas amostras de leucócitos e SIPF, simultaneamente, para comparar os resultados. RESULTADOS: Os resultados obtidos nos ensaios enzimáticos de todos os pacientes apresentando MPS IVA, confirmaram a deficiência da atividade enzimática em ambos materiais (leucócitos e SIPF) com uma diferença estatisticamente significativa em relação ao grupo controle. (Mann-Witney U test, p< 0,001). Neste estudo, a medida de GALNS em amostras de SIPF permitiu a identificação dos pacientes com MPS IVA, com sensibilidade de 100 %. Os testes de estabilidade realizados nas amostras de SIPF indicaram que amostras coletadas para a medida da atividade de GALNS devem ser mantidas a 4ºC sempre que possível, sendo estáveis nesta temperatura por mais de 30 dias. CONCLUSÕES: Nas condições utilizadas, amostras de SIPF se mostraram adequadas para a identificação segura de pacientes com MPS tipo IVA. O método que utiliza amostras de SIPF é mais acessível e rápido, simplificando a etapa de coleta e transporte, podendo ser utilizado para detectar pacientes afetados, especialmente em áreas de difícil acesso para a coleta e transporte de amostras líquidas. / INTRODUCTION: Mucopolysaccharidosis (MPS) are lysosomal deposit diseases characterized by lysosomal enzymes deficiency involved in the degradation of glycosaminoglycans (GAGs). The abnormal accumulation of these macromolecules inside the lysosomes provokes structural and functional alterations multi-systemically and progressively. The accumulated GAGs are also excreted in the urine, where they may be identified through many different biochemical methods. These diseases occur among all ethnical groups and the combined incidence of MPS is estimated at 1:10.000 to 1:25.000 live births. (Baehner, 2005). The MPS’ cause is the deficiency of a specific enzyme in the GAGs degradation route. The MPS are classified according to a type of substrate accumulated (GAGs) and the deficiency of a specific enzyme. In Morquio syndrome A or Mucopolysaccharidosis type IVA (MPS IVA), the accumulated substrate is the keratan sulfate and the deficient enzyme is the N-acetylgalactosamine-6-sulfatase (GALNS). The patients affected by MPS IVA present short stature, dysostosis multiplex, corneal opacity, among others signs and symptoms. The cognitive and mental developments are normal. The MPS initial detection method is based on the identification of the GAGs which are excreted in the patients’ urine. The presence of the keratan sulphate in the electrophoresis or the detection of the increased levels in the quantitative dosage directs the laboratory investigation to MPS IV. The definitive diagnosis is established through measuring the enzymatic activity in leukocytes or fibroblasts, in which the enzymatic deficiency is proved. OBJECTIVE: This study’s main purpose is to offer an original, simpler, faster and more accessible method for biochemical diagnosis of Mucopolysaccharidosis type IVA using dried blood samples (DBS). MATERIALS AND METHODS: DBS and leukocytes from 35 patients from both sexes between 3 and 47 years of age with previously established diagnosis of MPS IVA through the conventional method in leukocytes and/or fibroblasts were analyzed. In order to establish reference values DBS and leukocytes samples from 54 healthy people (18-50 years of age) from both sexes were studied. After signing a paper consent form, peripheral blood samples from patients and controls were collected for obtaining leukocytes and dried blood samples (DBS). To validate the method, we made a simultaneous GALNS assay in leukocytes and DBS. RESULTS: The results obtained in the enzymatic assays from all patients presenting MPS IVA confirmed the deficiency of enzymatic activity in both materials (leukocytes and DBS) with a significant statistical difference in relation to the control group. (Mann-Witney U tes, p< 0,001). In this study, the quantity of GALNS in DBS allowed the identification of patients with MPS IVA with sensibility of 100%. The stability tests indicate that DBS samples collected for measuring the activity of GALNS must be kept at 4ºC whenever possible, being stable in this temperature for more than 30 days. CONCLUSION: In the used conditions, DBS were adequate for a safe identification of patients with MPS type IVA. The method which utilizes DBS is cheaper and faster, what simplifies the collection and transportation stage and can be used to detect affected patients especially in difficult access areas for the collection and transportation of liquid samples.

INTRODUÇÃO: As mucopolissacaridoses (MPS) são doenças de depósito lisossômico, caracterizadas pela deficiência de enzimas lisossômicas envolvidas na degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs). O acúmulo anormal dessas macromoléculas no interior dos lisossomos provoca alterações estruturais e funcionais, de caráter multissistêmico e progressivo. Os GAGs acumulados também são excretados na urina, onde podem ser identificados através de diversos métodos bioquímicos. Estas doenças estão presentes em todos os grupos étnicos e a incidência conjunta das MPS, é estimada entre 1:10.000 a 1:25.000 nascidos vivos. (Baehner, 2005). A causa das MPS é a deficiência de uma enzima específica na rota de degradação dos GAGs. As MPS são classificadas segundo o tipo de substrato (GAGs) acumulado e a enzima específica deficiente. Na síndrome de Morquio A, ou mucopolissacaridose tipo IVA (MPS IVA), o substrato acumulado é o queratan sulfato e a enzima deficiente é a N-acetilgalactosamina-6-sulfatase. (GALNS). Os pacientes afetados por MPS IVA apresentam baixa estatura, disostose múltipla, opacidade de córnea, entre outros sinais e sintomas. O desenvolvimento psicomotor e mental é normal. O método de detecção inicial das MPS baseia-se na identificação dos GAGs, que são excretados em excesso na urina destes pacientes. A presença de queratan sulfato na eletroforese ou a detecção de níveis aumentados na dosagem quantitativa, direciona a investigação laboratorial para a MPS IV. O diagnóstico definitivo se estabelece através da medida da atividade enzimática em leucócitos ou fibroblastos, onde se constata a deficiência enzimática. OBJETIVOS: Este estudo teve como objetivo principal, tornar disponível um novo método, mais simples, rápido e acessível, para o diagnóstico bioquímico de mucopolissacaridose tipo IVA, utilizando amostras de sangue impregnadas em papel filtro (SIPF). MATERIAIS E MÉTODOS: Amostras de SIPF e leucócitos de 35 pacientes de ambos os sexos, com idade entre 3 e 47 anos, com diagnóstico previamente estabelecido de MPS IVA, pelo método convencional, em leucócitos e /ou fibroblastos, foram analisadas. Para o estabelecimento dos valores de referência, foram estudadas amostras de leucócitos e de SIPF de 54 indivíduos saudáveis (18-50 anos), de ambos os sexos. Após assinatura do termo de consentimento, amostras de sangue periférico de pacientes e controles, foram coletadas, para a obtenção de leucócitos e sangue impregnado em papel filtro.(SIPF). Os ensaios enzimáticos foram realizados nas amostras de leucócitos e SIPF, simultaneamente, para comparar os resultados. RESULTADOS: Os resultados obtidos nos ensaios enzimáticos de todos os pacientes apresentando MPS IVA, confirmaram a deficiência da atividade enzimática em ambos materiais (leucócitos e SIPF) com uma diferença estatisticamente significativa em relação ao grupo controle. (Mann-Witney U test, p< 0,001). Neste estudo, a medida de GALNS em amostras de SIPF permitiu a identificação dos pacientes com MPS IVA, com sensibilidade de 100 %. Os testes de estabilidade realizados nas amostras de SIPF indicaram que amostras coletadas para a medida da atividade de GALNS devem ser mantidas a 4ºC sempre que possível, sendo estáveis nesta temperatura por mais de 30 dias. CONCLUSÕES: Nas condições utilizadas, amostras de SIPF se mostraram adequadas para a identificação segura de pacientes com MPS tipo IVA. O método que utiliza amostras de SIPF é mais acessível e rápido, simplificando a etapa de coleta e transporte, podendo ser utilizado para detectar pacientes afetados, especialmente em áreas de difícil acesso para a coleta e transporte de amostras líquidas. / INTRODUCTION: Mucopolysaccharidosis (MPS) are lysosomal deposit diseases characterized by lysosomal enzymes deficiency involved in the degradation of glycosaminoglycans (GAGs). The abnormal accumulation of these macromolecules inside the lysosomes provokes structural and functional alterations multi-systemically and progressively. The accumulated GAGs are also excreted in the urine, where they may be identified through many different biochemical methods. These diseases occur among all ethnical groups and the combined incidence of MPS is estimated at 1:10.000 to 1:25.000 live births. (Baehner, 2005). The MPS’ cause is the deficiency of a specific enzyme in the GAGs degradation route. The MPS are classified according to a type of substrate accumulated (GAGs) and the deficiency of a specific enzyme. In Morquio syndrome A or Mucopolysaccharidosis type IVA (MPS IVA), the accumulated substrate is the keratan sulfate and the deficient enzyme is the N-acetylgalactosamine-6-sulfatase (GALNS). The patients affected by MPS IVA present short stature, dysostosis multiplex, corneal opacity, among others signs and symptoms. The cognitive and mental developments are normal. The MPS initial detection method is based on the identification of the GAGs which are excreted in the patients’ urine. The presence of the keratan sulphate in the electrophoresis or the detection of the increased levels in the quantitative dosage directs the laboratory investigation to MPS IV. The definitive diagnosis is established through measuring the enzymatic activity in leukocytes or fibroblasts, in which the enzymatic deficiency is proved. OBJECTIVE: This study’s main purpose is to offer an original, simpler, faster and more accessible method for biochemical diagnosis of Mucopolysaccharidosis type IVA using dried blood samples (DBS). MATERIALS AND METHODS: DBS and leukocytes from 35 patients from both sexes between 3 and 47 years of age with previously established diagnosis of MPS IVA through the conventional method in leukocytes and/or fibroblasts were analyzed. In order to establish reference values DBS and leukocytes samples from 54 healthy people (18-50 years of age) from both sexes were studied. After signing a paper consent form, peripheral blood samples from patients and controls were collected for obtaining leukocytes and dried blood samples (DBS). To validate the method, we made a simultaneous GALNS assay in leukocytes and DBS. RESULTS: The results obtained in the enzymatic assays from all patients presenting MPS IVA confirmed the deficiency of enzymatic activity in both materials (leukocytes and DBS) with a significant statistical difference in relation to the control group. (Mann-Witney U tes, p< 0,001). In this study, the quantity of GALNS in DBS allowed the identification of patients with MPS IVA with sensibility of 100%. The stability tests indicate that DBS samples collected for measuring the activity of GALNS must be kept at 4ºC whenever possible, being stable in this temperature for more than 30 days. CONCLUSION: In the used conditions, DBS were adequate for a safe identification of patients with MPS type IVA. The method which utilizes DBS is cheaper and faster, what simplifies the collection and transportation stage and can be used to detect affected patients especially in difficult access areas for the collection and transportation of liquid samples.

INTRODUÇÃO: As mucopolissacaridoses (MPS) são doenças de depósito lisossômico, caracterizadas pela deficiência de enzimas lisossômicas envolvidas na degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs). O acúmulo anormal dessas macromoléculas no interior dos lisossomos provoca alterações estruturais e funcionais, de caráter multissistêmico e progressivo. Os GAGs acumulados também são excretados na urina, onde podem ser identificados através de diversos métodos bioquímicos. Estas doenças estão presentes em todos os grupos étnicos e a incidência conjunta das MPS, é estimada entre 1:10.000 a 1:25.000 nascidos vivos. (Baehner, 2005). A causa das MPS é a deficiência de uma enzima específica na rota de degradação dos GAGs. As MPS são classificadas segundo o tipo de substrato (GAGs) acumulado e a enzima específica deficiente. Na síndrome de Morquio A, ou mucopolissacaridose tipo IVA (MPS IVA), o substrato acumulado é o queratan sulfato e a enzima deficiente é a N-acetilgalactosamina-6-sulfatase. (GALNS). Os pacientes afetados por MPS IVA apresentam baixa estatura, disostose múltipla, opacidade de córnea, entre outros sinais e sintomas. O desenvolvimento psicomotor e mental é normal. O método de detecção inicial das MPS baseia-se na identificação dos GAGs, que são excretados em excesso na urina destes pacientes. A presença de queratan sulfato na eletroforese ou a detecção de níveis aumentados na dosagem quantitativa, direciona a investigação laboratorial para a MPS IV. O diagnóstico definitivo se estabelece através da medida da atividade enzimática em leucócitos ou fibroblastos, onde se constata a deficiência enzimática. OBJETIVOS: Este estudo teve como objetivo principal, tornar disponível um novo método, mais simples, rápido e acessível, para o diagnóstico bioquímico de mucopolissacaridose tipo IVA, utilizando amostras de sangue impregnadas em papel filtro (SIPF). MATERIAIS E MÉTODOS: Amostras de SIPF e leucócitos de 35 pacientes de ambos os sexos, com idade entre 3 e 47 anos, com diagnóstico previamente estabelecido de MPS IVA, pelo método convencional, em leucócitos e /ou fibroblastos, foram analisadas. Para o estabelecimento dos valores de referência, foram estudadas amostras de leucócitos e de SIPF de 54 indivíduos saudáveis (18-50 anos), de ambos os sexos. Após assinatura do termo de consentimento, amostras de sangue periférico de pacientes e controles, foram coletadas, para a obtenção de leucócitos e sangue impregnado em papel filtro.(SIPF). Os ensaios enzimáticos foram realizados nas amostras de leucócitos e SIPF, simultaneamente, para comparar os resultados. RESULTADOS: Os resultados obtidos nos ensaios enzimáticos de todos os pacientes apresentando MPS IVA, confirmaram a deficiência da atividade enzimática em ambos materiais (leucócitos e SIPF) com uma diferença estatisticamente significativa em relação ao grupo controle. (Mann-Witney U test, p< 0,001). Neste estudo, a medida de GALNS em amostras de SIPF permitiu a identificação dos pacientes com MPS IVA, com sensibilidade de 100 %. Os testes de estabilidade realizados nas amostras de SIPF indicaram que amostras coletadas para a medida da atividade de GALNS devem ser mantidas a 4ºC sempre que possível, sendo estáveis nesta temperatura por mais de 30 dias. CONCLUSÕES: Nas condições utilizadas, amostras de SIPF se mostraram adequadas para a identificação segura de pacientes com MPS tipo IVA. O método que utiliza amostras de SIPF é mais acessível e rápido, simplificando a etapa de coleta e transporte, podendo ser utilizado para detectar pacientes afetados, especialmente em áreas de difícil acesso para a coleta e transporte de amostras líquidas. / INTRODUCTION: Mucopolysaccharidosis (MPS) are lysosomal deposit diseases characterized by lysosomal enzymes deficiency involved in the degradation of glycosaminoglycans (GAGs). The abnormal accumulation of these macromolecules inside the lysosomes provokes structural and functional alterations multi-systemically and progressively. The accumulated GAGs are also excreted in the urine, where they may be identified through many different biochemical methods. These diseases occur among all ethnical groups and the combined incidence of MPS is estimated at 1:10.000 to 1:25.000 live births. (Baehner, 2005). The MPS’ cause is the deficiency of a specific enzyme in the GAGs degradation route. The MPS are classified according to a type of substrate accumulated (GAGs) and the deficiency of a specific enzyme. In Morquio syndrome A or Mucopolysaccharidosis type IVA (MPS IVA), the accumulated substrate is the keratan sulfate and the deficient enzyme is the N-acetylgalactosamine-6-sulfatase (GALNS). The patients affected by MPS IVA present short stature, dysostosis multiplex, corneal opacity, among others signs and symptoms. The cognitive and mental developments are normal. The MPS initial detection method is based on the identification of the GAGs which are excreted in the patients’ urine. The presence of the keratan sulphate in the electrophoresis or the detection of the increased levels in the quantitative dosage directs the laboratory investigation to MPS IV. The definitive diagnosis is established through measuring the enzymatic activity in leukocytes or fibroblasts, in which the enzymatic deficiency is proved. OBJECTIVE: This study’s main purpose is to offer an original, simpler, faster and more accessible method for biochemical diagnosis of Mucopolysaccharidosis type IVA using dried blood samples (DBS). MATERIALS AND METHODS: DBS and leukocytes from 35 patients from both sexes between 3 and 47 years of age with previously established diagnosis of MPS IVA through the conventional method in leukocytes and/or fibroblasts were analyzed. In order to establish reference values DBS and leukocytes samples from 54 healthy people (18-50 years of age) from both sexes were studied. After signing a paper consent form, peripheral blood samples from patients and controls were collected for obtaining leukocytes and dried blood samples (DBS). To validate the method, we made a simultaneous GALNS assay in leukocytes and DBS. RESULTS: The results obtained in the enzymatic assays from all patients presenting MPS IVA confirmed the deficiency of enzymatic activity in both materials (leukocytes and DBS) with a significant statistical difference in relation to the control group. (Mann-Witney U tes, p< 0,001). In this study, the quantity of GALNS in DBS allowed the identification of patients with MPS IVA with sensibility of 100%. The stability tests indicate that DBS samples collected for measuring the activity of GALNS must be kept at 4ºC whenever possible, being stable in this temperature for more than 30 days. CONCLUSION: In the used conditions, DBS were adequate for a safe identification of patients with MPS type IVA. The method which utilizes DBS is cheaper and faster, what simplifies the collection and transportation stage and can be used to detect affected patients especially in difficult access areas for the collection and transportation of liquid samples.

<p> We aimed to examine the satellite cell response and the potential of HGF signaling in mediating satellite cell activation and proliferation. To achieve this, we determined the time course of satellite cell activation and expression of HGF, HGFA, HAI-l, HAI-2 and the MRFs in skeletal muscle, as well as HGF protein in the blood, before and over five days following an acute bout of eccentrically-biased exercise. Eight recreationally active participants (20.6 ± 2.1 y; 180.5 ± 5.2 cm; 81.4 ± 9.8 kg) were recruited for the study. Subjects were required to perform 300 eccentric contractions involving the quadriceps femoris muscles at 180 °/s, over a 60° range of motion with a randomly selected leg. A baseline biopsy (PRE) was taken from the opposite leg. Muscle and blood samples were taken before the exercise (PRE) and at 4 h (T4), 24 h (T24), 72 h (T72) and 120 h (T120) following the exercise. The exercise protocol resulted in an increase in the number of satellite cells (N-CAM labeled cells), expressed both relative to myofiber number and relative to total myonuclei, between PRE and T4 which was sustained over the time course (p<0.001). Further increases in N-CAM labeled cells, expressed relative to myofibre cross-section, were observed between T4 and T24 (p=0.01) and between T4 and T72 (p=0.002). Myf5 mRNA expression increased significantly from both PRE and T4 by T24 (p=0.04). MyoD mRNA increased significantly from PRE by T4 (p=0.02). Myogenin mRNA increased significantly at T24 versus PRE (p=0.02). No significant change was observed over time for MRF4. HGF protein increased significantly in serum from baseline (PRE) to T4 (p=0.04). Active HGF protein was detected in skeletal muscle at rest (14.4±1.3 avg IDV/actin avg IDV) and tended to increase from PRE to T24 (p=0.12). HGFA protein increased significantly from PRE to T24 (p=0.04). HAI-2 increased significantly from PRE at T72 (p=0.03) and T120 (p=0.04). HAI-1 protein increased significantly from PRE to T24 (p=0.02). HAI-2 (32 kDa) increased significantly from baseline (PRE) by T24 (p=0.03), and also by T72 and T120 (p=0.02). HAI-2 (28 kDa) protein showed no significant change over time HGF, HGFA, HAI-1, and HAI-2 transcripts were undetected over the time course. We conclude that a single bout of high-intensity exercise is sufficient to activate satellite cells, which may involve both a local and systemic response to exercise-induced injury. Furthermore, we propose that HGF signaling plays an important role in the regulation of satellite cells in the post exercise period.</p> / Thesis / Master of Science (MSc)

A técnica analítica mais utilizada para o monitoramento de exposição a metais tóxicos ou para avaliação de deficiência a elementos essenciais é a espectrometria de absorção atômica chama (FAAS) ou com forno de grafite (GF AAS). Entretanto, cada vez mais os laboratórios de pesquisa na área clínica estão mudando seus métodos de análise, baseados nestas técnicas, para a utilização da espectrometria de massas com plasma acoplado (ICP-MS). Isso vem acontecendo porque o ICP-MS permite a determinação de elementos químicos, em diversas matrizes, numa ampla faixa de concentração (ng L-1 a mg L-1), além de possibilitar alta rapidez de análise, capacidade multielementar e limites de detecção menores que outras técnicas analíticas. Uma das principais características do método a ser utilizado para a análise de elementos químicos em rotina por ICP-MS é que ele seja rápido, com o mínimo de manipulação da amostra. Neste sentido, métodos que propõem a análise direta de amostra são mais atrativos. Todavia, ainda é limitado o número de métodos que propõem análise direta de fluidos biológicos por ICP-MS. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um método para análise direta de sangue por ICP-MS para determinação de Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni, Pb e Se. Para isso, amostras de sangue (200 µL) foram misturadas com 500 µL de hidróxido de tetrametilamônio (TMAH) (10% v/v) e incubadas por 10 minutos. Posteriormente, a solução resultante foi diluída para 10 mL com uma solução contendo 0,05% m/v EDTA; 0,005% v/v Triton® X-100. Em seguida, as amostras foram analisadas diretamente por ICP-MS (ELAN DRC II). Ródio (Rh) foi usado como padrão interno e a calibração das amostras foi feita por meio de ajuste de matriz com sangue base ovino. Os limites de detecção (LD) do método foram de 0,008; 0,02; 0,004; 0,009; 0,003; 0,09; 0,04; 0,1 µg L-1 para Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni, Pb and Se, respectivamente. A validação dos resultados foi realizada com análise de um material de referência de sangue do Programa de Proficiência do Institut National de Santé Publique du Quebec, no Canadá. Validação adicional foi obtida pela comparação dos resultados obtidos pela análise de 20 amostras de sangue pelo método proposto e pela técnica de GF AAS. O método foi também comparado a outros dois existentes na literatura e comumente utilizados em laboratórios dos Estados Unidos e Suécia, apresentando limites de detecção comparáveis ou melhores e melhores exatidão e precisão. / The most used analytical technique for monitoring the exposure to toxic metals or for the assessment of the deficiency of essentials elements is the atomic absorption spectrometry with flame (FAAS) or graphite furnace (GF AAS). However, more and more clinical laboratories are changing their methods of analysis, based on this technique, to methods using inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). It occurs because ICP-MS allows the determination of chemical elements in various types of samples, at concentrations in a wide linear range (ng L-1 to mg L-1), providing high-throughput analysis with multielemental capability with lower detection limits. However, for routine porpuses the method of choice must be fast with minimal sample manipulation.On the other hand, the number of methods proposing direct introduction of biological fluids to the ICP-MS are still limited. This work aimed the development of a method for the direct analysis of blood samples by ICP-MS for the determination of Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni, Pb and Se. For this, blood samples (200 L) were mixed with 500 L of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (10% v/v) and left at room temperature during 10 minutes. Subsequently, the resulting solution was diluted to 10 mL with a solution containing 0.05% m/v EDTA + 0005% v / v Triton ® X-100. Thus the samples were analyzed directly by ICP-MS (ELAN DRC II). Rhodium (Rh) was used as internal standard with matrix matching calibration. The method detection limits were: 0.008, 0.02, 0.004, 0.009, 0.003, 0.09, 0.04, 0.1 µg L-1 for Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni , Pb, and Se respectively. Method validation was acquired with the analysis of blood reference material provided by the Institut National de Santé Publique du Quebec, Canada. Furthermore, for additional validation 20 ordinary blood samples were analyzed by the proposed method and by GF AAS. The method was also compared with two existing methods in the literature and commonly used in laboratories in the United States and Sweden where comparable or better detection limits and better accuracy and precision were obtained.

A técnica analítica mais utilizada para o monitoramento de exposição a metais tóxicos ou para avaliação de deficiência a elementos essenciais é a espectrometria de absorção atômica chama (FAAS) ou com forno de grafite (GF AAS). Entretanto, cada vez mais os laboratórios de pesquisa na área clínica estão mudando seus métodos de análise, baseados nestas técnicas, para a utilização da espectrometria de massas com plasma acoplado (ICP-MS). Isso vem acontecendo porque o ICP-MS permite a determinação de elementos químicos, em diversas matrizes, numa ampla faixa de concentração (ng L-1 a mg L-1), além de possibilitar alta rapidez de análise, capacidade multielementar e limites de detecção menores que outras técnicas analíticas. Uma das principais características do método a ser utilizado para a análise de elementos químicos em rotina por ICP-MS é que ele seja rápido, com o mínimo de manipulação da amostra. Neste sentido, métodos que propõem a análise direta de amostra são mais atrativos. Todavia, ainda é limitado o número de métodos que propõem análise direta de fluidos biológicos por ICP-MS. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um método para análise direta de sangue por ICP-MS para determinação de Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni, Pb e Se. Para isso, amostras de sangue (200 µL) foram misturadas com 500 µL de hidróxido de tetrametilamônio (TMAH) (10% v/v) e incubadas por 10 minutos. Posteriormente, a solução resultante foi diluída para 10 mL com uma solução contendo 0,05% m/v EDTA; 0,005% v/v Triton® X-100. Em seguida, as amostras foram analisadas diretamente por ICP-MS (ELAN DRC II). Ródio (Rh) foi usado como padrão interno e a calibração das amostras foi feita por meio de ajuste de matriz com sangue base ovino. Os limites de detecção (LD) do método foram de 0,008; 0,02; 0,004; 0,009; 0,003; 0,09; 0,04; 0,1 µg L-1 para Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni, Pb and Se, respectivamente. A validação dos resultados foi realizada com análise de um material de referência de sangue do Programa de Proficiência do Institut National de Santé Publique du Quebec, no Canadá. Validação adicional foi obtida pela comparação dos resultados obtidos pela análise de 20 amostras de sangue pelo método proposto e pela técnica de GF AAS. O método foi também comparado a outros dois existentes na literatura e comumente utilizados em laboratórios dos Estados Unidos e Suécia, apresentando limites de detecção comparáveis ou melhores e melhores exatidão e precisão. / The most used analytical technique for monitoring the exposure to toxic metals or for the assessment of the deficiency of essentials elements is the atomic absorption spectrometry with flame (FAAS) or graphite furnace (GF AAS). However, more and more clinical laboratories are changing their methods of analysis, based on this technique, to methods using inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). It occurs because ICP-MS allows the determination of chemical elements in various types of samples, at concentrations in a wide linear range (ng L-1 to mg L-1), providing high-throughput analysis with multielemental capability with lower detection limits. However, for routine porpuses the method of choice must be fast with minimal sample manipulation.On the other hand, the number of methods proposing direct introduction of biological fluids to the ICP-MS are still limited. This work aimed the development of a method for the direct analysis of blood samples by ICP-MS for the determination of Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni, Pb and Se. For this, blood samples (200 L) were mixed with 500 L of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (10% v/v) and left at room temperature during 10 minutes. Subsequently, the resulting solution was diluted to 10 mL with a solution containing 0.05% m/v EDTA + 0005% v / v Triton ® X-100. Thus the samples were analyzed directly by ICP-MS (ELAN DRC II). Rhodium (Rh) was used as internal standard with matrix matching calibration. The method detection limits were: 0.008, 0.02, 0.004, 0.009, 0.003, 0.09, 0.04, 0.1 µg L-1 for Ag, As, Cd, Co, Mn, Ni , Pb, and Se respectively. Method validation was acquired with the analysis of blood reference material provided by the Institut National de Santé Publique du Quebec, Canada. Furthermore, for additional validation 20 ordinary blood samples were analyzed by the proposed method and by GF AAS. The method was also compared with two existing methods in the literature and commonly used in laboratories in the United States and Sweden where comparable or better detection limits and better accuracy and precision were obtained.

Das Problem des Missbrauchs von Erythropoietin (EPO) als Dopingsubstanz zur Steigerung der Ausdauerleistung wurde schlagartig weltweit durch den Skandal zur Tour de France 1998 bekannt. Das Internationale Olympische Komitee (IOC) führte ab 1992 Erythropoietin explizit auf der Liste der verbotenen Wirkstoffe auf, ohne des es möglich war zwischen den rekombinantem und dem körpereigene Erythropoietin zu unterscheiden. Bei der im Institut für Dopinganalytik und Sportbiochemie Kreischa durchgeführten Arbeit wurden zwei generelle Strategien verfolgt: zum einen ein indirekter Nachweis des rhEPO, basisierend auf dessen Auswirkungen auf die Erythropoese, und zum anderen der direkte Nachweis des Unterschieds zwischen rekombinantem und humanem Erythropoietin. In der ersten durchgeführten Populationsuntersuchung von 229 Leistungssportlern konnte bei der Auswertung der Daten lediglich eine signifikante Erhöhung des löslichen Transferrinrezeptors (sTfR) bei den Ausdauerathleten gefunden werden, während sich die hämatologischen Parameter nicht unterschieden. In der anschließenden Verlaufsuntersuchung von Ausdauerathleten des Deutschen Leichtathletikverbandes wurden zusätzlich zu den bereits in der Populationsstudie untersuchten Parametern erstmalig von Hochleistungs-athleten Retikulozyten und deren Reifeparameter untersucht. Bei den Hochleistungs-sportlern konnten, insbesondere für die Retikulozyten-parameter, über den Zeitraum der Studie konstante Werte gefunden werden. Die Untersuchung der zirkadianen Rhythmik zeigte lediglich für den Parameter Erythropoietin einen signifikante Veränderung mit einem Maximum in den späten Abendstunden (20:00 bis 23:00 Uhr) erreichte. Die Untersuchung der Variation der indirekten Parameter über den Zeitraum eines Jahres zeigte, dass im Gegensatz zu der Verlaufsuntersuchung der DLV-Athleten, bei der der längste Untersuchungs-zeitraum sechs Monate betrug, eine Veränderung aller Parameter, mit Ausnahme von Erythropoietin, bestand. Bei der Auswertung der Belastungsstudien wurde für die gut trainierten Athleten nur ein geringer Einfluss auf die hämatologischen Parameter gefunden, während bei einigen Retikulozytenparametern signifikante Erhöhungen durch die Belastung festgestellt werden konnten. Mit der Etablierung der direkten Nachweismethode für EPO im Urin und der Anpassung der ursprünglichen Methode an das neue Präparat ARANESP, ein modifiziertes EPO, änderte sich die Aufgabenstellung für die indirekten Parameter, da es ab sofort möglich war eine große Anzahl Proben unter Verwendung von niedrigeren Grenzwerten zu screenen. Anhand der Werte der weltbesten Ausdauerathleten wurden allgemein gültige Grenzwerte und eine globale Strategie für ein Screening aufgestellt. Bei einem auffälligen Befund würde in jedem Fall die korrespondierende Urinprobe mittels der direkten Methode untersucht und erst mit dem Nachweis des rekombinanten Erythropoietins als positiv bewertet werden. Zusätzlich zu den indirekten Parametern wurden Untersuchungen hinsichtlich des direkten Nachweis, d. h. der Anreicherung von Erythropoietin und einer massenspektrometrischen Analyse einzelner Glykanketten, durchgeführt, bei denen mit der Kombination Nanospray und TOF-MS die notwendigen Nachweisgrenzen erreicht werden konnten. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass ausgewählter Blutparameter sehr gut geeignet sind, um als Screeningmethode für erythropoesesteigernde Substanzen zu dienen. Im Gegensatz zur Methode des direkten Nachweises von EPO im Urin, die durch die Verfügbarkeit der Referenzsubstanzen limitiert ist, bietet der indirekte Nachweis über Blutparameter den Vorteil, Veränderungen des erythropoetischen Systems, verursacht durch neue Substanzen oder Methoden, erfassen zu können.