EASTERN ANALYTICAL SYMPOSIUM & EXPOSITION 2022 Abstract Book

Význam tématu

Konference Eastern Analytical Symposium 2022 pokrývá široké spektrum moderních analytických metod s aplikacemi v biomedicíně, forenzice, farmacii, environmentální chemii a materiálovém výzkumu. Shrnuta prezentovaná témata ukazují, jak kombinace kolaborativních přístupů—pokročilá chromatografie, hmotnostní spektrometrie, NMR, vibrační spektroskopie, elektrochemie a výpočetní metody vč. AI—umožňuje řešit kritické problémy: charakterizaci biologických léčiv, detekci drog a kontaminantů, monitorování životního prostředí, zvyšování udržitelnosti analytiky a zefektivnění provozu laboratoří. Důraz na robustnost, vysokou propustnost, minimalizaci odpadu a komercializaci výzkumných postupů činí tento soubor abstraktů velmi relevantní pro praktickou analytickou chemii.

Cíle a přehled konference

Účelem sborníku bylo prezentovat krátké abstrakty ústních i posterových sdělení konaných 14.–16. listopadu 2022. Program kladl důraz na: validaci nových metod, přenos metod mezi systémy, vysokopropustné a mikroškálové separace, spektroskopická řešení pro forenzní a potravinářské aplikace, nové přístupy v bioanalýze (ADC, AAV, mRNA, proteomika), detekci kontaminantů (PFAS, mikroplasty, OGSR), a na aplikace strojového učení ve zpracování spekter a designu experimentů.

Použitá metodika a obecné přístupy

• Chromatografie: IP-RP-LC, HILIC, anionová výměna, ion-pair RP, SFC, 2D-LC, kapilární a mikro-LC; modelování retence (LSS), simulační nástroje pro migraci metod a optimalizaci parametrů.
• Spektrometrie: LC-MS/MS (včetně UHPLC, QTOF, Orbitrap, TIMS/SLIM), GC-MS a GC-QQQ, DART-MS, pyrolytická GC-MS pro mikroplasty, IR-MALDESI pro MSI.
• Vibrační spektroskopie: Raman (včetně SERS), FT-IR, A-TEEM (absorbance–fluorescence EEM), pump–probe a pump–probe mikroskopie pro studium pigmentů a fotochemie.
• NMR: multidimenzionální, korelační a kovariancí-kontrolované metody; deep-learning pro dekódování a automatizovanou analýzu; solid-state NMR a hyperpolarizace.
• Elektrochemie a bioelektrochemie: LAES, Schottky junction senzory, elektrochemické koncentrační assay pro biomarkery (NT-proBNP) a nově vyvíjené biosenzory s umělými biokomponentami.
• Obrazové a mikroskopické metody: SEM/EDS, XPS, vysokorozlišovací ion-mobility (HRIM) a kolokalizované elektrochemické zobrazování (SECCM).
• Výpočetní přístupy: multifaktorické in-silico modelování LC, strojové učení a DNN pro analýzu NMR, chemometrie pro spektroskopii a systémová statistika pro testy kvality dat (SST).

Hlavní výsledky a diskuse

• Elektrochemie a nanomateriály: Anodic stripping voltammetry (ASV) u Au nanopartikul umožnila rychlou charakterizaci velikosti a stability NPs a sledování ripeningu; Schottky nanoparticle/Si junctiony ukázaly citlivou LAES detekci neurotransmiterů a H2O2.
• Biosenzory a POCT: Magneto-electrochemické koncentrace s Ag-nanotaggerem dosáhly detekce NT-proBNP v rozmezí rizikové koncentrace (53–590 pM) s CV ~10 % a časem <10 min, což je významný krok k domácím kvantitativním testům.
• Proteinová kvantifikace a deamidace: Coulometric Mass Spectrometry (CMS) pro absolutní kvantifikaci proteinů bez standardů umožnila detekovat HCP v nízkých ppm úrovních a kvantifikovat deamidace včetně succinimidových meziproduktů.
• Chromatografie a migrace metod: Simulátory založené na LSS modelu ukázaly, jak systémové parametry (dispersion, gradient delay) a volba LC zařízení ovlivní přenos metody mezi instrumenty; HILIC migrace byla zdůrazněna jako zvlášť citlivá na needle-wash a autosampler design.
• NMR a AI: DNN sítě pro 13C dekonvoluci a autonomní analýzu CEST dat prokázaly schopnost přesné predikce chemických posunů a jejich nejistot bez uživatelsky nastavovaných parametrů.
• Forenzní spektroskopie: Raman a SERS ukázaly vysokou selektivitu při rozlišení fentanylových analogů a identifikaci vláken či OGSR; kombinace Raman + LIBS zlepšila diferenciaci velmi podobných nábojů střeliva.
• Environment a potraviny: Raman pro PFAS screening v rybí krvi dosáhl 100% klasifikace Low vs High ve validaci; metody SPE, QuEChERS a UPLC-MS/MS pro PFAS v mořské vodě a mlži s LOQ v sub-ng/mL řádu.
• Biotherapeutika a virové vektory: 2DLC-MS (AEX → RPLC-MS) umožnila simultánní separaci a charakterizaci AAV (prázdné/naplněné kapsidy a modifikace VP proteinů); HOS analýzy (FTIR, Raman/ROA, DSC, CD) a proteomika pro ADC/mRNA/oligonukleotidy.
• Udržitelnost a procesy: DOZN™2.0 jako kvantitativní nástroj pro vyhodnocení zelené chemie; mikroskálové capillary LC s velmi nízkou spotřebou rozpouštědel pro vysokopropustné aplikace; návrhy pro „greening“ chromatografie.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé, citlivé POCT biosenzory (NT-proBNP) pro klinické triážování srdečního selhání.
• Software-asistované MS workflow pro cyklické peptidy a automatizované přiřazování mění tempo farmaceutického vývoje.
• Simulátory LC a přenos metod snižují rizika při outsourcování a harmonizaci metod mezi laboratořemi.
• Forenzní Raman/SERS a kombinované techniky zvyšují schopnost identifikovat látky na scéně a rozlišit blízce příbuzné chemikálie.
• Kapilární a vakuově izolované sloupce pro UHPLC-MS snižují post‑column dispersion, zlepšují rozlišení a zvyšují citlivost v MS aplikacích.

Použitá instrumentace

• Chromatografie: UHPLC, HPLC, SFC, 2D-LC, capillary LC (0.1–0.3 mm i.d.), LC simulátory, HILIC, IP-RP.
• Hmotnostní spektrometrie: triple quadrupole (QQQ), QTOF, Orbitrap, Trapped-Ion Mobility (TIMS), SLIM-QTOF, LC-MS/MS, GC-MS, pyrolysis-GC-MS, DART-MS.
• Spektroskopie: Raman (SERS), FT-IR, A-TEEM (Absorbance-TEEM), pump–probe mikroskopie, VIS-NIR přenosné spektrometry.
• NMR: rozšířené 1D/2D, solid-state NMR, ROA, hyperpolarizace, AI/DNN pro analýzu.
• Mikroskopie a povrchová analýza: SEM/EDS, XPS, TOF-SIMS, konfokální Raman.
• MS imaging: IR-MALDESI a MSI workflow se SST (system suitability testing).
• Elektrochemie a senzory: anodic stripping voltammetry (ASV), LAES, dual-ESI, coulometric MS (CMS), potentiostaty a speciální elektrodové moduly.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace AI a DNN do rutinní interpretace NMR, MS a spektroskopických dat pro autonomní analýzu a rychlé rozhodování.
• Další miniaturizace a rozšíření kapilárních/volně stojících LC-MS systémů pro field/POC a high-throughput screening s nízkou spotřebou rozpouštědel.
• Rozvoj standardizovaných datových infrastruktur a cloudových nástrojů pro agregaci, vizualizaci a reporting chromatografických a MS dat v průmyslu.
• Vícedimenzionální separace (2D-LC, HRIM) a kombinované LV/HR analýzy pro řešení isomerie a komplexních glykanů u biotherapeutik.
• Zvýšený tlak na udržitelné analytické postupy, validaci „green“ alternativ a rozvoj kvantitativních nástrojů jako DOZN™2.0.
• Komercializace laboratorních výstupů (start-upy a POCT produkty) pro forenzní a klinické aplikace s důrazem na netriviální validaci a regulaci.

Závěr

Sborník 2022 EAS ukazuje kritický posun v analytické chemii směrem k multidisciplinárním, robustním a udržitelným řešením. Harmonizace instrumentace se softwarovými nástroji a strojem učení, spolu s důrazem na mikro‑/kapilární technologie a zelené přístupy, otevírá nové možnosti pro rychlé, citlivé a škálovatelné analýzy napříč obory. Pro úspěšné zavádění popsaných technologií bude klíčová validace v reálném provozu, standardizace datových formátů a intenzivní interakce mezi akademií, průmyslem a regulačními orgány.

Reference

• Abstrakty a program: EASTERN ANALYTICAL SYMPOSIUM & Exposition, 2022 EAS Abstracts, listopad 2022, Crowne Plaza Princeton Conference Center, Plainsboro, NJ.