Bronkoalveolar lavaj sıvılarında nitrozaminler ve nitrotirozinin belirlenmesi
Determination of nitrosamines and nitrotyrosine in bronchoalveolar lavage fluids
Yazar: SİNEM ÇOLAK
Danışman: PROF. DR. MEHMET AKYÜZ
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmanın amacı, akciğer hastalıkları ile tümör oluşumuna neden olduğu düşünülen uçucu ve tütüne özgü kanserojen nitrozaminlerin akciğerden alınan bronkoalveolar lavaj (BAL) sıvısı örneklerinde belirlenmesi, konsantrasyonları kullanılarak tanıların sınıflandırılması ve tanılar için biyobelirteç olma potansiyellerinin aydınlatılmasıdır. Bu amaçla, BAL sıvısı örneklerinde belirlenen söz konusu nitrozaminler ile oksidatif streste protein hasar belirteci olan nitrotirozin derişimlerinin birbirleriyle, akciğer hastalık tanıları ve bazı demografik parametrelerle olan ilişkileri incelenmiştir.

BAL sıvısından nitrozaminlerin izolasyonunu etkileyen faktörler, Merkezi Kompozit (CCD) ve Tam Faktöriyel (FFD) deney tasarımları kullanılarak kemometrik olarak optimize edilmiştir. Nitrozaminler için kullanılan GC/MS yöntemi, optimum izolasyon koşullarında sırasıyla, doğrusallık, algılama limiti, kantitatif tayin limiti, geri kazanım ve tekrarlanabilirlik parametreleri ile valide edilmiştir. Ayrıca alternatif olarak, BAL sıvısı örneklerinde,nitrozonornikotin (NNN) ve 4-(metilnitrozoamino)-1-(3-piridil)-1-bütanon (NNK) analizleri
için uygulanabilecek diferansiyel puls voltametrisi (DPV) ile yeni bir elektrokimyasal bir yöntem geliştirilmiş ve %25 biyolojik numune içeren çözeltiye başarıyla uygulanmıştır. 

Nitrotirozin (3NT) bileşiği, katı faz ekstraksiyonu (SPE) ile izole edilerek, LC/MS yöntemi BAL sıvısı örnekleri için valide edilmiştir. Nitrozaminlerin GC/MS ile elde edilen bolluk değerleri ve derişimleri kullanılarak çizilen üç boyutlu grafiklerde ve istatistiksel analizlerde tanıların, (kontrol grubu, inflamasyon, polipoid kitle) 3 ayrı grupta toplandığı görülmüştür.  

Bu çalışmada geliştirilen matematiksel modeller, BAL sıvısında NNN, NNK ve NPİP'in, tanıların sınıflandırılmasında biyobelirteç olarak kullanılabileceğini ve polipoid kitle için artan risk göstergesi olarak işlev görebileceğini ortaya çıkarmıştır. Böylece, bu tez çalışmasında basit izolasyon prosedürleri ile geliştirilen hızlı, hassas ve güvenilir analitik yöntemler, akciğer hastalıkları ve tümörü oluşumu için yapılan klinik ve biyokimyasal çalışmalara, erken tanı ve tedavi için önemli bilgiler sunacaktır.

Abstract:
The aim of this study is to analyze volatile and carcinogenic tobacco specific nitrosamines, which are thought to be a reason of lung diseases and tumor formation, in BALF samples and use their concentrations in the classification and to determine their potential to be a biomarker for diagnosis. For this purpose, the relationships between the concentrations of nitrosamine and nitrotyrosine which is the protein damage marker of oxidative stress, determined in BALF samples, diagnosis of lung diseases and some demographic parameters were examined.

The factors affecting isolation of nitrosamines, which were obtained from BAL samples, were optimized chemometrically by using are Central Composite design (CCD) and Full Factorial design (FFD). GC/MS method used for nitrosamines under optimum isolation conditions were validated by considering the parameters including linearity, recovery, limits of detection (LOD), limit of quantification (LOQ) and precision. Additionally, a new electrochemical method was developed with differential pulse voltammetry (DPV) that can be used as analternative analysis method for nitrosonornicotine (NNN) and (4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) in the BALF samples. This method was applied successfully to the solution containing 25% biological samples. Nitrotyrosine (3NT) was isolated by solid phase extraction (SPE) and LC/MS method was validated for BAL fluid samples. In three-dimensional graphs drawn using abundance and concentrations of nitrosamines obtained by GC/MS and in statistical studies the diagnoses (control group, inflammation and polypoid mass) were seperated into three different groups.

The mathematical models developed in this study indicated that these models can be used for the classification of diagnosis of NNN, NNK, and NPIP in BALF samples as a biomarker and indicator of increasing risk for polypoid mass. Thus, the rapid, highly sensitive and reliable analytical methods developed with simple isolation procedures in this thesis will provide important information for early diagnosis and treatment in clinical and biochemical studies in terms of lung disease and tumor formation.