ČESKOSLOVENSKÁ IZOTACHOFORETICKÁ ŠKOLA

Vědecké články | 2020 | Chemické listyInstrumentace
Kapilární elektroforéza
Zaměření
Výrobce

Význam tématu


Izotachoforéza (ITP) je elektroforetická separační metoda založená na tvorbě ostrých hranic mezi zónami elektrolytů s rozdílnou pohyblivostí iontů. Díky schopnosti koncentrovat analyty z velmi zředěných vzorků našla ITP pevné místo mezi kapilárními separačními technikami. Výzkum metody v Československu významně přispěl k jejímu teoretickému i instrumentálnímu rozvoji a upevnil postavení regionálních pracovišť v mezinárodním kontextu.

Cíle a přehled studie / článku


Článek shrnuje stoleté výročí Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy prostřednictvím historie izotachoforézy v bývalém Československu a následně v České republice a na Slovensku. Popisuje:
  • Prvotní impulsy a teoretické základy metody od 19. století až po Nobelovu éru A.J.P. Martina.
  • Chronologický vývoj pracovišť v Praze, Brně, Bratislavě a Olomouci.
  • Komerční a domácí instrumentace.
  • Významné symposia ITP pořádaná v regionu.

Použitá metodika a instrumentace


V československém a později českém a slovenském prostředí byly vyvinuty vlastní přístroje pro ITP v okolnostech nedostupnosti komerčních verzí. Mezi klíčové přístroje patří:
  • Kapilární analyzátory s vysokým napětím až 1 kV/cm a termočlánkovým nebo UV detektorem (Brno, 1970).
  • Konstantní zdroje proudu a potencciometrické detektory (Praha, 1972–1980).
  • Bezkontaktní vysokofrekvenční vodivostní detektor (Vacík, Gaš, Brno, 1980).
  • Přenosné kompaktní ITP analyzátory Agrofor (Olomouc, 1986) a výrobky villa-Labeco (Spišská Nová Ves, od 1990).
  • Software Simul 5 pro simulační výpočty elektroforetických separací (Brno, 2006).

Hlavní výsledky a diskuse


Historie ITP v regionu lze rozdělit na několik etap:
  • Teoretický základ: od Kohlrausche a Martinova „vytěsňovacího elektroforézy“ až po řešení rovnic kontinuity a regulační funkce (1960–1985).
  • Instrumentální přístupy: od skleněných kapilár s termočlánky po kapiláry z teflonu, detekční inovace (UV, vodivost, radiometrie, amperometrie).
  • Aplikace: analýza anorganických a organických iontů ve vodě, půdě, potravinách, farmaceutických vzorcích, proteinech a DNA.
  • Symposia ITP: čtyři ročníky hostované v Československu (1984, 1990, 1996, 2000) významně zviditelnily regionální školy.

Přínosy a praktické využití metody


Izotachoforéza se v praxi osvědčila zejména jako:
  • Předseparační technika koncentrující stopové analyty pro následnou kapilární elektroforézu či hmotnostní spektrometrii.
  • Rutinní metoda pro rozdělení aniontů a kationtů v environmentálních i biologických vzorcích.
  • Nástroj pro analýzu kineticky labilních komplexů a chirálních selektorů.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekávaný vývoj směruje k:
  • Miniaturizaci mikrofluidických čipů pro integraci ITP s on-chip detekcí a hmotnostní spektrometrií.
  • Preparativní ITP kolony pro izolaci a čištění biomolekul (proteiny, DNA) s vyšším výtěžkem.
  • Multidimenzionálním se­paračním schématům kombinujícím ITP s dalšími elektroforetickými či chromatografickými technikami.
  • Pokročilým simulačním a automatizačním systémům pro optimalizaci separace bez rozsáhlých experimentů.

Závěr


Československá izotachoforetická škola sehrála klíčovou roli v teoretickém i instrumentálním vývoji metody. Díky odvaze vyvíjet vlastní přístroje, úzké mezinárodní spolupráci a pravidelným symposiím se regionální pracoviště stala světovou špičkou v ITP. Předpokládá se další rozmach v oblasti mikrofluidiky, kombinovaných separací a preparativních aplikací.

Reference


1. Martin A.J.P., Everaerts F.M.: Anal. Chim. Acta 38, 233 (1967).
2. Vacík J., Zuska J., Everaerts F.M.: J. Chromatogr. 49, 262 (1970).
3. Gaš B., Demjaněnko M., Vacík J.: J. Chromatogr. 192, 253 (1980).
4. Boček P., Deml M., Gebauer P.: J. Chromatogr. 217, 209 (1981).
5. Kaniansky D., Marák J.: J. Chromatogr. 498, 191 (1990).
6. Hruška V., Jaroš M., Gaš B.: Electrophoresis 27, 984 (2006).
7. Foret F., Datinská V., Voráčová I., Berka J.: Anal. Chem. 91, 7047 (2019).

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

BRNĚNSKÁ ELEKTROFORETICKÁ ŠKOLA
BRNĚNSKÁ ELEKTROFORETICKÁ ŠKOLA
2020||Vědecké články
STRUČNÁ HISTORIE A SOUČASNOST PRŮTOKOVÉ INJEKČNÍ ANALÝZY A KAPILÁRNÍ ELEKTROFORÉZY V ČESKÉ REPUBLICE
Počátky a historie Československé kapalinové chromatografie
HISTORIE, SOUČASNOST A PERSPEKTIVY ANALYTICKÝCH SEPARAČNÍCH  METOD NA KATEDŘE ANALYTICKÉ CHEMIE PŘÍRODOVĚDECKÉ FAKULTY UNIVERZITY KARLOVY V PRAZE