5. KONFERENCE ČESKÉ SPOLEČNOSTI PRO HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRII - Sborník abstraktů

Význam tématu

Massová spektrometrie je dnes nedílnou součástí moderní analytické chemie, její flexibilita a citlivost umožňují výzkum od malých molekul až po komplexní biomolekuly. Na 5. konferenci České společnosti pro hmotnostní spektrometrii 2016 v Českých Budějovicích byly představeny špičkové techniky, včetně pokročilých iontových zdrojů, vysokorozlišujícího TOF a Orbitrap analyzátorů, iontové mobility, ambientní ionizace a multimodálních přístupů.

Cíle a přehled konference

Hlavním cílem bylo představit nejnovější vývoj v instrumentaci i metodologii, ukázat výsledky aplikací v organické a bioanalýze, v klinice, potravinářství, ekologii i výzkumu nových syntetických a přírodních látek. Program zahrnoval plenární přednášky o nových iontových zdrojích SAWN, nanoDESI, ambientní ionizaci REIMS i desorpční nanoelektrospray, odborné sekce o iontové chemii, proteomice, glykomice, metabolomice i prostorovém zobrazování molekul.

Použitá metodika a instrumentace

Konference představila široké spektrum technik:

• Ionizace: SAWN (surface acoustic wave nebulization), nanoDESI, DESI, MALDI, APCI, ESI, ICP-MS, PTR-/SIFT-MS, EC-MS.
• Analýzní systémy: kvadrupóly, Q-TOF, Orbitrap, FT-ICR, trojité kvadrupóly, iontové pasti, iontová past s vysokým rozlišením, 2D-GC-TOF, univerzální interface pro LC/GC/IMS.
• Rozšířené přístupy: iontová mobilita v driftu, helium-tagging fotodissociační spektroskopie, 3D MSI, soft-landing biomolekul na povrchu, ultrarychlé MALDI MSI s kHz lasery.
• Separační techniky: nanoLC, HPLC, GC×GC, PLE, SPE disky, mikrogredientní separace, microfluidika.

Hlavní výsledky a diskuse

Prezentované studie ukázaly:

• SAWN a nanoDESI: nové zdroje pro ionizaci, produkující nižší energii iontů s lepšími nabíjecími jevy u proteinů a podporou on-chip integrace s mikrofluidikou.
• Iontová mobilita: zlepšení identifikace izobarických látek, výpočet kolizního průřezu (CCS) jako další selekční parametr, aplikace ve studiu potravin, léků a nanomateriálů.
• Glykomika a proteomika: vývoj necílené i cílené kvantitativní analýzy glykoproteinů a O-/N-glykanů v biologických vzorcích, identifikace nových biomarkerů rakoviny.
• Ambientní ionizace & MSI: Rámečky pro rychlé prostorové zobrazení metabolit, lipidů i léků v tkáňových řezech; REIMS pro okamžitou diagnostiku chirurgických vzorků.
• Elektronické a fotochemické metody: EC-ESI-MS pro biomimetiku metabolismu léků, IRMPD a helium-tagging pro strukturální charakterizaci kationtových kovových komplexů.
• Analýza v životním prostředí: on-line SIFT-/PTR-MS průměrová koncentrace biogenických emisí, biodegradace mykotoxinů a psychofarmak s využitím kompostování, pleurotus a ligninolytických enzymů.

Přínosy a praktické využití metody

Prezentované techniky umožňují:

• Rychlou a selektivní kvantifikaci stopových polutantů ve vzduchu, vodě i v biologických matricích.
• Komplexní profilování metabolitů a glykoproteinů pro klinické a farmaceutické výzkumy.
• Okamžité mapování molekul v tkáních při chirurgických zásazích i farmakokinetických studiích (REIMS).
• Detekci biologicky aktivních látek v potravinářském a enviromentálním sektoru pro kontrolu kvality a bezpečnosti.
• Studium protein-ligand i protein-protein interakcí na konformaci-specifické úrovni.

Budoucí trendy a možnosti využití

Mezi klíčové směry patří:

• Integrace multi-modalit (LC/GC, IMS, MSI, ambientní ionizace) pro získání co nejvíce různorodých dat z jednoho vzorku.
• Vývoj miniaturizovaných a mobilních MS systémů pro in-situ analýzu v terénu i v klinickém prostředí.
• Využití umělé inteligence a pokročilých statistických metod pro automatizované zpracování a interpretaci obrovských datových souborů (MSI, metabolomika).
• Další zdokonalování ionizačních zdrojů pro zachování citlivých biomolekul i při vysokých průtocích a rychlostech analýzy.
• Standardizace metod a rozvoj národních i mezinárodních databází pro hladké sdílení referenčních dat (CCS, MS/MS spektra, isomery).

Závěr

5. konference ČSHS 2016 potvrdila dynamický rozvoj hmotnostní spektrometrie ve všech oblastech analytické chemie. Představené nové zdroje, analyzátory a přístupy rozšiřují možnosti selektivity i rychlosti analýz, a otevírají cestu k aplikacím v reálném čase a komplexnímu mapování biologických a environmentálních vzorků. Spolupráce instrumentálních inovátorů a aplikačních specialistů je klíčová pro další posun hranic MS v průmyslu i výzkumu.

Reference

1. Heron S.R. et al.: Anal. Chem. 82(10), 3985-3989 (2010).
2. Hartmanová L. et al.: Analyst, in press (2016).
3. Španěl P. a Smith D.: Mass Spectrom. Rev. 30(2), 236-267 (2011).
4. Roithová J. et al.: J. Am. Chem. Soc. 137, 13647-13657 (2015).
5. Roithová J. et al.: Int. J. Mass Spectrom. 354-355, 204-210 (2013).
6. Pluháček T. et al.: Mass Spectrom. Rev. 35, 35-47 (2016).
7. Shestivska V. et al.: Rapid Commun. Mass Spectrom. 29(11), 1069-1079 (2015).
8. Běláková S. et al.: Food Control 37, 93-98 (2014).
9. Jakl M. a Jaklová J.D.: Chem. Listy 110, 73-94 (2016).