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Time-course measurements of caffeine and its primary metabolites extracted from fingertips after coffee intake
Clemens Langbauer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Biologische Chemie
Betreuer*in
Christopher Gerner
DOI
10.25365/thesis.35462
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29169.62002.611354-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde eine schnelle, einfache sowie effiziente Methode entwickelt um Koffein und seine primären Metabolite aus dem Fingerabdruck, Vollblut und Speichel zu messen und zu quantifizieren. Für diesen Zweck wurden die Analytkonzentrationen von fünf gesunden Freiwilligen vor und nach der Kaffeeaufnahme über eine Zeitdauer von fünf Stunden kontrolliert. Die Ergebnisse zeigen eine signifikante und reproduzierbare Zunahme von Koffein in Fingerabdrücken in vier von fünf Probanden, wobei die Koffeinkonzentrationen vor der Kaffeeaufnahme mit den Konzentrationen nach 5 h verglichen werden. Die individuellen Unterschiede wurden in Bezug auf Metabolisierung sowie Reproduzierbarkeit bewertet. Ein an ein Massenspektrometer gekoppeltes mikroströmungs-basiertes nano-LC System wurde für diese Experimente verwendet. Die validierten Methoden erlauben die Quantifizierung von Koffein, Theobromin und Theophyllin/Paraxanthin zwischen 0.5–300 pg/µL (0.25–150 pg Injektionsmenge) mit R2-Werten >0.999 für den Fingerabdruck und >0.998 für das Vollblut. CF, TB und TP/PX zeigen Bestimmungsgrenzen (LOQs) bei 0.54, 0.68 und 0.42 pg/FP beziehungsweise Nachweisgrenzen (LODs) bei 0.22, 0.28 und 0.20 pg/FP. Die LODs vom Vollblut waren 0.27–0.37 pg/µL mit LOQs zwischen 0.61–0.83 pg/µL für die Analyten. Die Gesamtvariation für Fingerabdrücke von fünf Probanden betrug 22%, die Extraktionsreproduzierbarkeit 7.2% und die LC-MS Variation 3.8%. Hierzu wurden je drei biologische und drei technische Proben verwendet. Tägliche Schwankungen, die biologische Schwankungen zur Folge haben, ändern sich innerhalb des Fingerabdrucks (CV<9%) und Blut (CV<20%). Diese Studie zum Nachweis von zeitabhängigen Messungen von Koffein, Theobromin und Theophylline/Paraxanthine zeigte hohe Reproduzierbarkeit in fünf Probanden.
Abstract
(Englisch)
Within the scope of this master thesis a rapid, simple as well as efficient method was developed for extracting and quantifying caffeine and its primary metabolites from fingertips, blood and saliva. For this purpose, analyte concentrations from five healthy subjects were monitored before and after coffee intake over a period of five hours. Results show a significant and reproducible increase of caffeine in fingerprints of four out of five volunteers when comparing the caffeine levels before coffee intake with the levels 5 h thereafter. The individual differences were evaluated with respect to metabolism and reproducibility. A microfluidics-based nano-LC system with a hyphenated mass spectrometry platform was the instrumentation of choice for this task. The validated methods allow the quantification of caffeine, theobromine and theophylline/paraxanthine in the concentration range of 0.5–300 pg/µL (0.25–150 pg on column) with R2 values >0.999 for fingerprint and >0.998 for whole blood. CF, TB and TP/PX show LOQs of 0.54, 0.68 and 0.42 pg/FP, while LODs were 0.22, 0.28 and 0.20 pg/FP, respectively. The LODs from whole blood were 0.27-0.37 pg/µL with LOQs between 0.6–10.83 pg/µL. The overall variation for the fingerprint measurements for five volunteers using three biological and three technical replicates was <22%, while the extraction reproducibility amounted to 7.2% with 3.8% LC-MS variability. Day-to-day variations implicating biological variations, vary for fingerprint (CV<9%) and blood (CV<20%). Therefore, this proof-of-principle study of time course measurements of caffeine, theobromine and theophylline/paraxanthine showed high reproducibility in a cohort of five volunteers.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
caffeine drug screening fingerprint metabolite MRM nanoChip pharmacokinetics
Schlagwörter
(Deutsch)
Koffein Drogen-Screening Fingerabdruck Metaboliten MRM Nanochip Pharmakokinetik
Autor*innen
Clemens Langbauer
Haupttitel (Englisch)
Time-course measurements of caffeine and its primary metabolites extracted from fingertips after coffee intake
Paralleltitel (Deutsch)
Zeitverlaufsmessungen von Koffein und deren primären Metabolite nach Kaffee Aufnahme von Fingerabdrücken extrahiert
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
116 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christopher Gerner
AC Nummer
AC12278420
Utheses ID
31426
Studienkennzahl
UA | 066 | 863 | |