Aplikačné možnosti nových ortogonálnych miniaturizovaných a mikroseparačných analytických systémov pre rýchly monitoring biologických, environmentálnych a forezných vzoriek

Anotácia projektu

Projekt je zameraný na implementáciu nových ortogonálnych miniaturizovaných a mikroseparačných techník vhodných pre rýchly monitoring biologických, environmentálnych a forenzných vzoriek. V projekte budú využité miniaturizované a mikroseparačné techniky na báze kvapalinovej chromatografie (mikro-LC) a kapilárnej a mikročipovej elektroforézy (mikro-CE) s miniaturizovanou inštrumentáciou pre iónovú pohyblivostnú spektrometriu (IMS) a ich rozhrania na báze termálnej a laserovej desorpcie originálne vyvinuté riešiteľským kolektívom na priame dávkovanie kvapalných vzoriek do IMS. V spolupráci so start-up firmou zaoberajúcou sa výrobou analytickej inštrumentácie pre spektrálnu analýzu sa bude realizovať nová koncepcia kombinovaných mikroseparačných techník s miniaturizovanou IMS, ktoré budú aplikované na rôzne ortogonálne, komprehenzívne a rýchle analytické systémy pre stopové analýzy iónogénnych látok prítomných v komplexných matriciach environmentálneho, biologického a forenzného charakteru. Na tejto inštrumentálnej báze sa rozšíria identifikačné možnosti mikroseparačných analytických techník v analýze komplexných vzoriek. Cieľom je navrhnúť a zrealizovať nové a silné identifikačné prostriedky na báze knižnice pohyblivostných spektier pre vybrané analyty. Z hľadiska obmedzených rozlišovacích možností miniaturizovaných analytických systémov, vyvinuté kombinácie mikro-LC, mikro-CE a IMS prinesú nové možnosti pre rýchle viacrozmerné analýzy v kvapalnom separačnom médiu v priebehu niekoľkých minút. Z analytického hľadiska a najmä z hľadiska aplikovateľnosti nového typu kombinovaných miniaturizovaných a mikroseparačných metód budú tieto systémy využiteľné v praxi pre riešenie zložitých problémov analýz komplexných reálnych vzoriek environmentálneho, biologického a forenzného charakteru a evaluované na báze aplikačných listov, aplikačne orientovaných vedeckých prác a ďalších aplikačných výstupov.

Evidenčné číslo projektu

  • APVV-17-0318

Doba riešenia projektu

  • 01.08.2018 – 30.06.2022

Zodpovedný riešiteľ

  • doc. RNDr. Marián Masár, PhD.

Členovia riešiteľského kolektívu

  • prof. RNDr. Štefan Matejčík, DrSc.
  • prof. RNDr. Milan Hutta, CSc.
  • Mgr. Jasna Hradski, PhD.
  • RNDr. Peter Troška, PhD.
  • RNDr. Róbert Bodor, PhD.
  • RNDr. Róbert Góra, PhD.
  • Mgr. Iveta Boháčová, PhD.
  • RNDr. Ladislav Moravský, PhD.
  • prof. PharmDr. Josef Jampílek, PhD.
  • Ing. Roman Szücs, PhD.
  • Mgr. Michalczuk Bartosz
  • Ing. František Iványi
  • Mgr. Branislav Žabenský
  • Arian Fateh Borkhari
  • Mgr. Jozef Tuček
  • Mgr. Adriána Miškovčíková
  • Mgr. Marta Ďuriš

Pracoviská participujúce na projekte

  • Katedra analytickej chémie, Prírodovedecká fakulta UK v Bratislave analytika.sk
  • Katedra experimentálnej fyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave dep.fmph.uniba.sk

Dosiahnuté výsledky

  • výpočet elektroforetických a chromatografických parametrov pre rôzne skupiny environmentálne, farmaceuticky a biomedicínsky zaujímavých látok
  • vývoj prototypu rozhrania pre online spojenie mikročipovej elektroforézy s iónovým pohyblivostným spektrometrom na báze termálneho odparovania kompatibilný s konceptom laboratória na čipe
  • integrácia miniaturizovaných úpravných a koncentračných techník na báze elektroforézy do mikro-CE
  • výber vhodných látok na vytvorenie knižnice pohyblivostných spektier
  • nadviazanie spolupráce s podnikateľským subjektom v súkromnom sektore, firmou Villa-Labeco, s.r.o.

Vybrané publikácie vytvorené v rámci riešenia projektu

  • Iveta Boháčová, Simona Procházková, Radoslav Halko. Separation and determination of amygdalin and unnatural neoamygdalin in natural food supplements by HPLC-DAD. Food Addit Contam A, 2019, 36(10), 1445-1452. doi.org/10.1080/19440049.2019.1650962
  • Josef Jampílek, Katarína Kráľová, Estefânia V. R. Campos, Leonardo F. Fraceto. Bio-Based Nanoemulsion Formulations Applicable in Agriculture, Medicine, and Food Industry. In: Ram Prasad, Vivek Kumar, Manoj Kumar, Devendra Choudhary (eds.) Nanobiotechnology in Bioformulations. Nanotechnology in the Life Sciences. Springer, Cham, Switzerland, 2019, 33-84. doi.org/10.1007/978-3-030-17061-5_2
  • Marián Masár, Jasna Hradski. Microchip isotachophoresis: Analysis of pharmaceuticals. In: Debashis Dutta (ed.), Microfluidic Electrophoresis. Humana Press, Springer Nature, New York, NY, USA, 2019, 99-111. doi.org/10.1007/978-1-4939-8964-5_7
  • Daniela Plachá, Josef Jampílek. Graphenic materials for biomedical applications. Nanomaterials, 2019, 9(12), 1758. doi.org/10.3390/nano9121758
  • Peter Troška, Eva Poboży, Zuzana Némethová, Marián Masár. Determination of Commonly Used Excipients in Pharmaceutical Preparations by Microchip Electrophoresis with Conductivity Detection. Chromatographia, 2019, 82, 741-748. doi.org/10.1007/s10337-019-03691-3
  • Josef Jampilek, Katarína Kraľová. Potential of nanonutraceuticals in increasing immunity. Nanomaterials, 2020, 10(11), 2224. doi.org/10.3390/nano10112224
  • Gabor Jarvas, Andras Guttman, Natalia Miękus, Tomasz Bączek, Sunkyung Jeong, Doo Soo Chung, Vladimir Pätoprstý, Marián Masár, Milan Hutta, Vladimira Datinská, Frantisek Foret. Practical sample pretreatment techniques coupled with capillary electrophoresis for real samples in complex matrices. TrAC-Trend Anal Chem, 2020, 122, 115702. doi.org/10.1016/j.trac.2019.115702
  • Marián Masár, Jasna Hradski, Michaela Nováková, Roman Szucs, Martin Sabo, Štefan Matejčík. Online coupling of microchip electrophoresis with ion mobility spectrometry for direct analysis of complex liquid samples. Sens Actuat B-Chem, 2020, 302, 127183. doi.org/10.1016/j.snb.2019.127183
  • Marián Masár, Jasna Hradski, Martin G. Schmid, Roman Szucs. Advantages and pitfalls of capillary electrophoresis of pharmaceutical compounds and their enantiomers in complex samples: Comparison of hydrodynamically opened and closed systems. Int J Mol Sci, 2020, 21(18), 6852. doi.org/10.3390/ijms21186852
  • Marián Masár, Jasna Hradski, Eva Vargová, Adriána Miškovčíková, Peter Božek, Juraj Ševčík, Roman Szucs. Determination of carminic acid in foodstuffs and pharmaceuticals by microchip electrophoresis with photometric detection. Separations, 2020, 7(4), 72. doi.org/10.3390/separations7040072
  • Marián Masár, Peter Troška, Jasna Hradski, Ivan Talian. Microchip isotachophoresis coupled to surface-enhanced Raman spectroscopy for pharmaceutical analysis. Microchim Acta 2020, 187(8), 448. doi.org/10.1007/s00604-020-04436-y
  • Bartosz Michalczuk, Ladislav Moravský, Jana Hrdá, Štefan Matejčík. Atmospheric Pressure Chemical Ionisation study of selected Volatile Organic Compounds (VOCs) by Ion Mobility Spectrometry coupled with orthogonal acceleration Time Of Flight Mass Spectrometry. Int J Mass Spectrom, 2020, 449, 116275. doi.org/10.1016/j.ijms.2019.116275
  • Ladislav Moravský, Peter Troška, Matej Klas, Marián Masár, Štefan Matejčík. Determination of nitrites and nitrates in plasma-activated deionized water by microchip capillary electrophoresis. Contrib Plasm Phys 60(7) (2020), e202000014. doi.org/10.1002/ctpp.202000014
  • Ladislav Moravský, Bartosz Michalczuk, Jana Hrdá, Satoshi Hamaguchi, Štefan Matejčík. Monitoring of nonthermal plasma degradation of phthalates by ion mobility spectrometry. Plasma Process Polym 18(7) (2021), 2100032. doi.org/10.1002/ppap.202100032
  • Josef Jampílek, Katarína Kráľová. Nanoadsorbents and nanocatalysts for decontamination of water from xenobiotics. In: Kamel A. Abd-Elsalam, Muhammad Zahid (eds.) Aquananotechnology: Applications of Nanomaterials for Water Purification. Elsevier, Amsterdam, Netherlands, 2021, 393-425. doi.org/10.1016/B978-0-12-821141-0.00020-3
  • Roman Szucs, Roland Brown, Claudio Brunelli, James C. Heaton, Jasna Hradski. Structure driven prediction of chromatographic retention times: Applications to pharmaceutical analysis. Int J Mol Sci 22(8) (2021), 3848. doi.org/10.3390/ijms22083848
  • Ladislav Moravský, Bartosz Michalczuk, Arian Fateh Borkhari, Peter Papp, Alexey A. Sysoev, Štefan Matejčík. Study of atmospheric pressure chemical ionization of phthalates in air by ion mobility spectrometry/mass spectrometry. Rapid Commun Mass Spectrom 35(17) (2021), e9145. doi.org/10.1002/rcm.9145
  • Peter Troška, Jasna Hradski, Lucia Chropeňová, Roman Szücs, Marián Masár. Potential of microchip electrophoresis in pharmaceutical analysis: Development of a universal method for frequently prescribed nonsteroidal anti-inflammatory drugs. J Chromatogr A 1654 (2021), 462453. doi.org/10.1016/j.chroma.2021.462453
  • Katarína Kráľová, Josef Jampílek. Responses of Medicinal and Aromatic Plants to Engineered Nanoparticles. Appl Sci 11(4) (2021), 1813. doi.org/10.3390/app11041813
  • Zuzana Štiffelová, Ladislav Moravský, Bartosz Michalczuk, Jozef Čižmárik, Štefan Matejčík, Fils Andriamainty. Analysis of positional isomers of 2-3-4-alkoxyphenylcarbamic acid derivatives by a combination of TLC and IMS. J Chromatogr B 1184 (2021), 122970. doi.org/10.1016/j.jchromb.2021.122970
  • Jasna Hradski, Marta Ďuriš, Roman Szücs, Ladislav Moravský, Štefan Matejčík, Marián Masár. Development of microchip isotachophoresis coupled with ion mobility spectrometry and evaluation of its potential for the analysis of food, biological and pharmaceutical samples . Molecules 26(20) (2021), 6094. doi.org/10.3390/molecules26206094