Studio dell' accumulo di metalli derivanti da esposizione ambientale in matrici biologiche complesse

The present experimental thesis aims at the following objectives: • To fill the gaps currently present in scientific literature, by determining with highly sensitive methods the concentration of twelve elements (arsenic, selenium, cadmium, mercury, lead, iron, copper, zinc, nickel, manganese, chromium and aluminum) in a population of subjects of different ages subjected to autopsy. To evaluate the distribution of these elements in tissue samples taken from the following body districts: encephalon (gray matter and white matter of the premotor/frontal cortex and cerebellum), kidney (cortical parenchyma and medullary parenchyma), lung (apical lobe and basal lobe) and liver. In detail, an aspect of crucial importance has been to identify ranges of basal concentrations in the various organs in order to be able to use them as a scientific starting point. • To provide a comprehensive knowledge on metals contamination in equine hooves, which represent a potential resource for upcycling, being mainly made up of keratin; Optimize a multi-step cleaning procedure using the Plackett-Burman design, in order to develop a sustainable and effective protocol to reduce metals in this matrix. • To develop an accurate analytical method for the determination of metals in complex biological matrices by carrying out several experimental tests to establish the minimum sample mass to be used, the digestion conditions and the analytical quantification technique; verify the accuracy of the analysis procedure with certified reference materials.

Il progetto di tesi sperimentale si è posto i seguenti obiettivi: • Colmare le lacune attualmente presenti nella letteratura scientifica, determinando con metodi ad elevata sensibilità la concentrazione di dodici elementi (arsenico, selenio, cadmio, mercurio, piombo, ferro, rame, zinco, nichel, manganese, cromo e alluminio) in una popolazione di soggetti di età diversa sottoposti ad autopsia. Valutare la distribuzione di tali elementi in campioni di tessuto prelevati dai seguenti distretti corporei: encefalo (sostanza grigia e sostanza bianca della corteccia premotoria/frontale e del cervelletto), rene (parenchima corticale e parenchima midollare), polmone (porzione apicale e porzione basale) e fegato. Nel dettaglio, un aspetto di cruciale importanza, è stato quello di individuare intervalli di concentrazioni basali nei vari organi in modo tale da poterli utilizzare come riferimento scientifico di partenza. • Fornire una conoscenza completa sulla contaminazione da metalli negli zoccoli equini, che rappresentano una potenziale risorsa per l’upcycling, essendo costituiti principalmente da cheratina; ottimizzare una procedura di pulizia multi-step tramite il disegno Plackett-Burman, al fine di sviluppare un protocollo sostenibile ma efficace per ridurre la contaminazione da metalli in tale matrice. • Sviluppare un metodo analitico accurato per la determinazione di metalli in matrici biologiche complesse effettuando diverse prove sperimentali per stabilire la massa minima di campione da utilizzare, le condizioni di digestione e la tecnica analitica di quantificazione; verificare l’accuratezza della procedura di analisi con materiali di riferimento certificati.