Petr Verner: Hmotová spektrometrie ve Fakultní nemocnici Univerzity Karlovy

Pá, 9.12.2022
| Originální článek z: Česká společnost pro hmotnostní spektrometrii
Samostatnou kapitolou byly firemní akce, pořádané výrobci MS instrumentace. Bordeaux – večírky s ochutnávkami vína, Amsterodam – společenské akce na lodích, Tampere – jak jinak než sauna, Brémy – muzeum vědy.
ČSHS: Petr Verner: Hmotová spektrometrie ve Fakultní nemocnici Univerzity Karlovy

ČSHS: Petr Verner: Hmotová spektrometrie ve Fakultní nemocnici Univerzity Karlovy

Petr Verner se narodil 22. 1. 1953 v Praze a část svého dětství prožil s rodiči v Čínské lidové republice. V Praze absolvoval nejprve SPŠCH, následně obor Analytická chemie na VŠCHT v Praze a konečně obor Farmaceutická chemie na VUFB v Praze. Spolu s MUDr. Hyánkem stál u vzniku Diagnostického centra dědičných metabolických vad VFN Praha kde byl instalován první kompletně počítačové řízený GC-MS Finnigan 1020. V roce 1992–1993 pracoval jako výzkumný pracovník Medical Research Council v Harrow u Londýna. Brzy po návratu nastupuje do komerční sféry kde je u firmy Spectronex (dnes Thermo Fisher Scientific Praha) nejprve zodpovědný za oblast hmotové spektrometrie, později se stává jejím jednatelem.

Oddělení klinické biochemie (OKB) tehdejší FN2 s FP (nyní je součástí VFN Praha) vedl v osmdesátých letech osvícený lékař Prof. MUDr. Josef Hyánek, DrSc. Původem dětský lékař založil Diagnostické centrum dědičných metabolických poruch (DC DMP) které bylo součástí OKB a sídlilo v budově polikliniky na Karlově náměstí, tzv. kachlíkárně. Prvními analýzami v tomto centru byly analýzy aminokyselin v krvi a moči papírovou chromatografií jako prostředek k určení tzv. aminoacidurií (např. fenylketonurie).

Prof. Hyánek měl v té době řadu kontaktů na podobná pracoviště v zahraničí, zvláště v Holandsku (prof. Wadman, Dr. Duran a Dr. Dorland, Utrecht, prof. Schutgens, Amsterodam) Velké Británii (prof. Chalmers, Londýn, Dr. Fowler, Manchester) a mnoho dalších a sledoval tedy jak se v této oblasti začíná prosazovat hmotová spektrometrie ve spojení s kapilární plynovou chromatografií. Pro ty, kterým HRGC-MS připadá jako rutinní metoda na které není co objevovat připomenu, že v té době se zkoušely rozličné sorbenty pro plněné kolony, zapékaly se stacionární fáze pro zvýšení inertnosti a podomácku vytahovaly první skleněné kapilární kolony. Křemenná kapilára potažená polyimidem, pružná a inertní, byla takovou novinkou, že když jsme první z nich pro pracoviště zakoupili a dovezli z kapitalistické ciziny (připomenu i dvouleté objednací lhůty v plánovaném hospodářství) byl jsem osobně povolán na celní úřad kde na mě rázná celnice drahnou chvíli hulákala jak že si to dovoluji objednat z USA za 300 USD kus měděného drátu.

ČSHS: Obrázek 1: MUDr. Josef Hyánek

Prof. Hyánek tedy začal působit na různé státní orgány a vyvíjet snahu instrumentaci HRGC-MS získat. Podařilo se mu to. Pro vysvětlení jen uvedu další důležitou skutečnost – pan profesor pocházel z oblasti Vizovic a jednou z rodinných tradic bylo pálení vynikající slivovice a její dlouhodobé zrání v sudech zakopaných do země. Dodnes si myslím, že tato rodinná tradice hrála nemalou úlohu v pozdějším instrumentálním vybavení DC DMP.

HRGC-MS instrumentace

Výběr GC-MS byl mezi dvěma kandidáty – výrobci, firmami Finnigan a Hewlett-Packard. Zakoupen byl přístroj Finnigan 1020 (OWA) po důkladném výběru, který probíhal střídavě na pracovišti v Praze a na chatě v Jizerských horách, kde jsem v té době pečoval o svého čerstvě narozeného syna Jonathana. Spojku mezi oběma místy dělala doktorka Běla Stárková, absolventka PřF UK, která však zastávala na tehdejší dobu velice zásadové postoje vůči lidskému i politickému dění kolem nás, což nemohlo skončit jinak než emigrací. Její stopy se mi ztrácejí kdesi v Austrálii ...

Finnigan 1020 byl prvním komerčním kompletně počítačově řízeným systémem GCMS. Byl to kvadrupolový systém jehož analyzátor byl tvořen cca 20 cm kvadrupolem s kruhovými tyčemi uzavřeným v krásném svařovaném manifoldu, který byl čerpán velkou turbomolekulární pumpou výkonu 330 L/s. Systém dosahoval úctyhodných rozměrů, srovnatelných s menšími sektorovými stroji, a to hlavně díky elektronice a řídícímu počítači. Citlivé technologie obsahoval dvě. Jednak datový disk, který byl kombinací pevného disku (10 MB) a vyjímatelného disku (5 MB) o průměru cca 40 cm (kapacity nad 10 MB tehdy podléhaly embargu). Druhou citlivou technologií byla zobrazovací jednotka – monitor. Monitor Tektronix měl tak jemné rozlišení, že ho kromě GCMS bylo možné použít i v monitorech radarů a v dalších vojenských zařízeních. Schválení prodeje se díky těmto technologiím prodloužilo minimálně o tři měsíce, kdy tajné služby zainteresovaných zemí zkoumaly, zda budou skutečně diagnostikovány nemocné děti a zda Prof. Hyánek není současně plukovník pracující na vojenských projektech. Zkoumání dopadlo dobře a systém dorazil na Karlovo náměstí 32, kde se laboratoře DC DMP nacházely. Z doby instalace si pamatuji pouze stěhování cca 400 kg těžkého přístroje po schodech do prvního patra (výtah byl malý a neměl dostatečnou nosnost) a to, že při přípravě laboratoře bylo nutné přestěhovat Pulfrichovy fotometry, které se zde dosud používaly k analýze moči. Větší kontrast mezi technikou historickou a moderní není lehké si představit.

Systém vybavený GC Perkin Elmer umožňoval práci na kapilárních i plněných kolonách, kdy kapilární byly zavedeny přímo do EI iontového zdroje, zatímco plněné využívaly tzv. JET interface. Počítačový systém umožňoval kvantitativní analýzu integrací zaznamenaných píků v rekonstruovaném iontovém chromatogramu (RIC) i identifikaci hledáním v knihovnách. Pro pochopení čím to bylo v té době výjimečné zmíním, že ještě v té době se píky „integrovaly“ vystřižením záznamu na papíru zapisovače a zvážením tohoto „výstřižku“ a firma Spectra-Physics teprve uváděla na trh jeden z prvních integrátorů, typ 8080, o němž snili chromatografisté mnoha laboratoří, ale hlavně počítačoví nadšenci mezi nimi, neboť umožňoval vytváření jednoduchých prográmků v jazyce BASIC. Rovněž knihovny MS spekter byly ještě převážně v tištěné podobě.

Knihovnu MS spekter pro náš GC-MS jsme si vytvářeli sami. Měli jsme už sice NIST knihovnu, ale ta měla v té době cca 40 000 spekter a minimum z nich bylo z oblasti biomedicínské analýzy. Díky spolupráci s prof. Chalmersem z Londýna jsme získali MS spektra cca 500 látek, které jsme doplnili vlastními spektry standardů na zhruba 700 látek. Takto získanou knihovnu jsme později poskytli kolegům dál na východ – do Polska a Bulharska, kde se o několik let později rovněž snažili diagnostiku dědičných poruch metabolismu zavést.

Dohnat světovou špičku nebylo v době budování reálného socialismu nikterak lehké. Pro ilustraci uvedu vzpomínku na „studijní cestu“ na spolupracující pracoviště v UK a v Holandsku. Klasická cesta na západ nebyla díky systému povolování a devizových příslibů možná, bylo tedy nutné využít cesty na školení pro nový přístroj v Hemel Hampstead v UK. Školení hradila firma Finnigan, takže ji Ministerstvo zdravotnictví povolilo (nic ho nestála) a abych nejel úplně bez peněz, vybavilo mě na cestu vratnou zálohou ve výši zhruba 5 liber. Školení proběhlo v pořádku, navštívil jsem prof. Chalmerse v Londýně a zamířil po zpáteční cestě vlakem přes Holandsko. Plán byl jednoduchý – návštěva v Utrechtu u prof. Wadmana, následně v Amsterodamu u prof. Schutgense. Obhlédnu metodiku GCMS, naučím se co je nového a přivezu to domů s cílem zdokonalit diagnostiku dědičných poruch i u nás. Praktické provedení narazilo na dvě potíže. Jednak jsem měl pouze tranzitní vízum (pro později narozené zdůrazňuji, že i do Holandska se tehdy muselo s vízem) a tedy vízum pouze pro nezbytnou dobu k průjezdu zemí z jednoho konce na druhý. Současně jsem měl v kapse pouze zmíněných 5 liber a za takový obnos ani v Holandsku té doby nebylo možné přenocovat např. ve studentském hostelu. S prvním problémem jsem si hlavu nelámal a jak se později ukázalo, holandský policista byl skutečně někdo zcela jiný než československý policista stejného odobí. Jedno ze studijních nocování bylo na nádraží v Utrechtu. Bohužel jsem nedocenil skutečnost, že se nádraží v době mezi 1 a 4 hodinou ranní zavírá a místní policisté nádraží kontrolují. Přišli, prohlédli pas i tranzitní vízum, prohlédli mladého vědeckého pracovníka ze socialistické země směřující ke světlým zítřkům – a zavedli mě do policejní kantýny, kde mě nechali zbytek noci dospat a ráno napojili horkou kávou. Se slovy „nejbližším vlakem odjedete domů“ mě pak nechali stát na nádraží samotného a rozhodovat o své nejbližší budoucnosti. Zvážil jsem morální závazek odjet na jedné misce vah proti budoucnosti diagnostiky dědičných chorob v Československu a aplikované hmotové spektrometrie v biomedicíně vůbec na druhé misce vah a připadalo mi, že se váhy výrazně vychylují jedním směrem. Vrátil jsem se tedy do laboratoře prof. Wadmana a pokračoval v získávání zkušeností. Druhá noc, tentokrát v parku, byla bez dramatických okamžiků a nikdo, kromě psů na vycházce, si mne nevšiml. Nabit zkušenostmi jsem se rozjel zpět do vlasti „roztáčet kola pětiletky“ a kromě nepříjemného setkání s podstatně tvrdšími německými policisty na nádraží ve Frankfurtu nad Mohanem (opět přespání na nádraží) se již nic dramatického nestalo.

Mezinárodní kontakty

Hmotová spektrometrie aplikovaná v biomedicíně se v DC DMP brzy dostala na úroveň srovnatelnou s obdobnými pracovišti v zahraničí. Určitě k tomu přispívaly kontakty s komunitou „hmotníkářů“ v zahraničí. Již v roce 1988 (před revolucí) se díky kontaktům Dr. Rysky podařilo získat finanční podporu k účasti na IMSC v Bordeaux ve Francii, které jsem se zúčastnil spolu s Dr. Ryskou, ing. Korunou a několika dalšími zástupci Československa. Tato účast pak bez přerušení pokračovala dále, tj. 1991 Amsterodam, 1994 Budapešť, 1997 Tampere, 2000 Barcelona, 2003 Edinburg, 2006 Praha a 2009 Brémy.

Kromě odborných novinek, zkušeností a kontaktů si člověk domů přivážel i nezapomenutelné zážitky, z každé konference jiný. V Bordeaux dominovaly, jak jinak, zážitky spojené s vínem. Součástí konference byl kurz degustace vína a vystavující firmy se předháněly v tom, kdo vybere lepší vinařský zámeček pro společenský večer. Z Amsterodamu se mi do paměti vryly dvě vzpomínky. Jednak zahajovací večírek v Rijks muzeu, kdy hmotoví spektrometristé z celého světa popíjeli víno a ukusovali slané tyčinky pod důstojným pohledem významných historických postav, jejichž obrazy v nadživotní velikosti zdobí vstupní halu muzea, kde večer probíhal. Druhou vzpomínkou je nezapomenutelný pohled, který bylo možné vidět každé ráno v amsterodamském kempu, kde jsme s několika dalšími účastníky z Československa bydleli ve stanech (na hotel v té době ještě nebylo). Nad kempem svítalo, všude se válela mlha a do ranního oparu se ze stanů vynořilo několik postav v černých oblecích s kravatou a odebralo se na vědeckou konferenci.

Významnou byla i Budapešťská IMSC – myslím tím ale to, že blízká Praha (krátce po tzv. sametové revoluci) byla pro mnohé zahraniční účastníky takovým lákadlem, že na neformálním setkání po konferenci hostil Novoměstský pivovar v Praze takové množství špičkových hmotových spektrometristů, jaké do té doby naše končiny nepoznaly, mj. F. McLaffertyho, G. Cookse, E. Gelpiho, N. Nibberinga a řadu dalších, celkem více než 25 zahraničních MS špiček.

Edinburg překvapil zcela jiným zážitkem, který se pochopitelně týkal místní whisky. Ing. Novák právě v době konference slavil své narozeniny a za důstojnou oslavu považoval ochutnávku rozličných druhů whisky, které nabízela jedna z místních restaurací. Česká výprava však místní překvapila – když jsme po oslavě z restaurace odcházeli, zela vitrína, kde byly lahve whisky vystaveny, prázdnotou a personál restaurace nás vyprovázel úklonami a obdivem. Nejsem si však dodnes jist, zda nás nepovažovali za ruské bohatýry.

Samostatnou kapitolou byly firemní akce, pořádané výrobci MS instrumentace. Bordeaux – večírky s ochutnávkami vína, Amsterodam – společenské akce na lodích, Tampere – jak jinak než sauna, Brémy – muzeum vědy. I to dotvářelo kolorit těchto konferencí a přispívalo k jejich oblibě. Je dobře, že stejný důraz na společenskou stránku věci kladou i pořadatelé škol MS u nás.

Česká společnost pro hmotnostní spektrometrii
 

Mohlo by Vás zajímat

Evaluation of TOC of Sulfuric Acid using Wet Oxidation TOC Analyzer

Instrumentace
TOC
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Průmysl a chemie, Polovodiče

Raw Material Identification of mRNA Lipid Nanoparticle Components with the Agilent Vaya Raman Spectrometer

Instrumentace
RAMAN Spektrometrie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Farmaceutická analýza

Enhancement of Raman intensity for the detection of fentanyl

Instrumentace
RAMAN Spektrometrie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Forenzní analýza a toxikologie

Unstained Analysis and Evaluation of Bone Quality Characteristics of Rat Femur Cross Section by AIRsight Infrared/Raman Microscopy

Instrumentace
RAMAN Spektrometrie, FTIR Spektroskopie, Mikroskopie
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Klinická analýza

POUŽITÍ SPEKTRÁLNÍCHA SEPARAČNÍCH METOD K HODNOCENÍ JAKOSTI HOŘČICE BÍLÉ

Instrumentace
GC, NIR Spektroskopie, FTIR Spektroskopie
Výrobce
Thermo Fischer Scientific, DANI Instruments
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články


Článek | Osobnosti

Pavel Jandera (Počátky a historie ČS HPLC)

„Pokousil jsem se zachytit vzpomínky na postupný přechod od klasické nízkotlaké kapalinové chromatografie k moderní HPLC na KACh VŠCHT v Pardubicích, na vývoj techniky a na lidi, kteří se na něm podíleli.“

Článek | Osobnosti

Miroslav Ryska: Hmotnostní spektrometrie – můj osud

Oslovil jsem 3 kolegy, analytické chemiky svého oddělení a založili jsme vlastní soukromou společnost QUINTA-ANALYTICA, s.r.o.

Článek | Osobnosti

Karel Ubik: Historie hmotnostní spektrometrie v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR

Pod celým spektrometrem ve tvaru L byl na odstranění vibrací vystavěn 20 cm vysoký blok skládající se z vrstev betonu, korku, olova a plastu.

Článek | Osobnosti

Vladimír Havlíček: Molekulární struktura v Mikrobiologickém ústavu

Utvrdil jsem se v názoru, že kvalitu laboratoře netvoří kvalita strojů, ale schopnosti kolegů, kteří pracují na problémech, které si sami vybrali, sami si je řeší a publikačně dokončují.
 

Podobné články


Článek | Osobnosti

Pavel Jandera (Počátky a historie ČS HPLC)

„Pokousil jsem se zachytit vzpomínky na postupný přechod od klasické nízkotlaké kapalinové chromatografie k moderní HPLC na KACh VŠCHT v Pardubicích, na vývoj techniky a na lidi, kteří se na něm podíleli.“

Článek | Osobnosti

Miroslav Ryska: Hmotnostní spektrometrie – můj osud

Oslovil jsem 3 kolegy, analytické chemiky svého oddělení a založili jsme vlastní soukromou společnost QUINTA-ANALYTICA, s.r.o.

Článek | Osobnosti

Karel Ubik: Historie hmotnostní spektrometrie v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR

Pod celým spektrometrem ve tvaru L byl na odstranění vibrací vystavěn 20 cm vysoký blok skládající se z vrstev betonu, korku, olova a plastu.

Článek | Osobnosti

Vladimír Havlíček: Molekulární struktura v Mikrobiologickém ústavu

Utvrdil jsem se v názoru, že kvalitu laboratoře netvoří kvalita strojů, ale schopnosti kolegů, kteří pracují na problémech, které si sami vybrali, sami si je řeší a publikačně dokončují.
 

Podobné články


Článek | Osobnosti

Pavel Jandera (Počátky a historie ČS HPLC)

„Pokousil jsem se zachytit vzpomínky na postupný přechod od klasické nízkotlaké kapalinové chromatografie k moderní HPLC na KACh VŠCHT v Pardubicích, na vývoj techniky a na lidi, kteří se na něm podíleli.“

Článek | Osobnosti

Miroslav Ryska: Hmotnostní spektrometrie – můj osud

Oslovil jsem 3 kolegy, analytické chemiky svého oddělení a založili jsme vlastní soukromou společnost QUINTA-ANALYTICA, s.r.o.

Článek | Osobnosti

Karel Ubik: Historie hmotnostní spektrometrie v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR

Pod celým spektrometrem ve tvaru L byl na odstranění vibrací vystavěn 20 cm vysoký blok skládající se z vrstev betonu, korku, olova a plastu.

Článek | Osobnosti

Vladimír Havlíček: Molekulární struktura v Mikrobiologickém ústavu

Utvrdil jsem se v názoru, že kvalitu laboratoře netvoří kvalita strojů, ale schopnosti kolegů, kteří pracují na problémech, které si sami vybrali, sami si je řeší a publikačně dokončují.
 

Podobné články


Článek | Osobnosti

Pavel Jandera (Počátky a historie ČS HPLC)

„Pokousil jsem se zachytit vzpomínky na postupný přechod od klasické nízkotlaké kapalinové chromatografie k moderní HPLC na KACh VŠCHT v Pardubicích, na vývoj techniky a na lidi, kteří se na něm podíleli.“

Článek | Osobnosti

Miroslav Ryska: Hmotnostní spektrometrie – můj osud

Oslovil jsem 3 kolegy, analytické chemiky svého oddělení a založili jsme vlastní soukromou společnost QUINTA-ANALYTICA, s.r.o.

Článek | Osobnosti

Karel Ubik: Historie hmotnostní spektrometrie v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR

Pod celým spektrometrem ve tvaru L byl na odstranění vibrací vystavěn 20 cm vysoký blok skládající se z vrstev betonu, korku, olova a plastu.

Článek | Osobnosti

Vladimír Havlíček: Molekulární struktura v Mikrobiologickém ústavu

Utvrdil jsem se v názoru, že kvalitu laboratoře netvoří kvalita strojů, ale schopnosti kolegů, kteří pracují na problémech, které si sami vybrali, sami si je řeší a publikačně dokončují.