STRUČNÁ HISTORIE A SOUČASNOST PRŮTOKOVÉ INJEKČNÍ ANALÝZY A KAPILÁRNÍ ELEKTROFORÉZY V ČESKÉ REPUBLICE

Význam tématu

Průtoková injekční analýza (FIA) a kapilární elektroforéza (CE) představují klíčové automatizované techniky analytické chemie. Umožňují rychlou, citlivou a opakovatelnou analýzu vzorků v různých oblastech, od farmacie přes životní prostředí až po klinickou diagnostiku. Kombinace obou metod navíc přináší synergické zvýšení analytického výkonu.

Cíle a přehled článku

Článek shrnuje historický vývoj a současný stav FIA a CE v bývalém Československu a České republice, zdůrazňuje klíčové milníky, hlavní osobnosti, institucionální zázemí a přínos českých vědců ke globálnímu rozvoji těchto metod.

Použitá metodika a instrumentace

• Vlastní konstrukce FIA analyzátorů s peristaltickými a pístovými čerpadly, mísícími a reakčními cívkami, optickou detekcí (fotometr SPEKOL).
• Vývoj sekvenční injekční analýzy (SIA) a sequenční injekční chromatografie (SIC) s monolitickými kolonami.
• Technika Lab-in-Syringe pro automatizované extrakce (SPE, LLE, single-drop).
• Vývoj bezkontaktních vodivostních detektorů (C4D) pro CE.
• Kombinace FIA/SIA s HPLC, GC, ICP-MS a CE-MS.

Hlavní výsledky a diskuse

• V 80. letech vznikly první domácí FIA přístroje a publikovány základní postupy pro stanovení amoniaku, dusičnanů, fenolů, boru či bílkovin.
• Po roce 1989 se významně rozšířila mezinárodní spolupráce s J. Růžičkou, E. H. Hansenem a G. Christianem, organizace konferencí ICFIA a SIA v Praze a Hradci Králové.
• V CE byl rozpracován vývoj ITP přístrojů ve spolupráci s LKB, zavedena CE simulační softwarová řešení (PeakMaster, Simul), rozšířena teorie iontové mobility (Joklova rovnice).
• České týmy přispěly k postupům online prekoncentrace, absorbční detekci, elektroforetickému děliči vzorku a k praxi spojení CE s MS.

Přínosy a praktické využití metody

• Automatizace a miniaturizace analytických postupů vedla ke zvýšení průchodnosti a snížení spotřeb reagentů.
• Metody FIA/SIA a CE nalézají uplatnění v kvalitativních i kvantitativních analýzách v průmyslu, agrochemii, farmaceutickém výzkumu i klinické diagnostice.
• Laboratoře v ČR disponují kompletním portfoliem vlastních i komerčních řešení v průtokové analýze a kapilární elektroforéze.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další integrace FIA/SIA s moderními spektrometrickými metodami (CE-MS, HPLC-MS) a datově řízenou analýzou.
• Rozvoj mikrofluidních zařízení a 3D-tisku komponent analyzátorů.
• Využití nanomateriálů pro účinnější prekoncentraci a selektivní extrakci.
• Implementace AI a strojového učení pro optimalizaci metodik a vyhodnocování výsledků.
• Prohlubování mezinárodní spolupráce a výměna zkušeností v rámci projektů V4 a dalších mezinárodních konsorcií.

Závěr

České vědecké týmy zásadně přispěly k rozvoji a propagaci průtokové injekční analýzy a kapilární elektroforézy. Díky dlouhodobé mezinárodní spolupráci, inovacím v instrumentaci a metodologii si tyto techniky zajistily stabilní postavení v laboratořích doma i v zahraničí. Budoucnost patří dalšímu propojování metod, miniaturizaci a digitalizaci analytických postupů.

Reference

• Růžička J., Hansen E. H.: Anal. Chim. Acta 78, 145 (1975).
• Solich P., Polášek M., Karlíček R., Valentová O., Marek M.: Anal. Chim. Acta 218, 151 (1989).
• ČSN EN ISO 11732: Jakost vod – Stanovení amoniakálního dusíku průtokovou analýzou (CFA a FIA) a spektrofotometrickou detekcí (1998).
• Sklenářová H. et al.: Instrum. Sci. Technol. 30, 353 (2002).
• Šatínský D., Solich P., Chocholouš P., Karlíček R.: Anal. Chim. Acta 499, 205 (2003).
• Maya F., Horstkotte B., Estela J. M., Cerdà V.: Anal. Bioanal. Chem. 404, 909 (2012).
• Šrámková I. H. et al.: Talanta 197, 517 (2019).
• Chocholouš P. et al.: Talanta 103, 221 (2013).
• Andruch V. et al.: Microchem. J. 100, 77 (2012).
• Fikarová K. et al.: J. Chromatogr. A 1602, 160 (2019).