• Body odors
• Standard Interno
• Gas Cromatografia

Le sostanze volatili emesse dalla pelle caratterizzano l’odore umano e forniscono quello che è il profilo chimico delle emissioni di un individuo, caratterizzato da un’estrema unicità. La produzione di composti organici volatili e semi-volatili dalla pelle è infatti governata, oltre che dalla secrezione di ghiandole esocrine e dalla loro interazione con il microbiota cutaneo, da fattori specifici di ogni essere umano, come l’età, il sesso, l’occupazione, gli indumenti indossati, i farmaci assunti e tutti i prodotti igienici e cosmetici utilizzati per l’igiene personale. Definire il profilo chimico degli odori corporei emessi dalla pelle umana è di notevole interesse in ambito medico, nella scienza forense, e nella cosmesi. Studi recenti dimostrano come la comunicazione tra individui sia potenzialmente influenzata dagli odori corporei, ad esempio sono in grado di fornire informazioni sullo stato emotivo del mittente, di mediare la percezione dell’attrazione, di segnalare familiarità e di rappresentare una fonte di conforto per i neonati nei primi mesi di vita. Infatti, è esperienza comune la possibilità che le donne in gravidanza emettano dei segnali olfattivi in grado di causare una risposta nel neonato, influenzando il loro comportamento e permettendo il riconoscimento da parte del figlio verso la madre.
Da un punto di vista analitico, una delle sfide più complesse è l’identificazione di questi potenziali segnali chimici, essendo il profilo chimico dei composti volatili e semi-volatili emessi una miscela complessa costituita da migliaia di composti, di cui solo circa 600 sono stati al momento identificati. Generalmente, le emissioni di composti volatili dalla pelle sono caratterizzate da concentrazioni molto basse e, data la molteplicità di fattori che influenzano la composizione chimica delle emissioni cutanee, le informazioni che si ottengono dall’analisi di questi campioni gassosi possono essere notevolmente complesse e di difficile interpretazione.
Alla luce di quanto appena riportato, lo scopo di questo lavoro di tesi è quello di individuare e ottimizzare procedure analitiche semplici, non invasive e robuste per la raccolta e l’analisi di composti volatili e semi-volatili emessi dal seno al fine di caratterizzare il profilo chimico di questa parte del corpo per valutare eventuali composti responsabili della “comunicazione” neonato-mamma. Sono stati proposti due approcci che impiegano entrambi delle innovative tecniche di microestrazione, le quali permettono, grazie alle loro caratteristiche, uno step di arricchimento con un elevato fattore di pre-concentrazione, la possibilità di raccogliere una minima quantità di campione, una facilità di trasporto, conservazione e utilizzo dei dispositivi, tutte condizioni necessarie per effettuare una caratterizzazione del campione affidabile e robusta. Il primo approccio si basa sull’utilizzo di dispositivi a membrana (TFME, Thin-Film MicroExtraction) ricoperti da opportuna fase stazionaria per la raccolta passiva di un ampio spettro di analiti grazie alla loro elevata porosità e area superficiale. Queste membrane possono essere posizionate direttamente a contatto con la pelle o possono essere utilizzare per il campionamento passivo dello spazio di testa. Il secondo approccio prevede, invece, il campionamento attivo dello spazio di testa della pelle mediante microestrazione con trappole ad aghi (NTME, needle trap microextraction) impaccate con opportuna fase stazionaria. Per garantire un trasferimento accurato e riproducibile del volume di campione generato nello spazio di testa sulle trappole ad aghi (NTD), nel presente lavoro di tesi è stato sviluppato un prototipo che permettesse l’aspirazione in continuo di un determinato volume di campione mediante un controllo fine del flusso. Il sistema prevede un Mass Flow Controller (MFC) per il controllo del flusso durante il campionamento e un controllore ATMega328-pu per il controllo e gestione del MFC. La gestione del sistema avviene mediante un display OLED o tramite una specifica applicazione di Android, sviluppata sempre nel lavoro di tesi, connessa al prototipo via Bluetooth. Inoltre, il prototipo sviluppato permette la generazione controllata di miscele standard in fase gassosa, preparate in Canister in acciaio inox, per il caricamento di quantità note di analiti su dispositivi contenenti una fase stazionaria. Il prototipo sviluppato risulta essere estremamente versatile, permettendo il caricamento dello standard interno (Toluene-8D) su entrambi i sistemi di microestrazione usati in questo lavoro di tesi.
Le prestazioni delle due tecniche di microestrazione (NTME e TFME) sono state testate preliminarmente su una delle parti del corpo più studiate in letteratura e notoriamente ricca di composti, quale le ascelle. L'analisi chimica è stata eseguita mediante desorbimento termico accoppiato ad una separazione gascromatografica e successiva rivelazione in spettrometria di massa a triplo quadrupolo (TD-GC/QqQ). Grazie ai test effettuati su questa area del corpo, ottimizzando i tempi di esposizione al campione e confrontando diverse fasi stazionarie (Tenax GR vs. Divinilbenze/Carbopack X/Carboxen 1000 per NTME; Polidimetilsilossano, Polidimetilsilossano/Carboxen 1000 e Polidimetilsilossano/HLB per TFME), è stato possibile definire un protocollo di campionamento per la caratterizzazione delle emissioni umane. Il protocollo è stato successivamente implementato per la raccolta delle emissioni del seno e testato su due donne incinte alla trentottesima settimana, grazie alla collaborazione con la Struttura Ospedaliera Santa Chiara dell’Azienda Ospedaliera Universitaria Pisana. I risultati preliminari hanno permesso di verificare l’attuabilità del protocollo oltre ad ottenere un riscontro positivo da parte dei volontari sulla non invasività del prelievo.