SPEKTROMETRIE
HVĚZDNÉ HYBRIDNÍ SPEKTROMETRY Použití hmotnostních spektrometrů bylo vždy úzce spjato s trendem jejich rozvoje a prošlo celou řadou etap, kdy na počátku stál vývoj obdivuhodného nástroje pro studium fyzikálně- -chemických dějů v plynné fázi. Mimořádná technika poskytující informaci o hmotnosti sledované molekuly a jejich fragmentů tvořila posléze ideální pár s neméně informačně hodnotným strukturně analytickým nástrojem spektrometrie nukleární magnetické rezonance. Bez těchto analytických technik by jistě nedošlo k mohutnému rozvoji a objevům nových molekul používaných v lékařství, potravinářství, ale i v elektrotechnice a také v armádě. Obr. 1: Imunopeptidomika.
I když je aplikační nasazení samostatných hmotnostních spektrometrů v současné době stále hojně využíváno, díky objevu elegant- ního spojení se separační technikou a tedy s možností studovat strukturní charakteristiky analytů ve složitějších směsích, nabrala hmot- nostní spektrometrie na významu. Vzhledem k tomu, že spektrometrie nukleární magnetické rezonance tomuto napojení odolala z mnoha technických důvodů, tlak na hodnotnější strukturní informaci plynoucí z hmotnostních spekter se razantně zvýšil. Progres precizně soustružených hyperbolických kvadrupólů a ideálně modelované iontové pasti nakonec vyústil v oslavný nástup moderních vysokorozli- šujících analyzátorů. Mít dostupný hmotnostní spektrometr s rozlišením atakujícím vyšší de- sítky tisíc s předřazenou separační technikou byl splněným snem všech analytiků. Studované směsi mohly být stále komplex- nější a s nástupem proteomiky a metabolomiky složitost předmětných soustav dosáhla instru- mentálních limitů. Požadavky necílené analýzy směsí s mnoha tisíci analyty přes několik kon- centračních řádů tlačilo a tlačí vývojáře hmot- nostních spektrometrů k nutným vylepšením. A tlak je značný, neboť přichází se slibnými možnostmi zvyšování kvality našich životů od vědců, lékařů a farmaceutických expertů. I když se instrumentální rozvoj řídí zejména poptávkou po hlubším, přesnějším či rychlej- ším popisu systémů živých organismů, nově nachází mimořádné uplatnění i v chemickém a farmaceutickém průmyslu, v potravinářství či ve studiu a monitoringu životního prostředí. Složitost vzorků nemusí být dána jen kom- plexností směsi, ale též velikostí studovaných molekul. Zatímco v roce 1997 bylo v žebříčku deseti nejpoužívanějších léčivých látek deset „malých“ molekul (do MW 500), v roce 2023 to byly už jen tři. Nástup monoklonálních protilátek, fúzních proteinů, polypeptidů či oligonukleotidů byl vskutku mohutný. Bylo by to možné bez rozvoje instrumentace hmot- nostní spektrometrie? A naopak, trošku kacíř- sky, nebrzdí náhodou výzkum a pokrok v léčbě závažných onemocnění samotná hmotnostní spektrometrie, která v objevování biomarkerů, léčivých látek a diagnostice hraje dominantní a zřejmě i nenahraditelnou roli? Tlak na vyšší
Obr. 2: Hmotnostní spektrometry s nízkým rozlišením.
Obr. 3: Hmotnostní spektrometry s vysokým rozlišením – I.
rozlišení, větší rychlost, nižší detekční limity či větší dynamický rozsah přístrojů se zdá být enormní a neutuchající. Pro představu jeden příklad z nového oboru – imunopeptidomiky:
Moderní přístup k léčbě rakoviny je vyvolání specifické imunitní reakce vedoucí k destrukci nádorové buňky, žádné jiné. Povrch nádorové buňky obsahuje patogenní polypeptid, tzv. neo-
38
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIV (2024)
Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online