| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| ADVANCED CHIRAL AND METABOLOMICS ANALYTICAL STRATEGIES FOR THE CHARACTERIZATION OF
BIOLOGICAL SYSTEMS | | Autor/a | Adámez Rodríguez, Sandra | | Departamento | Química Analítica, Química Física e Ingeniería Química | | Director/a | Castro Puyana, María | | Codirector/a | Marina Alegre, María Luisa | | Fecha de defensa | 20-07-2026 | | Calificación | Sobresaliente cum laude | | Programa | Química (RD 99/2011) | | Mención internacional | Sí | | Resumen | La Química Analítica es una disciplina científica cuya finalidad es proporcionar herramientas potentes y fiables que permitan dar solución a numerosos retos que se plantean en la sociedad moderna. Dos de estos retos son el análisis quiral y el metabolómico, ambos de enorme relevancia para la caracterización de sistemas biológicos. El análisis quiral permite diferenciar entre los estereoisómeros de compuestos quirales, diferenciación que se hace imprescindible en diversos campos científicos (clínico, farmacéutico, medioambiental o alimentario) debido a las distintas propiedades que dichos isómeros pueden presentar. Las técnicas de electromigración capilares han demostrado poseer un enorme potencial para llevar a cabo este tipo de separaciones. Entre ellas, la cromatografía electrocinética (EKC) posee ventajas muy interesantes, como puede ser la posibilidad de cambiar de selector quiral simplemente añadiéndolo al medio de separación. Por su parte, la metabolómica es la tecnología ómica más estrechamente vinculada al fenotipo y permite monitorizar la progresión de alteraciones del organismo o proponer biomarcadores de patologías.
El Capítulo III describe el desarrollo de tres metodologías analíticas quirales por EKC con ciclodextrinas (CDs) como selectores quirales para la separación estereoselectiva de triptófano y metabolitos relacionados (5-hidroxitriptófano, quinurenina, y biopterina). Tras la evaluación de las características analíticas de las metodologías desarrolladas, se llevó a cabo su aplicación al análisis de muestras de orina humana y suplementos dietéticos. El Capítulo IV se centra en la evaluación de líquidos iónicos quirales basados en L-arginina como aditivos al medio de separación para desarrollar estrategias capaces de separar enantioméricamente cinco aminoácidos modelo (triptófano, fenilalanina, valina, aloisoleucina y norvalina). Para ello, se siguieron dos estrategias diferentes: (i) el uso combinado de [L-Arg][NTf₂] y [L-Arg][(NTf₂)₂] con hidroxipropil-γ-CD en un sistema de EKC, y (ii) el empleo de [TMA][L-Arg] con Cu(II) en un sistema de electroforesis capilar por intercambio de ligandos (LECE). La metodología desarrollada por LECE se aplicó a la determinación enantiomérica de norvalina en suplementos dietéticos.
En lo que se refiere a metabolómica, el Capítulo V presenta la implementación de una plataforma metabolómica no dirigida que combina la cromatografía líquida de alta eficacia en fase inversa (RPLC) o la cromatografía de interacción hidrofílica (HILIC) con la espectrometría de masas (MS) para investigar las alteraciones metabólicas inducidas por la inflamación en el desarrollo de la lesión renal aguda. Para ello, se diseñó un estudio in vitro en el que células tubulares proximales humanas HK-2 se trataron con citoquinas inflamatorias. Los resultados pusieron de manifiesto alteraciones del metabolismo energético, el deterioro del catabolismo de aminoácidos y el incremento del estrés oxidativo. En el Capítulo VI, se propone una estrategia metabolómica dirigida para la determinación de cuerpos cetónicos, que permite superar las limitaciones analíticas derivadas de la descarboxilación espontánea del acetoacetato (AcAc) para la realización de estudios de trazado isotópico, mediante dos contribuciones originales: la síntesis y caracterización de un AcAc deuterado (d3-AcAc) estable en D₂O como medio de reacción, y el desarrollo de un método por UHPLC-MS/MS que emplea d3-AcAc y [3,4,4,4-d4]β-hidroxibutirato como estándares internos para la cuantificación simultánea de cuerpos cetónicos marcados con ¹³C y no marcados. Una vez evaluadas las características analíticas del método desarrollado, este fue aplicado con éxito al análisis de muestras de suero de ratón tras inyección intraperitoneal de [U-¹³C₄]AcAc. |
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