16th Multidimensional Chromatography Workshop Abstract book

Význam tématu

Multidimenzionální chromatografie (GC×GC, LC×LC, SFC-SFC, prostorová 3D-LC) kombinovaná s moderními detektory (TOF-MS, HR-MS, IMS, FID, VUV, měkká ionizace) otevírá zcela nové možnosti při separaci a identifikaci složitých matic. Je klíčová pro přesnou analýzu v potravinářství, přírodních produktech, petrochemii, environmentálních vzorcích, forenzní vědě, farmaceutickém výzkumu a biotechnologiích. Vyšší výkonnost v rozlišení stopových sloučenin přispívá k regulačnímu souladu, zajištění kvality a objevování nových biomarkerů.

Cíle a přehled programu

Cílem workshopu bylo představit nejnovější pokroky v multidimenzionální chromatografii a hyphenovaných metodách, včetně:

• nových modulačních a interfázových řešení,
• inovativních mikro- a nanokolon,
• sofistikovaných zdrojů ionizace a simultánních detektorů,
• automatizovaných a uzavřených vývojových platforem,
• případových studií z oblasti životního prostředí, potravin, forenziky, farmacie a petrochemie.

Použitá metodika a instrumentace

Workshop představil řadu technik a přístrojů:

• GC×GC se studenou a termickou modulací, s flow-modulátorem i duálním rozměrem SFC,
• LC×LC v režimech RPLC×RPLC, HILIC×RPLC, TRLC×RPLC, achirální×chirální screening a prostorová 3D-LC na chipu,
• nové interfáze: at-column-dilution, stationární-fáze-asistovaná modulace, push-pull pro LC×LC,
• duální detekce FID/MS, QMS, VUV, vysoce přesné TOF-MS, MS–MS, HR-MS, IMS a měkké chemické ionizace,
• miniaturizované kolony (NEMS, REP) a mikrofluidní modulační prvky,
• rychlé extrakční postupy: MAE-MAED, MASE, MAED, MHS-SPME, ultrazvukové a mikrovlnné asistované extrakce, TD, pyrolyzní HS.

Hlavní výsledky a diskuse

Klíčové poznatky z příspěvků:

• RPLC×SFC v úplné 2D-separaci biomasy (wood lignin, káva) a nové modulátory,
• GC×GC-TOFMS jako zlatý standard pro kvantifikaci kosmetických alergenů,
• design a výroba NEMS µ-kolon pro kompaktní 2D-GC a aplikace REP-kolon,
• 2D-LC-MS pro analýzu peptidů, zajištění špičkové selektivity a peak-purity s využitím salt-based eluents,
• vícenásobné heart-cut SFC-SFC pro achirální/chirální profiling flavonoidů z pomeranče,
• platformy pro prostorovou 3D-LC s izoelektrickým fokusováním, gelovou filtrací a RPLC,
• kombinace TRLC/PALC×chirální RPLC pro screening chirálních sloučenin v přírodních směsích,
• aplikace 2D-LC na chirální a izomerické molekuly v biosciences a QC programy pro monoklonální protilátky,
• integrované metody pro aromatické uhlovodíky a heteroatomické kontaminanty (MOAH, PFAS) v komplexních palivech a biopalivech,
• ne-targeted screening (Century Mix, peptidomika, biooleje) s využitím chemometriky (PCA, PLS-DA, ALA, 2DCOR),
• využití AI (strojové učení, PARAFAC), počítačového vidění a VR/AR pro zpracování a vizualizaci 2D dat,
• nové sběračské systémy SkinVOCs® a bezkontaktní metody pro scent-tracking,
• metody QC/QM pro LC−LC a GC×GC pomocí kontrolních směsí a nástrojů jako ChromaTOF Tile/Sync.

Přínosy a praktické využití

Prezentované metody přinášejí:

• vyšší spolehlivost a věrohodnost při detekci stopových látek,
• rychlejší a ekologičtější vzorkovací a extrakční přístupy (MAE, MAE-MTBE, TD, MHS-SPME),
• automatizované návrhy metod a optimalizace instrumentace,
• rozšířenou schopnost ne-targeted a semi-targeted analýzy v environmentu, potravinách, kosmetice, farmaceutikách a trestním inženýrství,
• pokročilé QA/QC protokoly pro dlouhodobý monitoring analytických systémů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Workshop nastínil klíčové směry dalšího vývoje:

• plná integrace umělé inteligence a strojového učení pro rychlou a objektivní analýzu 2D dat,
• další miniaturizace a on-site GC×GC a 3D-LC systémy,
• rozvoj modulátorů kompatibilních se solventy různých polarit,
• standardizace sběru exhalovaných a kožních VOC pro klinické aplikace,
• multimodální hyphenace detektorů (MS, IMS, ECNI, PCI, VUV),
• ekologicky šetrné a plně automatické platformy pro vysokopropustné screeningy.

Závěr

Multidimenzionální chromatografie v kombinaci s moderními detektory a softwarovými nástroji představuje nevyčerpatelnou příležitost pro analýzu chemicky extrémně složitých vzorků. Přístupy představené na workshopu ukazují, že lze dosáhnout bezkonkurenčního rozlišení, citlivosti i spolehlivosti a zároveň urychlit vývoj metod, minimalizovat spotřebu rozpouštědel a otevřít nové aplikace od environmentálních studií po klinické breathomics či forenzní scent-tracking.

Reference

Více než 40 klíčových publikací, patentů a regulačních nařízení představených v průběhu workshopu (např. Commission Regulation (EU) 2023/1545, patent WO2017207467A1, IFRA AWG 2016; Bauwens & Purcaro 2023; Dutriez & Owen 2016; Meziani et al. 2022).