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

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: Prasad R., Kumar V., Kumar M., Choudhary D. (eds) Nanobiotechnology in Bioformulations. Nanotechnology in the Life Sciences. Springer, Cham, 2019, s. 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. New York: Springer; Humana Press, 2019, s. 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. dx.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. dx.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. dx.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. dx.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. dx.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. dx.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. dx.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. dx.doi.org/10.1002/ctpp.202000014