Počátky a historie Československé hmotnostní spektrometrie
Ostatní | 2012 | Česká společnost pro hmotnostní spektrometriiInstrumentace
Hmotnostní spektrometrie patří ke klíčovým metodám moderní analytické chemie. Umožňuje identifikovat molekulární hmotnosti a štruktury organických i anorganických látek s vysokou citlivostí a selektivitou. V Československu byla tato technika nasazena od počátků 50. let a postupně se stala motorem objevných i aplikovaných výzkumů, zejména v přírodních látkách, farmacii, životním prostředí a klinické diagnostice.
Historie se dělí do několika etap od stavby prvního domácího zařízení Nierova typu v Ústavu fyzikální chemie (1953) přes rozvoj sektorových spektrometrů se zdokonalenými iontovými zdroji až po kvadrupólové a Orbitrap systémy v devadesátých letech. Vznikaly samostatné laboratoře na univerzitách v Praze, Pardubicích a Bratislavě, v ústavech AV ČR v Praze a Košicích i ve Fakultní nemocnici.
Uspořádání laboratoří se měnilo s nástupem stále citlivějších i rozlišovacích technologií:
Sledovaly se fragmentační mechanismy iontů, prahové energie, pohlaví chromatograficko-hmotnospektrometrické aplikace v ekologii, forenzní a klinické diagnostice (identifikace fenylketonurie, analyzátory trojitého kvadrupólu a kvantitativní LC-MS stanovení léčiv), konstrukce unikátních iontových zdrojů s přímým vstupem píc, vývoj metod chemické a Penningovy ionizace či MS zobrazování tkání.
Metoda významně přispěla k objasnění struktury přírodních látek (alkaloidy, terpenoidy, sacharidy, peptidy), farmaceutických a environmentálních analytik, urychlila vývoj diagnostických postupů vrozených metabolických vad u dětí a stala se nepostradatelnou součástí kvalitativních a kvantitativních analýz v průmyslové praxi i klinice.
Očekává se další rozvoj zobrazovacích metod MS (MSI), molekulárních storyboardů („omics“ přístupy), stále vyšší rozlišení a citlivost pro detekci ultra stopových látek a využití umělé inteligence pro automatickou interpretaci komplexních dat.
Československá a česká laboratoř hmotnostní spektrometrie se z malé skupiny odborníků rozrostla v silné multidisciplinární pracoviště. Instrumenty se staly přístupnějšími a metody standardizovanějšími, přesto zůstává specifický odborný přínos podmíněný kreativním přístupem a úzkou mezioborovou spoluprací.
Citované publikace a přelomové studie zahrnují prvotní práce Hanuše a Čermáka (Collect. Czech. Chem. Commun. 24, 1602 (1959)), Dolejška a Hanuše (Coll. Czech. Chem. Commun. 28, 652 (1963)), Turečka a Dolejška (Mass Spectrom. Rev. 3, 85 (1984)), Rysku a kol. (J. Chem. Phys. 93, 4916 (1990)), Ubika (Int. J. Mass Spectrom. 280 (2009)), Původní instrumentální referenční průkopnické práce Variana, JEOL, AEI a dalších výrobců.
GC/MSD, LC/MS
ZaměřeníVýrobceSouhrn
Význam tématu
Hmotnostní spektrometrie patří ke klíčovým metodám moderní analytické chemie. Umožňuje identifikovat molekulární hmotnosti a štruktury organických i anorganických látek s vysokou citlivostí a selektivitou. V Československu byla tato technika nasazena od počátků 50. let a postupně se stala motorem objevných i aplikovaných výzkumů, zejména v přírodních látkách, farmacii, životním prostředí a klinické diagnostice.
Cíle a přehled vývoje
Historie se dělí do několika etap od stavby prvního domácího zařízení Nierova typu v Ústavu fyzikální chemie (1953) přes rozvoj sektorových spektrometrů se zdokonalenými iontovými zdroji až po kvadrupólové a Orbitrap systémy v devadesátých letech. Vznikaly samostatné laboratoře na univerzitách v Praze, Pardubicích a Bratislavě, v ústavech AV ČR v Praze a Košicích i ve Fakultní nemocnici.
Použitá metodika a instrumentace
Uspořádání laboratoří se měnilo s nástupem stále citlivějších i rozlišovacích technologií:
- Magnetické spektrometry Nierova a Dempsterova typu – rozlišení řádově stovky hm. j.
- Sektorové stroje dvojí fokusace (AEI MS902, JEOL D-100, Kratos ZAB-EQ) – rozlišení tisíce až desetitisíce hm. j., nativní EI i CI, metastabilní přechody, MS/MS metody.
- Kvadrupólové GC/MS a LC/MS (Finnigan, Varian, HP) – rutinní kvalita pro stopové analýzy životního prostředí, farmacie a forenzní účely.
- MALDI-TOF a skenovací mikroskopy – studium vysoce molekulárních biopolymerů a zobrazování biomateriálů.
- FT-ICR a Orbitrap – ultra vysoké rozlišení a přesné určování elementárního složení pro komplexní proteomické a metabolomické výzkumy.
Hlavní výsledky a diskuse
Sledovaly se fragmentační mechanismy iontů, prahové energie, pohlaví chromatograficko-hmotnospektrometrické aplikace v ekologii, forenzní a klinické diagnostice (identifikace fenylketonurie, analyzátory trojitého kvadrupólu a kvantitativní LC-MS stanovení léčiv), konstrukce unikátních iontových zdrojů s přímým vstupem píc, vývoj metod chemické a Penningovy ionizace či MS zobrazování tkání.
Přínosy a praktické využití
Metoda významně přispěla k objasnění struktury přírodních látek (alkaloidy, terpenoidy, sacharidy, peptidy), farmaceutických a environmentálních analytik, urychlila vývoj diagnostických postupů vrozených metabolických vad u dětí a stala se nepostradatelnou součástí kvalitativních a kvantitativních analýz v průmyslové praxi i klinice.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozvoj zobrazovacích metod MS (MSI), molekulárních storyboardů („omics“ přístupy), stále vyšší rozlišení a citlivost pro detekci ultra stopových látek a využití umělé inteligence pro automatickou interpretaci komplexních dat.
Závěr
Československá a česká laboratoř hmotnostní spektrometrie se z malé skupiny odborníků rozrostla v silné multidisciplinární pracoviště. Instrumenty se staly přístupnějšími a metody standardizovanějšími, přesto zůstává specifický odborný přínos podmíněný kreativním přístupem a úzkou mezioborovou spoluprací.
Reference
Citované publikace a přelomové studie zahrnují prvotní práce Hanuše a Čermáka (Collect. Czech. Chem. Commun. 24, 1602 (1959)), Dolejška a Hanuše (Coll. Czech. Chem. Commun. 28, 652 (1963)), Turečka a Dolejška (Mass Spectrom. Rev. 3, 85 (1984)), Rysku a kol. (J. Chem. Phys. 93, 4916 (1990)), Ubika (Int. J. Mass Spectrom. 280 (2009)), Původní instrumentální referenční průkopnické práce Variana, JEOL, AEI a dalších výrobců.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
POČÁTKY HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE U NÁS: HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE V ÚSTAVU FYZIKÁLNÍ CHEMIE AKADEMIE VĚD (ČÁST I)
2010||Vědecké články
Chem. Listy 104, 955990 (2010) Bulletin POČÁTKY HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE U NÁS: HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE V ÚSTAVU FYZIKÁLNÍ CHEMIE AKADEMIE VĚD (ČÁST I) Byl to magnetický přístroj Nierova typu s jednoduchou fokusací a 60° magnetickým polem o poloměru 152 mm (cit.1, obr.…
Klíčová slova
ústavu, ústavuještě, ještěbyl, bylbulletin, bulletindolejška, dolejškadolejškem, dolejškemzdeňkem, zdeňkemhanuš, hanušfyzikální, fyzikálníčsav, čsavjsme, jsmechemie, chemiepro, proústav, ústavspekter
POČÁTKY HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE U NÁS: HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE V ÚSTAVU FYZIKÁLNÍ CHEMIE AKADEMIE VĚD (ČÁST II)
2011||Vědecké články
Chem. Listy 105, 6393 (2011) Bulletin POČÁTKY HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE U NÁS: HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE V ÚSTAVU FYZIKÁLNÍ CHEMIE AKADEMIE VĚD (ČÁST II) vému iontu určitou specifickou energii nad jeho ionizační energii. Něco takového nebylo možné ani ionizací elektrony ani fotoionizací, kde…
Klíčová slova
jsme, jsmeenergie, energiekonferencí, konferencíiontů, iontůbulletin, bulletinnáboje, nábojeionizační, ionizačnípřenosu, přenosureakční, reakčníústavu, ústavufyzikální, fyzikálníbyl, bylbyla, bylavěd, vědelektronů
Ze stránek knihy na čtenáře znovu promluví poutavé vyprávění československých pamětníků. Tentokráte je jich 13 a jsou to: Pavel Jandera, Dušan Berek, Jaroslav Franc, Václav Ineman, Jozef Lehotay, Miroslav Flieger, Miroslav Macka, Zbyněk Plzák, Milan Popl, Karel Šlajz, František Švec,…
Klíčová slova
chromatografie, chromatografiejsem, jsemjsme, jsmepro, proústavu, ústavujako, jakokapalinové, kapalinovésme, smekolony, kolonypři, přihplc, hplcchemie, chemiebyl, bylseparace, separacemobilní
HPST ChromAtoMol #4 - časopis nejen pro analytické laboratoře
2016|Agilent Technologies|Ostatní
1 ChromAtoMol #4 časopis nejen pro analytické laboratoře » HPST včera, dnes a zítra » Úspěšné instalace Atomová spektrometrie » Úspěšné instalace Kapalinová chromatografie » Úspěšné instalace Kapalinová chromatografie s hmotnostní spektrometrií » Úspěšné instalace Plynová chromatografie s hmotnostní spektrometrií…
Klíčová slova
specialista, specialistapro, prohmotnostní, hmotnostnílaboratoře, laboratořegenomika, genomikachromatografie, chromatografiepracoviště, pracovištěbiologie, biologieobchodní, obchodníspektrometrií, spektrometriíspektrometrie, spektrometrieproduktový, produktovýústav, ústavkapalinová, kapalinoválátek