EASTERN ANALYTICAL SYMPOSIUM & EXPOSITION 2022 Abstract Book

Shrnutí: 2022 EAS Abstracts (Eastern Analytical Symposium, listopad 2022)

Význam tématu

Konference 2022 EAS pokrývá široké spektrum moderních analytických metod a jejich aplikací v oblastech od farmacie, biotechnologií, životního prostředí a forenziky až po vzdělávání a průmyslový výzkum. Hlavní důrazy jsou na zvyšování citlivosti a specifičnosti analytiky, akceleraci vývoje metod (high-throughput), integraci výpočetních nástrojů (in-silico, chemometrie, strojové učení), udržitelnost provozu (green chemistry) a přenositelnost/miniaturizaci měřicích systémů (mobilní/reportovací platformy, občanská věda). Tyto oblasti jsou klíčové pro rychlé rozhodování v diagnostice, zajištění kvality bioléčiv, forenzní identifikaci stop, environmentální monitoring a efektivní kontrolu výrobních procesů.

Cíle a přehled dokumentu

Dokument obsahuje souhrn abstraktů přednášek a posterů prezentovaných na sympoziu. Cílem shrnutí je vystihnout hlavní tematické proudy, představené metodické inovace, praktické výsledky a nastínit přínosy pro aplikační obory. Zastoupené oblasti zahrnují: elektrochemii a biosenzory, pokročilé chromatografické a hmotnostně-spektrometrické přístupy (včetně ion mobility, HRMS), NMR a jeho AI-aplikace, spektroskopii (Raman, IR, SERS), mikroskopii a mikroanalytiku (SEM/EDS, XPS), metody pro forenziku (OGSR, vlákna, tělesné tekutiny), environmentální analýzy (PFAS, produced water), a instrumentální/softwarová řešení pro automatizaci a digitalizaci laboratoří.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatografie: RPLC, IP-RP-LC, HILIC, AEX, SEC, SFC, 1D a 2D LC (včetně kapilární a preparativní variant), HPTLC, simulátory metodické migrace (LSS modely).
• Hmotnostní spektrometrie: triple-quadrupole (QQQ), QTOF, Orbitrap, SLIM-HRIM, TIMS, MALDESI-MSI, LC-MS/MS, GC-QQQ, pyrolyzní GC-MS; hyphenované platformy 2DLC-MS pro AAV characterization.
• Nukleární magnetická rezonance (NMR): multidimenzionální NMR, covariance NMR, DNN pro dekódování dat a urychlenou analýzu výměn (CEST), ROA pro biopolymerní HOS.
• Spektroskopie: Raman (mikroskopie, SERS), FT-IR, A-TEEM (absorbance-transmittance excitation-emission matrix), NIR, pump–probe mikroskopie pro pigmenty.
• Elektrochemie a bioelektrochemie: anodic stripping voltammetry (ASV), dielectrophoresis BPE pro jedničkové zachycení buněk, light-addressable electroanalysis (LAES), kolometrická MS (CMS) pro absolutní kvantifikaci bez standardů.
• Imaging a mikroanalytika: SEM/EDS, XPS, TOF-SIMS, vysokorozlišující ion-mobility mapování, vysoce citlivé MSI (IR-MALDESI) se systémovými testy vhodnosti.
• Mikro- a miniaturizované platformy: kapilární LC s LED-UV detektory, vakuově pláštěné kolony pro UHPLC–MS, vertikální mikrofyzikální pyrolyzér pro mikroplastiky, DART s pulsním plynem.
• Výpočetní nástroje a AI: ACD Labs/LC Simulator, strojové učení a DNN pro analýzu NMR, chemometrie (PLS-DA, GA, MB data fusion), AI4ME pro studium molekulárních rovnováh, aplikace do automatizace a cloudové pipeline (empower→cloud).
• Provozní nástroje: platformy pro automatizované zpracování vzorků (Tablet Processing Workstation, Chronos on-line SPE), DOZN™2.0 (kvantifikátor „zelenosti“ produktů).

Hlavní výsledky a diskuse

• Nanočástice: elektrochemické metody (ASV) identifikovaly velikostní závislosti a stabilitu Au NP do <2 nm; ASV umožňuje rychlé třídění a separaci.
• Biosenzory a diagnostika: magneto-elektrochemický papírový test pro NT-proBNP dosahuje rozmezí klinického významu (53–590 pM) s ~10% CV a časem <10 min; biosenzory s kombinací syntetické biologie pro detekci environmentálních toxinů a patogenů.
• Proteinová kvantifikace: nástup „antibody-free“ metod pro cílenou kvantifikaci bílkovin v biomacích (SPE prepročištění, trapping micro-LC-SRM, multidimenzionální čistící strategie) s citlivostí porovnatelnou s imunoenrichovanými přístupy.
• Single-cell a DEP platformy: BPE/DEP platformy s AI pro label-free identifikaci CTC, ko-inkapsulací reagentů a robustními těsnicími přístupy pro on-chip analýzu enzymů.
• Metody pro chromatografii: multifaktorové in-silico modelování (ACD/LCSimulator) a LSS-simulátory významně zrychlují migraci metod a optimalizaci na analytické i preparativní úrovni; dále modely pro optimalizaci volby column dimension pro specifické potřeby (cannabis potency testing).
• Úspora a ekologická řešení: DOZN™2.0 pro kvantifikaci „greenness“ produktů; kapilární LC a automatizace vedou ke značnému snížení spotřeby rozpouštědel (sub-mL spotřeby pro stovky injekcí).
• Forenzika: SERS a Raman dokážou rozlišit strukturně podobné fentanylové analogy a OGSR; HPTLC pro separaci NPS s dobrými detekčními limity; analýza vláken a pigmentů rozšiřuje forenzní signatury; analýza bankovek pro výskyt fentanylu a dalších drog (vysoká prevalence kontaminace).
• MS a ion mobility: SLIM a vysokorozlišné ion-mobility přístupy (resolution ~250) umožňují separaci glykanových izomerů, což výrazně zlepšuje charakterizaci glykosylací u terapeutických mAb.
• NMR a AI: DNN pro dekoupling 13C-detekce a autonomní analýzu CEST dat; covariance NMR pro zisk nových korelačních map ze stávajících spekter u biomolekul.
• Environmentální analýzy: nové extrakční strategie a SPME/thin-film pro komplexní analýzu produced water (PW) a PFAS screening pomocí Ramanu na krevní plazmě ryb s vysokou přesností klasifikace (PLS-DA externí validace 100% pro skupiny PFAS low/high).
• Platformy a validace: on-line SPE-UHPLC-MS/MS optimalizováno pro 18 PFAS v lidském séru (nízké LOD), 2DLC-MS workflow pro simultánní charakterizaci AAV (AEX→RPLC-MS), a CMS (coulometric MS) pro absolutní kvantifikaci proteinů a měření deamidace bez standardů.
• Instrumentationální inovace: vakuově pláštěné kolony + lokální ohřev uvolňují ztráty rozlišení v UHPLC–MS; dual-ESI s in-line absorbance řízením pro paralelní LC->MS bez zhoršení signálu.
• Digitalizace a provoz: cloudové pipeline pro ukládání a vizualizaci LC dat, automatizace laboratorních procesů s tablety/QR kódy zvyšují efektivitu, ale vyžadují robustní change-control a validaci pro regulované prostředí.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlejší a citlivější diagnostika (NT-proBNP) a screening (PFAS, OGSR) v terénu i laboratoři.
• Antibody-free proteomika zrychluje průmyslové kvantifikace proteinů a snižuje závislost na kritických reagen­ciích (antitělech).
• Vyšší rozlišovací schopnosti u glykanů a komplexních bioterapeutik usnadňují zajištění kvality mAb a AAV produktů.
• Metody šetrnější k životnímu prostředí: kapilární LC, on-line SPE, DOZN scoring přispívají ke snížení odpadu a lepší volbě surovin.
• Forenzní praxe obohacena o nedestruktivní spektroskopické postupy (Raman/SERS, HPTLC, SEM/EDS) pro rychlé a dokumentované vyšetřování.
• Miniaturizované a přenosné systémy (kapilární LC, přenosné Raman/NIR, přenosné MS) umožňují in-situ rozhodování a občanské monitorování (PlanktoScope).
• Digitalizace dat a strojové učení zlepšují robustnost rozhodnutí, predikci chování metod při migraci a podporují replikovatelné reportingové workflowy.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Širší integrace AI a DNN pro automatické zpracování spektrálních dat (NMR, Raman, MS), včetně kvantifikace nejistot a autonomního vyhodnocení.
• Další miniaturizace a komercializace přenosných MS, NMR a spektrometrů pro polní forenziku, environmentální monitoring a zdravotnictví.
• Rozšíření vysokorozlišné ion mobility (SLIM, TIMS) do rutinní charakterizace bioterapeutik a metabolomiky pro řešení izomerie.
• Udržitelná analytika: snížení spotřeby organických rozpouštědel, širší adopce DOZN-type scoringu v průmyslu a validované zelené metodiky.
• Standardizace datových sad a otevřené databáze (např. rozšíření PROVEDIt pro NGS/forenzní aplikace) pro podporu reprodukovatelnosti a metodické práce v komunitě.
• Synergie mezi občanskou vědou a profesionálním monitoringem (PlanktoScope) pro globální sítě environmentálního sběru dat.
• Rostoucí tlak na regulaci a kvalitu laboratoří (příklady cannabis testing), potřeba proficiency testing a dostupnosti standardních referencí.
• Vícehybridních pracovních postupů: kombinace strukturální (NMR, ROA), separační (2DLC) a obrazových/mikroanalytických technik (SEM/EDS, TOF-SIMS) pro komplexní root-cause analýzy.

Závěr

Sbírka abstraktů z EAS 2022 odráží současný směr analytické chemie: kombinaci instrumentálních inovací, pokročilých výpočetních nástrojů a praktických aplikací v medicíně, průmyslu, forenzice a ochraně životního prostředí. Klíčovými hybateli jsou zvýšená citlivost a specifita, zrychlení pracovních postupů, udržitelnost a přenositelnost technologií. Důraz na validaci, standardizaci a integraci AI/chemometrie bude rozhodující pro převedení těchto inovací do provozních a regulačně přijatelných řešení. Z praktického hlediska budou mít největší dopad metody umožňující rychlou, robustní a šetrnou analýzu s minimálními nároky na kritické reagensy a s možností rozšíření do polních aplikací.

Reference

• V původním souboru abstraktů nebyl uveden ucelený seznam literatury ke všem příspěvkům; jednotlivé abstrakty odkazují na vlastní literaturu a nástroje autorů prezentovaných studií.