ČESKOSLOVENSKÁ IZOTACHOFORETICKÁ ŠKOLA

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).