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Previous issue date: 2018-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta tese demonstra o desenvolvimento de novas metodologias instrumentais como:
espectroscopias no infravermelho próximo e médio, de fluorescência molecular e voltametria
de pulso diferencial, combinadas a técnicas de classificação multivariada e seleção de
variáveis, aplicadas a sistema biológico como tecido, larvas de mosca e plasma sanguíneo.
Em um primeiro estudo, a espectroscopia NIR foi utilizada para obtenção de espectros de
crânio de rato saudáveis e com defeito crítico. Modelos multivariados de classificação foram
construídos, visando uma metodologia alternativa para estimar a taxa de sucesso do reparo
ósseo através dos tratamentos com laser de baixa intensidade e colágeno. Os algoritmos PCA- LDA, SPA-LDA e GA-LDA foram aplicados como ferramentas de classificação e seus
desempenhos comparados. De maneira geral, os modelos foram capazes de classificar o grupo
controle dos demais mostrando eficiência na avaliação da cicatrização de feridas em defeito
craniano de rato. Em um segundo estudo, a espectroscopia ATR-FTIR foi utilizada para
obtenção de espectros de plasmas sanguíneos de idosos saudáveis e portadores de sarcopenia. Modelos multivariados de classificação foram construídos, visando uma metodologia de
diagnóstico para triagem de idosos sarcopênicos. Os algoritmos PCA-LDA, SPA-LDA e GALDA
foram aplicados como ferramentas de classificação e seus desempenhos comparados. De
maneira geral, os resultados obtidos através do algoritmo de seleção de variáveis SPA-LDA e
GA-LDA foram os mais satisfatórios alcançando sensibilidade de 86,7%, pois puderam ser
relacionadas a grupos funcionais pertencentes a diferentes biomoléculas e possíveis
biomarcadores. Em um terceiro estudo, a voltametria de pulso diferencial e matrizes de
excitação/emissão de fluorescência molecular foram obtidas para extratos de larvas de mosca
controle e contendo o fármaco flunitrazepam. Foi avaliado o desempenho dos algoritmos de
classificação com métodos de seleção de variáveis e funções discriminante linear
(sensibilidade de 90%) e quadrática (sensibilidade de 100%) para os voltamogramas e o
algoritmo 2D-LDA (sensibilidade de 100%) comparado ao PARAFAC-LDA (sensibilidade
de 40%) para classificação entre os grupos investigado. Os resultados sugerem que métodos
espectroscópicos e eletroquímicos somados à análise multivariada são capazes de minerar
informações relevantes a cerca do entendimento da dinâmica biológica de diversos
organismos, como também contribuir com o sistema de saúde pública na identificação de
sarcopenia em idosos e classificar insetos contendo drogas. / This thesis demonstrates the development of new instrumental methodologies such as: near
and medium infrared spectroscopy, molecular fluorescence and differential pulse
voltammetry, combined with multivariate classification and variable selection techniques
applied to biological system such as tissue, fly larvae and blood plasma. In a first study, NIR
spectroscopy was used to obtain healthy and critically defective rat skull spectra. Multivariate
classification models were constructed, aiming at an alternative methodology to estimate the
success rate of bone repair through low intensity laser and collagen treatments. The
algorithms PCA-LDA, SPA-LDA and GA-LDA were applied as classification tools and their
comparative performances. In general, the models were able to classify the control group of
the others showing efficiency in the evaluation of wound healing in rat cranial defect. In a
second study, ATR-FTIR spectroscopy was used to obtain blood plasma spectra of healthy
elderly patients with sarcopenia. Multivariate classification models were constructed, aiming
at a diagnostic methodology for screening of sarcopenic elderly. The algorithms PCA-LDA,
SPA-LDA and GA-LDA were applied as classification tools and their comparative
performances. In general, the results obtained through the SPA-LDA and GA-LDA variable
selection algorithm were the most satisfactory, achieving sensitivity of 86.7%, since they
could be related to functional groups belonging to different biomolecules and possible
biomarkers. In a third study, differential pulse voltammetry and molecular fluorescence
excitation / emission matrices were obtained for extracts of control fly larvae and containing
the drug flunitrazepam. The performance of classification algorithms was evaluated using
linear discriminant (90% sensitivity) and quadratic (100% sensitivity) methods for the
voltamograms and the 2D-LDA algorithm (sensitivity of 100%) compared to PARAFAC -
LDA (sensitivity of 40%) for classification between the groups investigated. The results
suggest that spectroscopic and electrochemical methods added to the multivariate analysis are
capable of mining relevant information about the understanding of the biological dynamics of
several organisms, as well as contributing to the public health system in the identification of
sarcopenia in the elderly and classify insects with drugs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/25444 |
| Date | 16 March 2018 |
| Creators | Lima, Leomir Aires Silva de |
| Contributors | 03144855464, Menezes, Fabricio Gava, 03114939988, Gama, Renata Antonaci, 03893282602, Silva, Edvan Cirino da, 55227872449, Lemos, Sherlan Guimarães, 73893609334, Gasparotto, Luiz Henrique da Silva, Lima, Kassio Michell Gomes de |
| Publisher | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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