The Agilent Cary 630 FTIR Spectrometer

Význam tématu

Spektroskopie FTIR se stala klíčovým nástrojem v oblasti výzkumu infekčních onemocnění díky schopnosti rychlé a kvantitativní analýzy biomolekul při minimální přípravě vzorku. Umožňuje charakterizovat lipidy, proteiny, sacharidy i nukleové kyseliny v různorodých matricích a přispívá k identifikaci patogenů i monitorování biologických procesů.

Cíle a přehled studie

Tento přehled shrnuje aplikace ultrakompatibilního benchtop FTIR spektrometru Agilent Cary 630 v oblasti infekčních chorob. Zaměřuje se na čtyři klíčové studie: detekci RNA SARS-CoV-2 ve slinách, hodnocení závažnosti COVID-19 v plazmě, odhalování antibiotické rezistence u Escherichia coli a sledování syntézy nových guanidinopyrimidinů.

Použitá metodika a instrumentace

• Metoda: Fourierova transformace infračervené spektroskopie (FTIR), zejména ATR-FTIR pro přímou analýzu kapalin, past či buněčných vzorků.
• Instrumentace: Agilent Cary 630 FTIR spektrometr s modulárními sampling moduly a doplňkovým softwarem MicroLab a MicroLab Expert.
• Vzorky: sliny, plazma, bakteriální kultury i organické syntézy s minimální nebo žádnou přípravou.

Hlavní výsledky a diskuse

• Ultrarapidní detekce SARS-CoV-2: Spektroskopie ATR-FTIR identifikovala signatury RNA ve slinách s vysokou citlivostí a specificitou za pomoci strojového učení (Barauna et al., 2021).
• Třídění závažnosti COVID-19: Analýza FTIR plazmatických vzorků umožnila rychlé posouzení stupně onemocnění s podporou algoritmu strojového učení (Banerjee et al., 2021).
• Antimikrobiální rezistence E. coli: Bezobarvová diagnostika rezistence bakteriálních kmenů kombinovala ATR-FTIR spektra s ML modelem a dosáhla výsledků během několika minut (Wijesinghe et al., 2021).
• Syntéza a charakterizace guanidinopyrimidinů: FTIR-ATR analýza sledovala průběh syntézy a potvrdila strukturu nových molekul s využitím pokročilého vizualizačního softwaru (Arikrishnan et al., 2020).

Přínosy a praktické využití metody

• Okamžité výsledky bez náročné přípravy vzorků či spotřebního materiálu.
• Vysoká citlivost a specifičnost podpořená algoritmy strojového učení.
• Modulární konstrukce umožňuje rychlou adaptaci na různé typy vzorků.
• Robustní design a jednoduchý walk-up režim vhodný pro víceuživatelské laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace umělé inteligence pro automatizovanou identifikaci biochemických signatur.
• Rozšíření na mobilní a polní aplikace pro rychlou diagnostiku patogenů.
• Vyvinutí vícekanálových systémů pro simultánní sledování více parametrů.
• Cloudové zpracování dat a sdílení spekter v reálném čase.

Závěr

FTIR spektroskopie s využitím Agilent Cary 630 nabízí rychlou, spolehlivou a flexibilní platformu pro výzkum infekčních onemocnění. Minimalizace přípravy vzorků a možnosti strojového učení z ní činí perspektivní nástroj pro diagnostiku i vývoj terapeutik.

Reference

1. Barauna V. G. et al. Anal. Chem. 2021, 93(5), 2950–2958.
2. Banerjee A. et al. Anal. Chem. 2021, 93(30), 10391–10396.
3. Wijesinghe H. G. S. et al. Analyst 2021, 146, 6211–6219.
4. Arikrishnan J. et al. Eur. J. Mol. Clin. Med. 2020, 7(3), 3930–3948.