Abstrakty přednášek v sekci Mládí vpřed a plakátových sdělení (23. ročník Školy MS)

Význam tématu

23. Škola hmotnostní spektrometrie představuje fórum pro představení nových metod a aplikací ve vysoce citlivé a selektivní analýze biologických, environmentálních a průmyslových vzorků. Kombinace pokročilých ionizačních technik, separačních metod a multimodálních experimentů umožňuje odhalit detailní metabolické, lipidomické i proteomické profily a podporuje vývoj cílených bioanalytických postupů, které nacházejí uplatnění v biomedicíně, farmacii, potravinářství i biologickém výzkumu.

Cíle a přehled studie / článku

Program se dělí na dvě hlavní sekce:

• „Mládí vpřed“ – šest krátkých přednášek mladých výzkumníků zaměřených na multimodální metabolomiku rostlin, lipidomiku synoviální tekutiny, derivatizaci lipidů, HDX-MS studium proteinových domén, kvantifikaci steroidních hormonů a UHPLC/MS lipidomiku v onkologii.
• Plakátová sdělení – 28 příspěvků, které představují inovativní přístupy v zobrazovací MS, kvantitativní metodiky LC-MS/MS, SFC-MS optimalizace, proteomické protokoly, nanoparticle‐based výzkum a metodické nástroje pro analýzu malých i makromolekul.

Použitá metodika a instrumentace

V přednáškách i posterových příspěvcích byly komponovány kombinace:

• Separačních technik (RP-/HILIC-/SFC-/GC/MS, MALDI-IMS, DESI-MSI, PyGC/MS, iontová mobilita, mikrokolony).
• Ionizačních zdrojů (ESI, APCI, APPI, ASAP, LDI, DESI, MALDI, plazma, ionty kovů).
• Tandemového a vysokorozlišovacího MS (QqQ, QTOF, Orbitrap, TOF, IMS).
• Derivatizace (benzoylace, DEEMM, FMP-TS, GirT, CA) a značení (izotopické standardy, iTRAQ/TMT).
• Multivariační a statistické modelování (PCA, OPLS-DA, ANOVA, regrese, chromatografické modely).

Hlavní výsledky a diskuse

Významné přínosy zahrnují:

• Pro multimodální analýzu rostlinných mikrovzorků byla potvrzena komplementarita LDI-MSI, DESI-MSI, ASAP-MS, HPLC/MS a GC/MS pro mapování fenolických esterů, lipidů i cukrů.
• Lipidomická analýza synoviální tekutiny rozlišila infekční a aseptický zánět s 100% úspěšností a identifikovala klíčové změny lysofosfatidylcholinů, ceramidů a plasmalogenů.
• Derivatizace benzoylchloridem zlepšuje citlivost lipidomických analýz až 100× a řeší kvantifikaci izomerů díky HD pooling standardům.
• HDX-MS ukázalo vliv uspořádání domén na strukturu PDZ3 proteinu a potvrdilo modulaci vazby peptidu v závislosti na pořadí domén.
• LC-MS/MS detekce 32 steroidů v plazmě a tkáních byla validována bez derivatizace a s derivatizací, poskytuje robustní nástroj pro endokrinní studia.
• RP-UHPLC/HRMS lipidomika pacientů s PDAC odhaluje abnormní glycosfingolipidy a krevní lipidomické biomarkery rakoviny.
• Vývoj inovativních protokolů: mikrokolony pro robustnější proteomiku, DEEMM derivatizace pro APCI/APPI-MS analýzu peptidů, on-tissue derivatizace pro zvýšení citlivosti MALDI-MSI, SFC-MS optimalizace make-up solventů a SIFT-MS přístupy pro VOC profiling.

Přínosy a praktické využití metody

Tyto studie nabízejí:

• Vysoce selektivní a citlivé nástroje pro diagnostiku zánětlivých, metabolických a nádorových onemocnění.
• Postupy pro screening reziduí pesticidů v potravinách (captan v jablkách) a analýzu malých molekul v levothyroxinu či SCFA v gestačním diabetu.
• Standardizované rutinní protokoly pro klinickou praxi: stanovení DOAC v lupus pozitivních pacientů, proteomiku kardiomyopatie, sledování IBD markerů a Alzheimerovy biomarkery.
• Pokročilé zobrazovací metody: zobrazovací MS glycosfingolipidů v PDAC, lipidové mapování v mozku, iontová mobilita pro Aβ oligomery.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další automatizace on-tissue derivatizace a IMS-MS pro simultánní multiplexní imaging proteinů a metabolitů.
• Integrace multi-OMICS dat (lipo-, proteo-, metabolomika) pro komplexní biomarkerové panely v personalizované medicíně.
• Vývoj prediktivních chromatografických modelů řízených strojovým učením pro autonomní optimalizaci metod.
• Využití nanotechnologií v imunodiagnostice a SALD-ICP-MS pro vysoce citlivou detekci jednotlivých nanoštítků.

Závěr

Program konference demonstruje uplatnění moderních hmotnostních spektrometrů napříč analytickou chemií. Rozmanitost ionizačních přístupů a separačních technik umožňuje cílenou charakterizaci tkaní, buněk i biofluid. Další synergická integrace IMS, derivatizace, statistických modelů a nanotechnologií výrazně posílí diagnostické, výzkumné i aplikační možnosti MS ve vědách o živé hmotě.

Reference

Vybrané literární odkazy z abstraktů:

• Julkowska, M. M. et al. Plant Lipid Signaling Protocols, Methods Mol. Biol. 1009 (2013).
• Schneider, E. et al. Analytical Chemistry 2019, vol. 91, p. 600–608.
• Peš, O. et al. Anal. Chem. 2008, 80, 8725–8732.