The solution behind great science Volume 1

Význam tématu

Pokročilé analytické metody umožňují detekovat ultranízké koncentrace látek, od nanostruktur přes přírodní statiny až po endokrinní disruptory. Klíčovou roli hraje kvalita laboratorní vody, která ovlivňuje citlivost a spolehlivost měření.

Cíle a přehled studie

Cílem přehledu je představit ukázkové studie zaměřené na hranice detekce: monitoring nanopartiklí v přírodě, izolaci statinů z dřeva, identifikaci tzv. designer drog a kvantifikaci bisfenolu A v lidských vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

• Detekce nanopartikelů: dynamická světelná rozptylová spektrometrie za proměnlivých environmentálních podmínek
• Analýza statinů: extrakce dřevních vzorků s mikrobiální fermentací a GC-MS s režimy TIC a MRM
• Identifikace designer drog: UHPLC s foto-diody detektorem a UV spektrum doplněné hmotnostní spektrometrií
• Kvantifikace bisfenolu A a jeho glukuronidu: LC-MS/MS
• Klíčový prvek pro všechny studie: použití ultrapure vody typu I a I+

Hlavní výsledky a diskuse

• Nanopartikelové ZnO vykazují agregaci a rozpouštění ovlivněné pH, organickými kyselinami, elektrolyty a teplotou
• V dřevních vzorcích byly nalezeny různé formy statinů, především v lýku a kůře, v rozsahu 50–1000 ppb
• UHPLC-PDA/UV-MS umožňuje rychlou a spolehlivou diferenciaci i strukturálních isomerů designer drog
• Metoda LC-MS/MS dosahuje detekčních limitů pro BPA a BPA-glukuronid pod 0,1 ng/ml s vysokou přesností

Přínosy a praktické využití metody

• Pokročilé multiparametrické modely pomáhají předpovídat osud nanomateriálů v životním prostředí
• Stanovení přírodních statinů v dřevě nabízí nové zdroje pro farmaceutický průmysl
• Efektivní screening designer drog podporuje práci orgánů činných v trestním řízení
• Přesné sledování EDC v biologických vzorcích přispívá k lepší ochraně veřejného zdraví

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj třírozměrných QSAR modelů pro nové bioaktivní sloučeniny, rozšíření metod na další nanomateriály a EDC a integrace AI pro interpretaci komplexních dat.

Závěr

Kvalita analytických výsledků v ultracitlivých aplikacích je zásadně podmíněna vysokou čistotou laboratorní vody a inovativními analytickými přístupy.

Použitá instrumentace

• Dynamická světelná rozptylová spektrometrie (DLS)
• Gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS)
• UHPLC s detektorem PDA a UV a hmotnostním spektrometrem
• LC-MS/MS
• Ultrapure vodní systémy typu I a I+

Reference

1. SCENIHR Opinion on nanotechnology health risks, 2006
2. Shaw BJ, Handy RD, Environmental International 2011;37:1083–1097
3. Majedi SM et al., Journal of Hazardous Materials 2014;264:370–379
4. Li M, Zhu L, Lin D, Environmental Science & Technology 2011;45:1977–1983
5. Miao AJ et al., Environmental Toxicology and Chemistry 2010;29:2814–2822
6. Endo A, Proceedings of the Japan Academy Series B 2010;86:484–493
7. Tobert JA, Nature Reviews Drug Discovery 2003;2:517–526
8. Cohen R, Persky L, Hadar Y, Applied Microbiology and Biotechnology 2002;58:582–594
9. Sirén H et al., Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 2014;94:196–202
10. Takahashi M et al., Talanta 2009;77:1245–1272
11. Li L, Lurie IS, Forensic Science International 2014;237:100–111
12. Battal D et al., Biomedical Chromatography 2014;28:686–693
13. Health and Environment Alliance, Health costs related to EDCs in the EU, 2014