Secrets of science magazine 01/2024
Ostatní | 2024 | ShimadzuInstrumentace
Analytická chemie se stále více uplatňuje v medicíně, environmentálních aplikacích i průmyslové výrobě. Časopis přináší řadu příspěvků z oblasti hromadné spektrometrie, chromatografie a procesní analýzy, které ukazují, jak využít pokročilé metody při identifikaci biomarkerů, kontrole kvality, udržitelných postupech a šetrném zpracování odpadů.
Popisované studie a aplikace ukazují sílu moderních analytických metod v reálných problémech – od biomedicíny až po udržitelné technologie. Kombinace hromadné spektrometrie, chromatografie a procesní analýzy otevírá nové cesty pro diagnózu, kontrolu kvality a optimalizaci procesů, které podpoří přechod k čistšímu a efektivnějšímu využití zdrojů.
FTIR Spektroskopie, GC/MSD, GC/SQ, LC/MS, LC/MS/MS, LC/IT, LC/TOF, Spotřební materiál, Příprava vzorků, MALDI, Pyrolýza, TOC
ZaměřeníPrůmysl a chemie, Životní prostředí, Klinická analýza
VýrobceFrontier Lab, Shimadzu
Souhrn
Význam tématu
Analytická chemie se stále více uplatňuje v medicíně, environmentálních aplikacích i průmyslové výrobě. Časopis přináší řadu příspěvků z oblasti hromadné spektrometrie, chromatografie a procesní analýzy, které ukazují, jak využít pokročilé metody při identifikaci biomarkerů, kontrole kvality, udržitelných postupech a šetrném zpracování odpadů.
Cíle a přehled obsahu časopisu
- MS kombinuje imunoprecipitaci s MALDI-TOF MS k prvnímu úspěšnému stanovení plazmatických Aβ ve vztahu k Alzheimerově chorobě.
- Výzkum pyrolytického zpracování biowaste odhaluje možnost výroby biocharu, bioolejů a plynů pro zemědělství i průmysl.
- Nový fuel marker BPE (butylfenylether) a jeho citlivá detekce GC-MS/MS pro zabránění podvodům s palivy.
- Studie vzniku biskvaternárního aduktu s trifluoroacetátem a jeho fragmentační chování v MSn.
- Nová DPS karta pro odběr malého množství krve, separaci plazmy a snadnou analýzu v terénu.
- Experimenty s infračerveným zářením k měření přenosu tepla mezi částicemi modelové peletové vrstvy.
- Turnkey řešení DOSIURA™ pro rychlé stanovení uracilu a dihydrouracilu LC-MS/MS ve screeningových testech na DPD nedostatek.
- Role kvality vody při elektrolýze v procesu „power-to-gas“ – parametry TOC a elektrické vodivosti pro udržitelnost a provozní spolehlivost.
Použitá metodika a instrumentace
- IP-MALDI-TOF MS pro přímou detekci Aβ1-40, Aβ1-42 a APP669-711 bez proteolytického štěpení.
- Micropyrolyzér s GC-MS pro analýzu produktů pyrolytického štěpení biowaste.
- Dvousloupcová MDGC-MS/MS technika s heart-cut přesměrováním do FID-2030 a QP2020 NX pro BPE v palivech.
- LC-MS/MS s vysoce selektivním stanovením uracilu/dihydrouracilu (DOSIURA™).
- Infra-kamera a upravený IRTracer-100 FTIR pro měření emisí modelových druhotných ohřátých tyčí.
- TOC-1000e pro online měření totálního organického uhlíku a vodivosti ve vratném okruhu ultracisty.
Hlavní výsledky a diskuse
- Plazmatické biomarkery Aβ měřené imunoprecipitací-MS vykazují vysokou korelaci (AUC až 96,7 %) s amyloid PET obrazem a otevírají cestu k méně invazivnímu screeningu Alzheimerovy choroby.
- Pyrolytické zpracování zelených odpadů produkuje biochar vhodný jako půdní kondicionér, biooleje pro biopaliva i syngas; složení produktů závisí na teplotě a době ohřevu.
- BPE byl ověřen jako odolný, netoxický palivový marker s LOQ 9,2 μg/L v dieselu; MDGC-heart-cut minimalizuje znečištění iontové zdroje a zkracuje čas analýzy.
- MSn studie biskvaternárního aduktu odhaluje netypické fragmenty, kde se aniont trifluoroacetátu kovalentně váže na dusík, což otevírá cestu k senzorům pro perzistentní anionty.
- DPS karty shromažďují přesné objemy plazmy (3 µL na disk) při room-temperature bez mrazicí infrastruktury; vhodné pro vzdálenou sběr a dopravou vzorků.
- Uspořádání kovových a keramických tyčí pro studium přenosu tepla zářením bylo validováno termovizí a FTIR emisní spektrometrií; odrazy významně ovlivňují detekci spektrálních pásem.
- DOSIURA™ poskytuje validované kalibranty, interní standardy a kontrolní hladiny pro rychlou LC-MS/MS detekci DPD deficitu, zajišťující jednodušší integraci v klinických laboratořích.
- PAT s TOC-1000e umožňuje online sledování kvality vody (TOC < 50 ppb, vodivost < 0,1 µS/cm) pro spolehlivý provoz PEM elektrolyzérů v P2G aplikacích.
Přínosy a praktické využití metody
- Zavedení plazmatických Aβ biomarkerů může zrychlit screening pacientů s rizikem Alzheimerovy choroby a podpořit vývoj a monitoring léčby.
- Pyrolytická konverze biowaste přináší udržitelnou výrobu půdních kondicionérů, biopaliv a chemických stavebních bloků bez fosilního uhlíku.
- Nový palivový marker BPE a robustní GC-MS/MS metoda zabraňují daňovým únikům a zvyšují transparentnost trhu s pohonnými hmotami.
- Pochopení adukčních mechanismů v MS otevírá vývoj selektivních senzorů pro environmentální kontaminanty.
- DPS karty zjednodušují odběr a skladování krve pro screening v periferních laboratořích i domácích podmínkách.
- Modelové měření IR záření ve vrstvách pelet usnadňuje optimalizaci průmyslových procesů vyžadujících energeticky účinný ohřev.
- DOSIURA™ usnadňuje vysoce přesné stanovení DPD aktivity a pomáhá předcházet závažným toxickým reakcím u onkologických pacientů.
- Integrace PAT do P2G provozů zvyšuje provozní spolehlivost a efektivitu výroby zeleného vodíku.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Další standardizace a rozšíření plazmatických biomarkerů Alzheimerovy choroby pro běžnou klinickou praxi a studie DMT léků.
- Integrace katalytického upgradingu pyrolytických olejů do biorefinérií jako zdroj biopaliv druhé generace.
- Vývoj nových palivových markerů odolných vůči chytrým metodám odbarvování paliv.
- Navázání MS aduktových mechanismů na vývoj on-site senzorů pro monitoring aniontů v životním prostředí.
- Komercializace DPS karet pro dálkové laboratoře, telemedicínu a masové screeningové programy.
- Pokročilé simulační a modelovací metody pro tepelné záření v heterogenních materiálech.
- Automatizované platformy pro DPD screening s on-line reportingem výsledků lékařům.
- Rozšíření PAT protokolů pro sledování kvality vody ve velkých P2G instalacích a optimalizace nákladů.
Závěr
Popisované studie a aplikace ukazují sílu moderních analytických metod v reálných problémech – od biomedicíny až po udržitelné technologie. Kombinace hromadné spektrometrie, chromatografie a procesní analýzy otevírá nové cesty pro diagnózu, kontrolu kvality a optimalizaci procesů, které podpoří přechod k čistšímu a efektivnějšímu využití zdrojů.
Použitá instrumentace
- IP-MALDI-TOF MS (AXIMA Performance)
- Micropyrolyzér Frontier Lab EGA/PY-3030 + GCMS-QP2010 SE
- GCMS QP2020 NX s FID-2030 a AOC-30i
- LCMS-IT-TOF (Shimadzu)
- FTIR spektrometr IRTracer-100 s MCT detektorem
- TOC-1000e (Shimadzu)
- PAT senzory pro vodivost a teplotu
Reference
- [1] Tyslik a kol.: Simulace a měření přenosu tepla zářením v modelových uspořádání tyčí.
- [2] Kaneko et al.: IP-MALDI-TOF MS stanovení plazmatických Aβ a korelace s amyloid PET.
- [3] Reszka et al.: Porovnání simulací metodou diskrétních ordinát a Monte Carlo pro zářivou část přenosu tepla.
- [4] EU regulace pro nový palivový marker ACCUTRACE™ Plus (BPE).
- [5] Kowalska a Bąchor: Fragmentační studie biskvaternárního aduktu s trifluoroacetátem.
- [6] Meyer et al.: DPS karty pro sběr plazmy a LC-MS/MS analýzu.
- [7] Nowakowski et al.: Pyrolytická konverze biowaste a charakterizace produktů GC-MS.
- [8] Collard et al.: DOSIURA™ – kit pro určování uracilu a dihydrouracilu ve screeningových testech DPD.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Secrets of science magazine 02/2024
2024|Shimadzu|Ostatní
02/2024 How to create a nervous system for infrastructural buildings Design and testing of distributed optical sensors and other diagnostic solutions Accelerating towards the future of drug discovery Using AI-led design and automated synthesis to speed up discovery of potential…
Klíčová slova
coumarin, coumarinpeakintelligence, peakintelligencewoodruff, woodruffdiscovery, discoveryswitch, switchinfrastructural, infrastructuralvoices, voicessensors, sensorsintegration, integrationnervous, nervousgcms, gcmsbuildings, buildingswater, waterdesign, designwine
Exploring the Aβ Plaque microenvironment in Alzheimer's disease model mice by multimodal Lipid-Protein-Histology Imaging on a benchtop mass spectrometer
2025|Bruker|Postery
LI F E S CI E N CE S M AS S S P E CTR O M E TR Y Exploring the Aβ Plaque microenvironment in Alzheimer's disease model mice by multimodal Lipid-Protein-Histology Imaging on a benchtop mass spectrometer…
Klíčová slova
plaques, plaquesmaldi, maldiimaging, imagingmultiomic, multiomiclipid, lipidhiplex, hiplexplaque, plaquetof, tofmultimodal, multimodalfragmentation, fragmentationvisualize, visualizespatial, spatialbenchtop, benchtopneoflex, neoflexctr
Multimodal Chemical Imaging to probe Alzheimer’s Disease Pathology
2020|Bruker|Aplikace
Multimodal Chemical Imaging to probe Alzheimer’s Disease Pathology MALDI Imaging has emerged as a valuable tool for understanding neurodegenerative pathology in Alzheimer’s disease. Abstract Already affecting 12% of population over the age of 65, and with an exponential increase in…
Klíčová slova
amyloid, amyloidplaque, plaqueimaging, imagingplaques, plaquespathology, pathologysad, sadmaldi, maldidiffuse, diffuselco, lcopolymorphism, polymorphismdisease, diseaseneurodegenerative, neurodegenerativemultimodal, multimodalmajor, majoralzheimer
Multimodal Chemical Imaging to probe Alzheimer’s Disease Pathology
2020|Bruker|Aplikace
Multimodal Chemical Imaging to probe Alzheimer’s Disease Pathology MALDI Imaging has emerged as a valuable tool for understanding neurodegenerative pathology in Alzheimer’s disease. Abstract Already affecting 12% of population over the age of 65, and with an exponential increase in…
Klíčová slova
amyloid, amyloidplaque, plaqueimaging, imagingplaques, plaquespathology, pathologysad, sadmaldi, maldidiffuse, diffuselco, lcopolymorphism, polymorphismdisease, diseaseneurodegenerative, neurodegenerativemultimodal, multimodalmajor, majoralzheimer