Matrizes iônicas: detecção e quantificação de cianotoxinas por maldi-ms

Abstract

The Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization technique was one of the ionization sources responsible for revolutionizing Mass Spectrometry, making possible its application to labile and high molecular weight molecules, such as proteins. Despite its great development, this technique still has some limitations like the selection of the matrix and the sample preparation method. These factors determine the reproducibility of analysis and the m/z application range. Initially, in this work, we analyzed different cyanobacteria strains by MALDI-TOF-MS, in order to check for new analytes to be monitored using ionic matrices. Subsequently, the characteristics of these matrices, the sample preparation method, the composition of the analyte and laser intensity of the MALDI source were evaluated aiming to select the best methodologies of analysis. After this step, the selected ionic matrices and methodologies have been applied in the detection and quantification of cianotoxins and analysis of pharmaceutical drugs by MALDI-MS. In this study we obtained as results: the differentiation of strains of cyanobacteria through the fingerprints obtained by MALDI-TOF-MS which allowed the detection of important metabolites; the detection of homoanatoxin-a, a low molecular weight cyanotoxin, directly from cyanobacteria cells; the development of a quantitative method for the analysis of microcystins with great precision; and the development of a new methodology for the detection of active compounds of medicines, increasing, therefore, the application range of MALDI technique.

A técnica de ionização MALDI (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization) foi uma das responsáveis por revolucionar a Espectrometria de Massas, tornando possível sua aplicação a moléculas termolábeis e de alta massa molecular, como as proteínas. Apesar de seu grande desenvolvimento, esta técnica ainda apresenta algumas limitações como a seleção da matriz utilizada e o método de preparo de amostras. Estes fatores são determinantes na reprodutibilidade da análise e na faixa de aplicação de m/z. Neste trabalho, inicialmente analisou-se diferentes linhagens de cianobactérias por MALDI-TOF-MS, com a finalidade de se buscar por novos analitos para os quais fosse possível o monitoramento utilizando-se as matrizes iônicas. Posteriormente avaliou-se as características destas matrizes, a metodologia de preparo de amostras, a composição do analito e a intensidade do laser da fonte de MALDI, com o objetivo de selecionar as melhores metodologias de análise. Após esta etapa, as matrizes iônicas e metodologias selecionadas foram aplicadas na detecção e quantificação de cianotoxinas e na análise de fármacos por MALDI-MS. Neste estudo obteve-se como resultados: a diferenciação de linhagens de cianobactérias através dos fingerprints obtidos por MALDI-TOF-MS que também permitiram a detecção de importantes metabólitos; a detecção da homoanatoxina-a, uma cianotoxina de baixa massa molecular, diretamente de células de cianobactérias; o desenvolvimento de um método quantitativo de análise de microcistinas com ótima precisão; e o desenvolvimento de uma metodologia inédita para a detecção dos componentes ativos de medicamentos, ampliando, portanto, o leque de aplicações da técnica de MALDI.