<div>V chemii je stále co objevovat. U nových molekul je ale nutné hlídat jednu nenápadnou vlastnost, zejména při jejich použití v&nbsp;medicíně – chiralitu. Může totiž rozhodovat o životě a smrti. Jak světovou vědeckou obec proškolila conterganová aféra a proč je potřeba vstoupit občas i na tenký led? Kde není risk, není ani úspěch, říká v&nbsp;<a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://pdf.avcr.cz/A/2025-04/#page=64">A / Magazínu</a> Ivo Starý z <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.uochb.cz/cs">Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR</a>.</div><div>Asi vás nepřekvapí, když si tipneme, že boty, které si ráno nazujete, jsou stejné. Kdyby byly rozdílně veliké, jedna by vám padala, nebo vás naopak tlačila. Kdyby měly jiný tvar, neseděly by vám. Kdyby měly jinou barvu nebo jedna byla z pravé kůže a druhá plátěnka, šlo by hned poznat, že jste si obuli nesprávnou botu z&nbsp;jiného páru. Jsou si prostě podobné jako vejce vejci. Úplně stejné ale zase nejsou. Kdybyste si z obchodu přinesli v krabici dvě levé boty, jistě byste si toho nejpozději při prvním nazouvání všimli. Ať byste jednu otáčeli, jak byste chtěli, na pravé noze by prostě neseděla. Jedna je zrcadlovým obrazem té druhé, stejně jako vaše nohy.Ne všechny objekty v zrcadle vypadají jinak, třeba míč, kostka nebo lžíce. Je to celkem jednoduchá otázka geometrie – zkrátka oproti botám mají rovinu nebo střed symetrie. Pokud ji nemají, jsou takzvaně chirální a předmět se pak nedá ztotožnit se svým zrcadlovým obrazem. Důležitou roli tato vlastnost hraje zejména v chemii a biochemii.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/AVCR_Prava_ci_leva_Na_orientaci_zalezi_pri_vyvoji_leku_i_v_prumyslu_3fe788b10f.jpg" alt="AVČR: Pravá, či levá? Na orientaci záleží – při vývoji léků i v průmyslu: Jako chirální se označuje takový objekt, který není totožný se svým zrcadlovým obrazem, nemá střed ani rovinu symetrie." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_AVCR_Prava_ci_leva_Na_orientaci_zalezi_pri_vyvoji_leku_i_v_prumyslu_3fe788b10f.jpg 245w," sizes="100vw" width="460" height="269"><h4>Točí se, točí…</h4>Dobrým příkladem je model dvoušroubovice DNA. V živých organismech je typicky pravotočivá. Jinými slovy, její zrcadlový protějšek by se vinul na opačnou stranu – byl by levotočivý. Ale především, nefungoval by! Příroda zkrátka preferuje „pravou“ nositelku genetické informace.DNA v tom není sama, chirální jsou i aminokyseliny: všechny bílkoviny v&nbsp;lidském těle se skládají až na výjimky z „L“ formy aminokyselin. Také cukry neboli sacharidy jsou chirální. Ty se naopak vyskytují v „D“ formě, přičemž jejich zrcadlová „L“ forma je v&nbsp;biochemických procesech živých organismů k nepoužití.Proč jsou preferovány jen určité „zrcadlové“ formy biomolekul? „Nevíme. Existuje mnoho teorií o původu takzvané homochirality na Zemi, respektive dominanci L-aminokyselin a D-cukrů, ale ucelený řetězec důkazů podpořený experimenty zatím neexistuje,“ říká Ivo Starý z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, „pravděpodobnostní modely naznačují, že jde vlastně o náhodu, a naopak deterministické teorie zase říkají, že to jinak ani být nemohlo nebo že to tak někdo zařídil.“ Čas od času se podle něho objeví nové hypotézy, ale je otázkou, jestli se tahle hádanka vůbec někdy uspokojivě vyřeší.Jen tak na okraj: ve skutečnosti existuje i levotočivá dvoušroubovice DNA, konkrétně Z-DNA, jejíž biologický význam je ovšem jiný než přenos genetické informace, který zajišťuje vždy pravotočivá B-DNA. Dokonce v přírodě existují jedy, které účinkují právě tak, že u oběti změní prostorové uspořádání její DNA z jedné formy na druhou, a tím genetickou informaci zablokují.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/AVCR_Prava_ci_leva_Na_orientaci_zalezi_pri_vyvoji_leku_i_v_prumyslu_2_38f7efd206.jpg" alt="AVČR/Jana Plavec: Pravá, či levá? Na orientaci záleží – při vývoji léků i v průmyslu: Ivo Starý z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_AVCR_Prava_ci_leva_Na_orientaci_zalezi_pri_vyvoji_leku_i_v_prumyslu_2_38f7efd206.jpg 235w," sizes="100vw" width="460" height="306">V makrosvětě bychom k chiralitě našli analogii – točitá schodiště. Že na směru jejich vinutí záleží, si uvědomovali stavitelé hradů a ve středověku budovali schodiště zpravidla jako levotočivá, aby stoupající útočníci, držící meč většinou v pravé ruce u středového sloupu, byli v nevýhodě oproti obráncům, kteří pro svou zbraň měli větší volnost pohybu.Pravou zkrátka nelze zaměnit za levou a někdy to v životě, ale i v chemii hraje důležitou roli. „Vzpomínám, jak jsem jako student na gymnáziu měl letní brigádu ve skladu stavebního materiálu. Dostal jsem za úkol naložit pravé dveře, a když byla půlka kamionu zaplněná, přišel šéf a vynadal mi, že jsem to spletl a naložil levé dveře. Tak jsem je musel zase vytahat. Záleží přece na tom, na kterou stranu se dveře otevírají! Od té doby si pamatuji, že chiralita je všude,“ usmívá se Ivo Starý.<h4>Mezi životem a smrtí</h4>Pojem chiralita je odvozený od řeckého slova ruka (cheir). Příklad s&nbsp;nohama z úvodu článku platí i pro horní končetiny: ruce jednoho člověka v&nbsp;podstatě vypadají identicky, jsou stejně velké či mají stejný odstín kůže… Přesto stejné nejsou – většina lidí umí některé činnosti vykonávat jen jednou rukou, třeba psát.Velmi podobné je to i s molekulami. Takový vitamin C neboli kyselina L-askorbová je účinný jen ve své jedné formě, zrcadlově obrácená molekula označovaná písmenem D má velice malý benefit pro organismus. U aminokyselin zase může nahrazení formy D za L vytvořit z&nbsp;neškodného proteinu smrtelný jed, což se děje u některých toxinů pralesních žab.<blockquote><h4>Stejné, ale ne docela</h4>Chirální molekuly, respektive jejich zrcadlové obrazy mají většinu fyzikálně-chemických vlastností úplně stejných. I proto je není snadné oddělit. Z fyzikálních teorií ale vyplývá, že jedna forma by měla mít vždy nepatrně menší energii. Rozdíl je tak malý, že se jej ale dosud nepodařilo experimentálně změřit. Ivo Starý to přirovnává k&nbsp;detekci gravitačních vln.</blockquote>Pro společnost je asi nejdůležitější studovat projevy chirálních látek ve farmacii. Existuje řada chemických sloučenin, jejichž zrcadlové formy se v&nbsp;organismu chovají rozdílně. Funguje to tak třeba u běžného léku omeprazol, používaného při prevenci žaludečních vředů, refluxní choroby jícnu, pálení žáhy a dalších trávicích potíží. Jedna jeho forma je asi desetkrát méně účinná než druhá. Lék se používá jako takzvaný racemát – to znamená, že obsahuje obě formy ve stejném poměru, protože výroba takové chemické sloučeniny je obvykle nejlevnější. Ale o tom později.Pokud má jedna z forem pouze slabší účinek, ještě to jde. Horší je, když následuje odezva zcela odlišná, nebo dokonce nebezpečná. A aby toho nebylo málo: čím větší je molekula, tím více může mít jednotek, které jsou chirální. Představme si to v analogii s botami coby řetězu několika polobotek svázaných tkaničkami. Dejme tomu, že na něj použijeme jen tři různé boty. Výsledná podoba řetězu závisí na tom, kterou (levou, nebo pravou) z každého ze tří párů na každé ze tří míst vybereme. Pak takové formy nebudou existovat dvě – jedna a druhá jako její zrcadlový obraz –, ale bude jich hned osm a nazývají se stereoizomery.To je příklad chirálního dextrometorfanu (pravotočivé látky se třemi asymetrickými centry), který má antitusický účinek. Jeho zrcadlový dvojník levometorfan ale nepůsobí proti kašli, nýbrž je to silné opioidní analgetikum. Dextrometorfan se používá již více než čtyřicet let v řadě volně prodejných přípravků proti kašli, jako jsou Robitussin či Rhinotussal. V tomto případě se samozřejmě racemát, tedy směs obou zrcadlových forem, použít nemůže a musí se správná forma oddělit od nesprávné.<h4>Zrůdné důsledky</h4>Novorozenci bez nohou, rukou, uší, s&nbsp;deformovanými stehenními kostmi nebo naopak s přebývajícími články prstů. Odhaduje se, že 10 až 17 tisíc dětí se na přelomu padesátých a šedesátých let 20. století narodilo s různými postiženími kvůli léku s obchodním názvem Contergan. Že je teratogenní, a způsobuje tedy vrozené vady, se nevědělo, protože tehdy ještě testy léků před uvedením na trh nebyly tak přísné jako dnes. Použitá látka byla chirální – jedna forma má sedativní účinek, druhá může mít devastující efekt na plod, pokud je podáván těhotným ženám. Jako lék se používal racemát, směs obou forem v&nbsp;poměru 50 : 50, protože se nevědělo o jejich rozdílném působení.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/AVCR_Prava_ci_leva_Na_orientaci_zalezi_pri_vyvoji_leku_i_v_prumyslu_3_d9c54db0f1.jpg" alt="AVČR: Pravá, či levá? Na orientaci záleží – při vývoji léků i v průmyslu: Contergan před jeho stažením z trhu běžně užívaly těhotné ženy jako lék na úzkost, při potížích se spánkem a ranních nevolnostech." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_AVCR_Prava_ci_leva_Na_orientaci_zalezi_pri_vyvoji_leku_i_v_prumyslu_3_d9c54db0f1.jpg 245w," sizes="100vw" width="460" height="208">Nicméně pozdější výzkumy prokázaly, že separace „správné“ formy by bohužel nepomohla. Contergan se totiž v&nbsp;těle přeměňuje z jedné formy na druhou, takže by organismus beztak prospěšnou látku transformoval na teratogenní.„Conterganová aféra ukázala, že pokud je molekula chirální, v medicínském výzkumu je zkrátka absolutně nezbytné zkoumat efekt každé formy zvlášť,“ dodává badatel. Jednotlivé chirální formy, takzvané enantiomery, se dnes musejí povinně testovat odděleně nejen kvůli případným vedlejším účinkům, ale je to vhodné i z dalších praktických důvodů. Pokud je léčivá jen jedna forma, lze snížit dávku preparátu na polovinu, zmenšit tak metabolickou zátěž organismu a zrychlit nástup účinku.Problém je, že většinou je nejlevnější a nejjednodušší připravit již zmíněný racemát – se stejným zastoupením obou zrcadlových forem – a jednu od druhé pak v případě potřeby oddělit. To se například dělá pomocí speciálních chromatografických systémů a je to poměrně drahé. „Příroda to tak dělat nemusí, umí rovnou vyrábět jen jednu z forem,“ připomíná Ivo Starý. A proto se jeho tým věnuje také výzkumu asymetrické katalýzy, tedy procesům, které umožňují při přípravě chirálních látek získávat ideálně jen jednu potřebnou formu, aby následné oddělování zrcadlových forem nebylo potřeba.<h4>Obraz na 100 %</h4>Jakkoli je medicína fascinující téma a veřejnost většinou extrémně zajímá, existuje jedna věc, co lidi přitahuje ještě více. Mobilní telefony. Jak souvisí s&nbsp;chemickým výzkumem?Všechny „zrcadlové“ molekuly stáčejí rovinu lineárně polarizovaného světla. Koneckonců právě tak došlo k&nbsp;objevu chirality molekul. Louis Pasteur ji v&nbsp;roce 1842 pozoroval u soli kyseliny vinné. Běžné záření kmitá ve všech směrech, lineárně polarizované světlo pouze v&nbsp;daném směru polarizace. Chirální molekuly umějí takový směr pootočit. Právě spojitost mezi chiralitou a polarizovaným zářením dává tušit, že by těchto vlastností šlo využít na poli emitování chirálního světla.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/AVCR_Prava_ci_leva_Na_orientaci_zalezi_pri_vyvoji_leku_i_v_prumyslu_4_68c2345ae0.jpg" alt="AVČR: Pravá, či levá? Na orientaci záleží – při vývoji léků i v průmyslu: Chiralita hraje v technologii displejů (zejména u chytrých telefonů) naprosto klíčovou roli." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_AVCR_Prava_ci_leva_Na_orientaci_zalezi_pri_vyvoji_leku_i_v_prumyslu_4_68c2345ae0.jpg 245w," sizes="100vw" width="460" height="259">Běžné OLED displeje, jako jsou třeba v chytrých mobilních telefonech, spotřebovávají obvykle 50 až 70 procent kapacity baterie. Obsahují polarizační filtry, jinak by na nich kvůli odleskům nebylo mnoho vidět. Nepolarizované světlo, které primárně vyzařují elektroluminiscentní OLED diody, prochází na cestě ven z displeje přes uvedené filtry, jež významnou část tohoto světla pohlcují. To se následně přemění na teplo. Jinými slovy, pokud by organické molekuly v OLED displeji uměly emitovat rovnou kruhově polarizované světlo, které je chirální, šlo by zařídit, aby procházelo ven téměř všechno. V&nbsp;důsledku bychom ušetřili významnou část energie baterie.„Vědci si relativně nedávno všimli, že by šlo takto využít ‚zářivé‘ chirální molekuly či materiály, po nichž v&nbsp;poslední době vzniká v rámci výzkumu velká poptávka,“ podotýká Ivo Starý, „jestli dojde k jejich praktické aplikaci v displejích za pět či deset let, těžko říct. Ale dojde k tomu.“V podstatě se musejí vyvíjet nové chirální organické molekuly a materiály schopné efektivně emitovat kruhově polarizované světlo. Nestačí ty, které už známe desítky let. „Chtěli bychom zkusit takové sloučeniny syntetizovat a konkurenci nejlépe předběhnout,“ nešetří ambicemi český vědec. Šance určitě je, zkušenosti tým má. Určitě není třeba se obávat, že by světová konkurence stihla prozkoumat všechny molekuly dříve. Organické sloučeniny jsou tak složité a možností kombinací atomů je matematicky vzato tolik, že na „sestavení“ a vyzkoušení všech možných organických molekul není na Zemi dost materiálu. Ba dokonce ani v celém vesmíru!<h4>Nejistá sezóna</h4>Najít látku, která posune vývoj displejů o úroveň výš, tedy bude sakra těžké. Pomoci k tomu může Akademická prémie – štědrá podpora výzkumu, jež poskytuje nejlepším týmům Akademie věd až pět milionů korun ročně po dobu šesti let. Navíc, oproti jiným finančním „injekcím“, s minimem byrokracie.<blockquote><h4>Zrcadlový obraz</h4>Nejen v mikrosvětě chemických molekul je důležité odlišovat tvar a jeho zrcadlový obraz. Je tomu tak i v každodenním životě. Každý z nás zná sám sebe především právě tak, jak vypadá v zrcadle. Nikdo ale nejsme perfektně souměrný, náš zrcadlový obraz tedy vypadá vždy maličko jinak, než jak nás vidí všichni ostatní. Snad proto spousta lidí při focení „selfíček“ nevnímá, že výsledný snímek je převrácený (některé telefony to mají jako implicitní nastavení, ale ve většině případů to lze změnit), a postují pak na sítě fotografie, kde jsou sice sami se svým vzhledem spokojení, protože „takhle přece vypadají“, ale pro všechny ostatní je to přesně naopak.</blockquote>„Běžný tříletý grant třeba od Grantové agentury není úplně vhodný pro řešení riskantních projektů, tedy není u něj radno pustit se do něčeho, co může selhat. Ale i ve vědě platí: high risk – high gain,“ vysvětluje Ivo Starý, proč je potřeba vstoupit občas i na tenký led. „Akademická prémie dává prostor odvážným nápadům.“Tím se otevírá cesta k souběžné práci v několika oblastech najednou. Chirální molekuly pro OLED displeje, ačkoli jsou možná nejjednodušší na pochopení, nejsou zdaleka jedinou. Dalším prostorem pro bádání je zmíněná asymetrická katalýza, tedy snaha o hledání procesů, jak připravovat kýženou formu chirální látky přímo bez nutnosti separace racemické směsi.„Chybějí designová pravidla, abychom předem věděli, jak by molekula měla vypadat z hlediska architektury, pokud cílíme na nějakou vlastnost,“ vypočítává Ivo Starý. Jeho skupina se chce zabývat i chirálními fluorescenčními značkami. Ty nechirální se běžně používají v biologii či medicíně. V&nbsp;Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR by chtěli zjistit, jaké výhody by zatím neprozkoumané použití chirálních molekul emitujících kruhově polarizované světlo přineslo.Ambiciózním cílem je i požádat v dohledné době o nejprestižnější evropský grant – ERC. Tam jsou zatím čeští vědci úspěšní jen málo, byť se situace v poslední době zlepšuje. „Přitom si myslím, že v České republice se dělá skvělá věda. Máme řadu pracovišť, která jsou naprosto srovnatelná s&nbsp;těmi nejlepšími na světě,“ uzavírá Ivo Starý optimisticky.<blockquote><img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/AVCR_Prava_ci_leva_Na_orientaci_zalezi_pri_vyvoji_leku_i_v_prumyslu_5_b7aa28d001.jpg" alt="AVČR/Jana Plavec: Pravá, či levá? Na orientaci záleží – při vývoji léků i v průmyslu." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_AVCR_Prava_ci_leva_Na_orientaci_zalezi_pri_vyvoji_leku_i_v_prumyslu_5_b7aa28d001.jpg 235w," sizes="100vw" width="460" height="306"><h5>RNDr. Ivo Starý, CSc. Ústav organické chemie a biochemie AV ČR</h5>Světově uznávaný odborník na chirální chemii. Zaměřuje se mj. na syntézu chirálních molekul, vývoj katalýzy a molekulárních zařízení využitelných v materiálové praxi či medicíně. Zkušenosti má i ze Švýcarska či Velké Británie. Byl zvolen prvním místopředsedou Učené společnosti ČR a od května 2026 bude na dva roky dokonce v jejím čele. V roce 2024 obdržel Akademickou prémii, nejvyšší podporu v Akademii věd, která zajišťuje financování částkou až pět milionů korun na šest let.</blockquote>Článek vyšel pod názvem Dvě boty a delší výdrž mobilů v <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://pdf.avcr.cz/A/2025-04/#page=64">A / Magazínu 4/2025</a></div>

Pravá, či levá? Na orientaci záleží – při vývoji léků i v průmyslu

V únoru letošního roku odstartoval projekt GAČR, který se věnuje vysokorychlostní skenovací sondové mikroskopii. Během tří let budou vědci z CEITEC Vysoké učení technické v Brně (VUT) ve spolupráci s Českým metrologickým institutem (ČMI) řešit zrychlení procesu měření touto technikou a zlepšení analýzy získaných dat za pomoci na míru vyvinutých algoritmů umělé inteligence. Výsledky výzkumu najdou uplatnění jak ve vědecké, tak průmyslové praxi, například při sledování živých buněk nebo výrobě čipů.Vysokorychlostní mikroskopie atomárních sil je disciplína, díky které mohou vědci zkoumat vlastnosti povrchů různých materiálů. Využívají k tomu mikroskopy, jež za pomoci miniaturního hrotu se sondou o velikosti jen několika málo nanometrů (miliontina milimetru) opakovaně kloužou v pravidelných drahách po povrchu vzorku, na ploše o velikosti v řádu mikrometrů, tedy je menší než lidská červená krvinka, a zaznamenávají tvar povrchu s přesností srovnatelnou se vzdáleností jednotlivých atomů. Sonda povrch snímkuje a vědci tak získávají detailní obrázky s extrémně vysokým rozlišením. Taková měření většinou netrvají déle než pár minut, ale i to je v některých případech příliš. Zejména u vzorků, které se v čase mění, což mohou být například živé biologické materiály, ale i neživé materiály, u kterých nás jejich změna zajímá. A právě tento moment je podstatou projektu GAČR, jehož oficiální název je Vysokorychlostní atomární silová mikroskopie s řídkým vzorkováním.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/CEITEC_BUT_CEITEC_Scientists_Aim_to_Increase_High_Speed_Microscopy_Up_to_Fivefold_a30ca0e27e.jpeg" alt="CEITEC VUT: Vědci z CEITEC pracují na až pětinásobném zvýšení rychlosti &quot;vysokorychlostní mikroskopie&quot;" srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_CEITEC_BUT_CEITEC_Scientists_Aim_to_Increase_High_Speed_Microscopy_Up_to_Fivefold_a30ca0e27e.jpeg 150w," sizes="100vw" width="1600" height="1666">„Naše společná práce si klade za cíl zrychlit proces skenování optimalizací dráhy, po níž se pohybuje hrot mikroskopu, tak, aby se měřilo jen to, co je opravdu užitečné, a zároveň vytvořit algoritmus, který bude schopen snímky vyhodnocovat bez potřeby mezikroku v dopočítávání dat z vynechaných částí povrchu,“ říká hlavní řešitel Petr Klapetek z Českého metrologického institutu (ČMI). Naráží tak na skutečnost, že při běžném vysokorychlostním skenování vznikají stovky snímků napříč celým povrchem, ale právě u vzorků, které se v čase rychle mění, může být sonda v klíčový moment mimo oblast zájmu. Okamžik změny odehrávající se i v milisekundách tak není zachycen plynule a vědcům kvůli tomu může uniknout důležitý detail. Ve snaze o co nejrychlejší skenování proto výzkumníci po celém světě hledají různá řešení, většinou založená na úpravě mikroskopů tak, aby se hrot pohyboval rychleji. Jenomže mechanické zrychlení sondy má za následek vyšší chybovost, například z důvodu přílišných vibrací. „Vzhledem k tomu, že si uvědomujeme limity, které má skenovací mikroskopie už ze své podstaty, jsme se rozhodli vydat zcela jinou cestou a chceme problém obejít spíše chytřejším měřením než zásadní úpravou hardwaru,“ dodává Klapetek.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/CEITEC_BUT_CEITEC_Scientists_Aim_to_Increase_High_Speed_Microscopy_Up_to_Fivefold_3_86682e0c39.jpeg" alt="CEITEC VUT: Vědci z CEITEC pracují na až pětinásobném zvýšení rychlosti &quot;vysokorychlostní mikroskopie&quot;" srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_CEITEC_BUT_CEITEC_Scientists_Aim_to_Increase_High_Speed_Microscopy_Up_to_Fivefold_3_86682e0c39.jpeg 208w," sizes="100vw" width="1600" height="1200"><h4>Softwarové zrychlení překoná konstrukční limity</h4>Jedním z hlavních úkolů projektu proto budou návrhy možných tvarů drah, které sice i nadále zůstanou pravidelné, ale budou uspořádané ve zcela jiných vzorech tak, aby se maximalizovalo množství informace získané v minimálním čase. Tento postup by měl i díky efektivnějšímu zpracování dat zvýšit rychlost skenování až pětkrát. „Právě zpracování dat je pro nás zcela zásadní. Potřebujeme proto vyvinout algoritmy umělé inteligence, které zvládnou analyzovat a interpretovat snímky i z takto rozvolněného rastru přímo, aniž by potřebovaly vědět, co se odehrálo ve slepých místech. Což pro nás bude asi ta největší výzva,“ doplňuje za CEITEC VUT spoluřešitel projektu David Nečas s tím, že úlohou CEITEC VUT bude právě design rastrování a tvorba potřebných matematických postupů. Experimentální část zahrnující veškerá měření a testy pak bude probíhat na zařízeních v ČMI.Výsledkem této tříleté spolupráce by měla být ucelená teoretická metodologie podpořená experimentálními postupy, která najde využití například v biologických laboratořích, kde vědci zkoumají změny chování živých vzorků, typicky buněk, v čase. Posloužit však může i v laboratořích, kde se vyvíjejí a vyrábějí polovodičové čipy. Tam se vysokorychlostní skenovací mikroskopie využívá zejména pro kontrolu kvality a odhalování defektů vzniklých při výrobě. Metoda totiž dokáže měřit nejen tvar a povrchovou strukturu vzorku, ale také jeho elektrické a další vlastnosti. „V praxi by se mohla časem stát i součástí specifických průmyslových aplikací, kde by v rámci kontrolních linek prováděly vysokorychlostní skenovací mikroskopy snímání a vyhodnocování prakticky v reálném čase,“ říká na závěr David Nečas.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/CEITEC_BUT_CEITEC_Scientists_Aim_to_Increase_High_Speed_Microscopy_Up_to_Fivefold_2_de02ff2fb2.jpeg" alt="CEITEC VUT: Vědci z CEITEC pracují na až pětinásobném zvýšení rychlosti &quot;vysokorychlostní mikroskopie&quot;" srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_CEITEC_BUT_CEITEC_Scientists_Aim_to_Increase_High_Speed_Microscopy_Up_to_Fivefold_2_de02ff2fb2.jpeg 208w," sizes="100vw" width="1600" height="1200"><blockquote>VUT v Brně aktuálně spolupracuje s <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://cmi.gov.cz/">Českým metrologickým institutem</a> a dalšími partnery z akademické i průmyslové sféry také na evropském projektu <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://www.ptb.de/epm2024/dinamo/project">DINAMO</a>, který se zabývá vývojem metod pro zpracování dat při kalibraci všech typů mikroskopů se skenovací sondou. Tým, který za VUT jako hlavní řešitel vede právě David Nečas, se v tomto výzkumu zaměřuje na standardizaci vytvořených postupů, aby i vědci, kteří nejsou specialisté přímo na tento typ mikroskopů, dokázali sami zařízení jednoduše nastavit a své vzorky měřili co nejpřesněji.</blockquote>

Vědci z CEITEC pracují na až pětinásobném zvýšení rychlosti "vysokorychlostní mikroskopie" 

Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie byla i letos nedílnou součástí lednového zasedání Hlavního výboru <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/companies/7">Spektroskopické společnosti</a>. Letošní ročník hostila tradičně <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/companies/15">Univerzita Pardubice</a> a do soutěže bylo přihlášeno dvacet soutěžících, z toho sedm v kategorii A a třináct v kategorii B. Počet přihlášených prací tak znovu potvrdil, že tato soutěž zůstává pro mladé autory atraktivní a stabilně vyhledávanou příležitostí k odborné prezentaci.&nbsp;Nad průběhem soutěže dohlížela čestná předsedkyně doc. Ing. Anna Krejčová, Ph.D. Samotný program pak dobře ukázal šíři současného spektroskopického výzkumu, přičemž jednotlivé směry a metody byly zastoupeny poměrně vyrovnaně. Soutěžní blok navíc nepředstavoval pouze přehled jednotlivých výsledků, ale poskytl i přehled o rozmanitosti metodických přístupů a aplikací současné spektroskopie.V kategorii A, zaměřené na diplomové práce, porota udělila první místo Ing. Janě Knytlové z <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/companies/11">Vysoké školy chemicko-technologické v Praze</a> za práci na téma „Ambientní hmotnostní spektrometrie pro analýzu selektivních modulátorů androgenního receptoru“. Druhé místo získal Filip Jozefov z <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/companies/62">Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR</a> za práci „Predikce molekul z vícestupňové hmotnostní spektrometrie pomocí grafových neuronových sítí a AI modelu DreaMS“ a třetí místo pak Mgr. Lucie Březinová z Ústavu analytické chemie AV ČR za práci „Začlenění stříbrných nanostruktur do kapilárního prostředí pro detekci povrchem zesílenou Ramanovu spektrometrii“.V kategorii B publikovaných prací obsadil první místo Dr. rer. nat. Marius Constantin Chirita Mihaila z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze za práci „Light-based Aberration Correction in Electron Optics for Advanced Spectroscopic Applications“. Na druhém místě se umístila Mgr. Markéta Bosáková, Ph.D. z Ústavu chemie <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/companies/12">Masarykovy univerzity</a> za práci „Acoustic spectroscopy of laser-induced plasma“ a třetí místo obsadil Mgr. et Mgr. Vít Pavelka, Ph.D. z Ústavu analytické chemie AV ČR za práci „Povrchem zesílená Ramanova spektroskopie snadno a spolehlivě“.Soutěž opět potvrdila svou roli důležité platformy pro prezentaci kvalitních prací mladých autorů a pro odbornou diskusi napříč spektroskopickými obory. Poděkování patří všem soutěžícím za předložené práce, hodnotitelům za pečlivé posouzení příspěvků a oceněným autorům náleží blahopřání k dosaženým výsledkům.<h3>Kategorie B - 3. místo</h3><h4>Povrchem zesílená Ramanova spektroskopie snadno a spolehlivě</h4><ul><li>Mgr. et Mgr. Vít Pavelka, Ph.D. (Ústav analytické chemie AV ČR, v. v. i., Oddělení bioanalytické instrumentace)</li><li>E-mail: pavelka@iach.cz</li></ul><h5>Seznam soutěžních prací:&nbsp;</h5><ol><li>Pavelka, V.; Dvořák, J.; Čupera, J.; Hemzal, D.; Hrbáč, J. Fabrication of SERS Substrates by 3D-Positioned Spark Discharges: Advanced Performance Refinement Using Raman Mapping of Adenine and Its Derivatives J. Raman Spectrosc. 2025, 56 (9), 850-859.</li><li>Pavelka, V.; Hemzal, D.; Hrbáč, J. Complex evaluation of Raman spectra using morphological filtering: Algorithms, software implementation, and experimental verification of baseline correction, peak recognition, and cosmic ray removal in SERS of designer drugs J. Raman. Spectrosc. 2022, 53 (12), 2100-2109.</li></ol>Předložené práce zahrnují dvě strany téhož: jak spolehlivě zpracovat Ramanova/SERS data, a jak mít cenově dostupné a spolehlivé SERS substráty.&nbsp;Ve starší práci představuji jednoduchý, ale účinný způsob zpracování SERS/Ramanových spekter založený na morfologických operátorech. V jednom běhu zvládne odečtení pozadí i rozlišení signálů – a to bez nutnosti dohledu uživatele. Klíčové je dvouprůchodové schéma: nejprve jsou spočteny linie signálů a základní linie a poté zpřesněny jejich hranice (pomocí tzv. kontaktních bodů). Výhodou je rychlost a spolehlivost i pro velké datové sady, např. mapy nebo časové řady. Metodu jsme demonstrovali pomocí spekter vybraných syntetických drog, kde vedla i ke spolehlivějším shodám s databází.&nbsp;<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Vit_Pavelka_Obr_1_Morfologicke_filtrovani_jako_dvoji_klasifikator_2_70f63bcfab.jpg" alt="Vít Pavelka: Obr. 1: Morfologické filtrování jako dvojí klasifikátor: Demonstrace celkového zpracování SERS otisků prstů βk-MBDB jako syntetické drogy za využití linie signálů (ω1) a základní linie (ω2). Vložený obrázek ukazuje normalizovanou ROC křivku spektra, která je barevně kódované dle dvou nastavitelných parametrů. Pro přijaté signály jsou vyznačené polohy maxim. Spodní čáry zobrazují jednobodové rozdílové spektrum v intervalech vyhodnocených jako pozadí (černých) a zavržených signálů (šedých). " srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Vit_Pavelka_Obr_1_Morfologicke_filtrovani_jako_dvoji_klasifikator_2_70f63bcfab.jpg 245w," sizes="100vw" width="1600" height="955">Novější práce popisuje přímou přípravu SERS substrátů jiskrovými výboji pomocí 3D pozicionéru. Metoda je levná a obejde se bez chemických postupů přípravy: vysokonapěťový výboj mezi stříbrným hrotem a vodivým substrátem „natiskne“ vrstvu nanostruktur. Takto připravené substráty byly charakterizovány (mikroskopií v tmavém poli, elektronovou mikroskopií, UV-VIS spektroskopií a cyklickou voltametrií) a výsledné zesílení optimalizováno pomocí mapování Ramanových spekter adeninu (~16k spekter na jedno měření). Pro vyhodnocení byly použity dvě veličiny:&nbsp;<ul><li>Ramanova odezva – plocha dominantního signálu adeninu (~733 cm-1)</li><li>Pokrytí aktivními místy – Podíl spekter s detekovatelným signálem adeninu&nbsp;</li></ul>Tento postup umožnil vybrat vhodné parametry jiskření a posunout citlivost k velmi nízkým koncentracím (10-11 M adeninu). Na optimalizovaných podložkách byla pak naměřena a rozlišena i spektra několika derivátů adeninu, což demonstruje jejich kvalitativní využitelnost.&nbsp;<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Vit_Pavelka_Obr_2_Detekce_adeninu_a_jeho_derivatu_cd9078dfd8.jpg" alt="Vít Pavelka: Obrázek 2: Detekce adeninu a jeho derivátů: Spektra nízkých koncentrací adeninu po automatickém odečtení pozadí (nalevo) a vybrané deriváty adeninu měřené při koncentraci 2 μM (napravo); hvězdička označuje polohu pozůstatku křemíkového signálu." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Vit_Pavelka_Obr_2_Detekce_adeninu_a_jeho_derivatu_cd9078dfd8.jpg 245w," sizes="100vw" width="898" height="492">Oba popsané postupy (automatické zpracování spekter i tvorba substrátů) jsou replikovatelné, finančně i technicky dostupné a vhodné pro laboratoře, které potřebují provádět vysoké množství SERS experimentů za rozumnou cenu a s adekvátním lidským úsilím při zpracování statisíců spekter.

Výsledky soutěže o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie 2025 - 3. místo v Kategorii B

Věda a výzkum

Článek

je dobrovolná organizace vědeckých, vědecko-pedagogických a odborných pracovníků oboru spektroskopie, příp. právnických osob, zabývajících se vědeckou a aplikační činností v tomto oboru, sdružených ke společné činnosti. SSJMM byl založena roku 1949.

Spektroskopická společnost Jana Marka Marci

Je výzkumné centrum zaměřené na oblast živých věd, pokročilých materiálů a technologií.  Vznikl v roce 2011 na základech šesti významných brněnských univerzit a výzkumných institucí. Od doby jeho nedávného vzniku se daří budovat významné vědecké centrum, a již nyní se řadí mezi špičkové evropské instituce.

CEITEC

ÚOCHB AV ČR je přední mezinárodně uznávaná vědecká instituce, jejímž hlavním posláním je základní výzkum v oblasti chemické biologie a medicinální chemie, organické a materiálové chemie, chemie přírodních látek, biochemie a molekulární biologie, fyzikální chemie, teoretické chemie a analytické chemie.

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR

Agilent Technologies

Altium International (HPST)

<h4>1. Stopová analýza kovů ve farmacii (J. Marek) (20 min)</h4>
Analýza kovů ve farmaceutických výrobcích a přísadách doznala v minulých letech změn. Dřívější kolorimetrické testy jsou nahrazeny novými instrumentálními metodami pro měření potenciálně toxických elementárních nečistot.
Nové metody ICP-MS a ICP-OES vyžadují pouze malé množství vzorku, poskytují kvantitativní výsledky pro jednotlivé nečistoty / kovy uvedené v nových metodách ICH-Q3D a USP &lt;232&gt;. Některé typy vzorků mohou být pro měření na ICP-MS problematické. Vzorky mohou mít vysoký obsah matrice nebo mohou být rozpuštěny v organických rozpouštědlech, což může přetížit plazmu běžných ICP-MS systémů. Seznam sledovaných analytů ICH-Q3D a USP &lt;232&gt; také obsahuje několik kritických toxických prvků, které lze při nízkých koncentracích měřit s obtížemi. Některé jsou hůře ionizovatelné (As, Cd a Hg), což znamená, že mají relativně nízkou citlivost, a některé trpí polyatomickými interferencemi (např. 75ArCl + na 75As). Agilent ICP-MS používá k řešení těchto problémů optimalizovaný hardware. Robustní plazma s technologií HMI snáší vysoké koncentrace rozpuštěných pevných látek (až 25%), vysokofrekvenční polovodičový generátor si snadno poradí s organickými rozpouštědly a He kolizní cela eliminuje všechny běžné polyatomické interference. Samozřejmostí je odpovídající complience softwarové řešení.
Z hlediska analýzy kovů je také zásadní příprava vzorků. Mikrovlnný rozkladný systém či podvarová destilace pro přípravu ultra-čistých kyselin jsou jako příslušenství pro přípravu vzorků určených ke kvantitativní stopové analýze neméně podstatnou součástí.
<h4>2. Molekulová spektroskopie Agilent ve farmacii. Jedinečná a moderní řešení farmaceutických aplikací (M. Háková) (15 min)</h4>
Cary 3500. Nový spektrofotometr s nejnovějším softwarem. Díky jedinečnému technickému řešení Vám spektrofotometr Cary 3500 umožní měřit až osm vzorků najednou ve stejném čase. V kombinaci s nejnovějším softwarem vyhovujícím veškerým aktuálním legislativním požadavkům je Cary 3500 skvělým nástrojem právě pro farmaceutické aplikace.
Vaya. Efektivní řešení pro kontrolu vstupních surovin. Jedinečná technologie ručního Ramana Agilent Vaya Vám dovolí měřit i přes neprůhledné obaly, s kterými si běžný Raman neporadí. Rychlost příjmu surovin se tak posune z řádu dnů do řádů hodin. Navíc Vaya byl vyvinut speciálně pro farmaceutický průmysl, tedy i software je tomu zcela přizpůsoben.
TRS 100. Přístroj pro farmaceutický průmysl na principu Ramanovy transmisní spektroskopie. TRS 100 využijete pro kvantitativní analýzu, je ideálním řešením pro stanovení obsahové stejnoměrnosti či polymorfismu u tablet či kapsulí. Díky principu Ramanovy transmisní spektroskopie jde o velmi rychlou metodu s nízkými náklady.
LDIR 8700. Přístroj pro chemický imaginig. LDIR 8700 je unikátním řešením pro charakterizaci distribuce složek v tabletách. Vhodný i k určení polymorfismu, nebo také můžete sledovat vliv vlhkosti na formu solí v tabletách.
<h4>3. OpenLAB CDS ve farmaceutické laboratoři (M. Novotný) (20 min)</h4>
V přednášce představíme nejpoužívanější zapojení chromatografů v regulovaných laboratořích, výhody tohoto zapojení a objasníme některé pojmy z IT světa. Dozvíte se o specifických funkcích, kterými je software od firmy Agilent Technologies vybaven pro splnění požadavků 21 CFR Part 11.
<h4>4. Aktuality v oblasti servisních činností, servisních smluv a zákaznických školení (M. Juříček) (20 min)</h4>
Servisní tým HPST stále rozšiřuje škálu prováděných služeb. Kromě tradičních záručních a pozáručních oprav a pravidelných preventivních údržeb nabízí i operační kvalifikace přístrojů a software splňující nejpřísnější kritéria světových autorit z oblasti kontroly léčiv a potravin. Nad rámec oficiálních předepsaných testů a limitů nabízí i provedení dodatečných testů dle individuální potřeby zákazníka, vše zastřešené prověřenou robustní kvalifikační platformou Agilent Compliance Engine (ACE).
Dodávky služeb je možné jednoduše zavázat uzavřením výhodného servisního kontraktu, přičemž je možné zvolit si z několika typů dle rozsahu požadovaných služeb, a nebo postavit kontrakt přímo na míru specifickým požadavkům laboratoře.
Kromě výše uvedených služeb HPST pořádá uživatelská hardwarová a softwarová školení, na kterých se dozvíte praktické informace i doporučení pro práci s instrumentací Agilent Technologies.
Všechny služby zajišťuje stále se rozrůstající tým odborně vyškolených servisních techniků pracujících podle přísných standardů ISO 9001 a ISO 13485.
<blockquote>
Kompletní program a přihlašovací formulář naleznete <a href="https://hpst.cz/zveme-na-serii-3-webinaru-instrumentace-spotrebni-material-agilent-pro-farmaceuticky-prumysl">na webu HPST</a>
</blockquote>

HPST: Instrumentace a spotřební materiál Agilent pro farmaceutický průmysl - Den 2

Instrumentace a spotřební materiál Agilent pro farmaceutický průmysl - Den 2

Analýza kovů ve farmacii, možnosti spektrofotometrů, ramanů nebo imagingu Agilent ve farmacii, OpenLab software a možnosti servisních služeb, smluv a školení.

Řešení Agilent pro farmaceutický průmysl - Den 1

Two years have passed since we hosted our first microplastics symposium.
Since then, the microplastic landscape has witnessed significant developments—the impending release of the first ISO standard and ongoing advancements in SOPs. We are pleased that we can bring you together with experts in our field.
This digital conference aims to explore various crucial topics related to the analysis of microplastics, covering areas such as sampling, sample preparation, analysis, and evaluation.
<h3>Highlights – Why you should attend</h3>
<h5>Stay updated on microplastic analysis</h5>
Gain insight into the latest advancements and challenges in microplastic analysis. This seminar covers essential aspects such as sampling, sample preparation, and analysis techniques like spectroscopy (ICP-MS) and chromatography (pyr/TED-GC/MS). 
<h5>Explore diverse applications</h5>
Discover the wide range of applications beyond microplastic analysis that can be addressed with a QCL-based IR imaging system like the LDIR 8700. Get an overview of its potential in areas such as materials, bio, and pharmaceuticals.
<h5>Take part in a live demo</h5>
Witness a live demonstration of an automatic microplastic analysis workflow. Experience firsthand how these techniques and technologies come together to address real-world challenges. Engage with Agilent experts who will answer any questions you may have.
<h5>Showcase your expertise</h5>
Actively participate by presenting your work and contributions in techniques like TED-GC/MS, pyr-GC/MS, and ICP-MS, which are crucial for microplastic analysis. Alternatively, highlight your knowledge of the versatile LDIR 8700 system, showcasing its applications in pharmaceuticals, material analysis, or bio sectors.
<h3>Agenda</h3>
<h5>09:00 Welcome Introduction &amp; Video of Geoff Winkett , Agilent Technologies</h5>
<h5>9:10 The World of Microplastics Up to Date an Overview</h5>
<ul>
<li>Andreas Kerstan (Agilent Technologies)</li>
</ul>
<h5>09:30 Hot news on Agilent LDIR, new developments, and future perspective</h5>
<ul>
<li>Wesam Alwan , Darren Robey (Agilent Technologies)</li>
</ul>
<h5>09:50 Release of Plastic Additives and Microplastic Particles from Different Consumer Products into Water under Accelerated UV Weathering Conditions</h5>
<ul>
<li>Lars Hildebrandt (Scientist, Helmholtz Zentrum Hereon)</li>
</ul>
Photodegradation of plastic products is known to accelerate weathering and the resulting release of chemical additives and particles to the environment, however these processes are complex. Here, eight different plastic consumer products were leached in double distilled water under exposure to strong ultraviolet (UV) light for ten days, and the chemical composition of the leachates was compared to their respective dark controls. The leachates and plastic particles were investigated with a wide battery of chemical analytical tools to broadly characterize the underlying processes and possible hazards. These covered (a) metal(loid) analysis, (b) microplastic analysis, (c) analysis of &gt;70 organic target analytes and (d) nontargeted screening of the extracts.
<h5>10:10 Identification of Polymers Using Machine Learning</h5>
<ul>
<li>Xin Tian (Scientific Researcher, KWR NL)</li>
</ul>
Microplastics and other polymers are found in the environment. For this reason, it is important to have reliable methods to identify them. Methods used to detect nano- and microplastics in the environment include Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, Raman spectroscopy, laser-directed infrared (LDIR) spectroscopy and thermogravimetric analysis (TGA)/pyrolysis. These measurement techniques can provide a lot of information, but sometimes require a database with a lot of high-quality data to compare measurement results. Machine learning (especially classification models) can help improve data processing and accuracy.
Recent research has looked at how machine learning can help improve the accuracy of identification with infrared spectroscopy. Different computer models were tested and examined to see if the accuracy increases and if it does not require an unreasonable amount of computing power and time. This research focused on finding an effective method for identifying polymers in the environment based on their mid-infrared spectroscopic signals.
Polymers are identified by infrared spectroscopy by comparing their spectra with spectra in a database/library. This works well for new polymers, which are clean and barely degraded. Since polymers from the environment are actually degraded, comparing their infrared spectra with spectra in the library is difficult. This is because the spectra in the library often have large deviations from the spectra of the measured polymers. Increasing the number of spectra in the library is not possible because the number of spectra of environmentally degraded polymers is almost infinite. The study therefore looked at whether the problem of small data sets can be addressed using machine learning. The research presents a data enrichment technique to generate spectra of degraded polymers from single spectra of a limited number of samples. Four models were tested using these spectra to identify polymers. The study shows that all the models achieve high success rates, thereby facilitating the identification of polymers from environmental samples. Moreover, the research shows that it is not necessarily the most advanced computer model (particularly deep neural network models) that yields the best results.
<h5>10:30 From the River to the Sea: Microplastics in Sediments of the Thames River</h5>
<ul>
<li>Friederike Strock (Postdoc, German Federal Institute of Hydrology)</li>
</ul>
Microplastics have been investigated for over 45 years especially in the marine environment, but only in the past years research has started to focus on freshwater environments. In the frame of the H2020 LABPLAS project, sediments along the course of the Thames river in its freshwater and estuarune part were studied in order to better understand the sources, transport, distribution and impacts of plastic pollution and to detect the amount of plastics transport via the rivers into the sea.
In the frame of the project, a winter and a summer campaign were conducted 2022 and samples taken from 6 sites within the study area. Sediment samples were taken with a Van Veen grabber from the edge of the river, wet sieved into different compartments (10 100 µm, 100 1000 µm, &gt;1000 µm), density separated and the organic matter digested. The plastics from the sediments were characterized with a Laser Direct Infrared (LDIR). The preliminary results reveal that microplastics are present in all samples. The amount of particles varies significantly between the sampling sites showing the importance of industrial emissions and cities.
<h5>10:50 Good Laboratory Practices to Characterize Microplastics Using Quantum-Cascade Laser Reflectance Absorbance Spectrometry</h5>
<ul>
<li>Jose Manuel Andrade Garda (Professor Analytical Chemistry, University of A Corunna)</li>
</ul>
The nowadays broad societal interest in microplastic pollution demands urgent responses and actions. For these be possible politicians must set rules which, in turn, are not possible at all without sound scientific data. Unfortunately, there is a general feeling that the experimental results obtained so far are not still fully comparable and, further, that the monitoring field where hundreds or samples are taken is not being fully considered. Scientific studies and future regulations depend critically on a reliable identification of the polymers (if any) that constitute the suspicious particles under study. Out of the various analytical techniques to characterize them a novel one based on reflectance-absorbance spectrometry, commercialized as LDIR, outstands. It uses a tuneablemid-IR quantum cascade laser (QCL) to imaging a reflective microscopy slide or a metal-coated filter in a remarkable small timeframe. This communication is meant to present best practice guides to overcome some obstacles/difficulties in routine measurements, and open a path for field monitoring; among them: the adequacy of the spectral range, the variation of the peak&#39;s intensities with the size of the particles; the speed of the analysis as a function of the instrumental setup; the criterion to identify unknown spectra (a tiered approach is finally suggested); and how to differentiate fibers and fragments semiautomatically. Also, an empirical dependence of the depth of penetration of the QCL laser in common plastic particles is approached first time.
<h5>11:10 Chemical Characterization of Microplastics using Pyrolysis-Gas Chromatography-Mass Spectrometry (Py-GC-MS)</h5>
<ul>
<li>Soledad Muniategui-Lorenzo (Pull Professor of Analytical Chemistry, University of A Corunna)</li>
</ul>
The implementation of monitoring programs for Microplastics requires reliable and standardisedmethods. Fourier Transform Infrared (FTIR) and Raman spectroscopy techniques are the most commonly used for Microplastics analysis. However, thermal analytical techniques are currently gaining popularity. This presentation focuses on the potential of mass-based thermal analytical techniques, in particular, Pyrolysis coupled with Gas Chromatography-Mass Spectrometry (Py-GC-MS), for the accurate qualitative and quantitative analysis of microplastics in environmental matrices. It outlines some advantages and good laboratory practices of this approach, the importance of method normalisation, and how it can provide detailed information on polymers and plastic additives.
<h5>11:20 Analysis of Fibrous Microplastics Using Laser Direct Infrared Imaging</h5>
<ul>
<li>Monique Greiner (Research Associate, Hohenstein Laboratories)</li>
</ul>
In the research field of microplastics the identification of their source is important in order to develop strategies to minimize the pollution. A major percentage of microplastics originates from textiles. One pathway into the environment are washing procedures because the textiles release fibers during the process. Therefore our aim was to find a fast and easy way to identify fibers. In our presentation we want to give insights in our approach to the analysis of fibrous microplastics with the LDIR 8700. We will talk about our strategies, the results we achieved and difficulties we faced.
<h5>11:40 Looking beyond the Polymer: Using Thermal Desorption GC MS to expand our understanding of Microplastics</h5>
<ul>
<li>Jan Peter Mayser (Market Specialist, Markes International)</li>
</ul>
Detecting and analysingmicroplastics in the environment is challenging. The method must be able to detect and distinguish between a large variety of polymers. Additives, such as hardeners, flame retardants and preservatives, used during the manufacturing process and other compounds, that can adhere to the surfaces of microplastics from their environment, can affect their toxicity assessment. These additives could be used to link the microplastics found in the environment to their original use or potentially even back to the manufacturer.
In this study, various salts were sampled and filtered and analyzed for their microplastic content. TD–GC–MS was used to identify and measure which concentration of the plastic PS, PET, PVC and Nylon 6 had been incorporated into the crystalline structure of the salt during evaporation. By using direct desorption and backflushing technology, a large sample size could be easily isolated from the lab environment during analysis while ensuring a large range of volatile organic compounds (VOCs) including the marker compounds for four polymers could be trapped and analyzed.
The VOC-profile of the microplastics not only gave information about the polymer and its concentration within the sample, but further information about the toxicity could be extracted. This enabled the determination and tentative identification of additional compounds in the samples, such as dimethyl ether, acrolein and cyclopentane. These are used in the process of manufacturing plastics, so could assist with identifying the source of the plastics. For the four analysed polymers distinct marker compounds could be identified and calibration curves determined for each polymer. In all of the real-world salt samples microplastics were identified, highlighting the ubiquitous nature of the microplastic contamination.
This further information about the origin of the polymer, as well as the origin of the microplastic particles can be gathered by investigating the full VOC-profile obtained by TD-GC-MS. This allows both additional polymer information and particle source characterization.
<h5>12:00 Tiny Problems</h5>
<ul>
<li>Roxana Sühring (Assistant Professor in Analytical Environmental Chemistry, Toronto Metropolitan University)</li>
</ul>
Microplastics have been on the front page of newspapers, a dominant topic for environmental research (and funding), and a recent focus for regulatory action across the globe. Their potential impacts have been classed as a planetary boundary threat and new studies are published daily, reporting microplastics virtually anywhere on the planet. But despite numerous publications, there are still a lot of open questions on how to effectively and reproducibly characterize microplastics. How can microplastic characterization be automized? What is the impact of additives or weathering on the characterization accuracy?
In this presentation I will provide an overview and the first results of a research collaboration between Agilent technologies and the Emerging contaminants lab at Toronto Metropolitan University that works on addressing some of these questions. Our research aims to create a versatile microplastic library using weathered and new plastics commonly found in the environment. This library will additionally be used as a training set for developing automated particle characterization for the LDIR.
<h5>12:20 Identification of Microplastic Particles in Soil Using LDIR</h5>
<ul>
<li>Martine Graf, PhD (Student &amp; Senior Technician, Bangor University)</li>
</ul>
The use of agricultural plastic has become increasingly concerning in an environmental setting in recent years; in Europe alone, an estimated 2.5 million tones of plastic mulch films are used each year. The use of mulch films for crop production has been promoted by governments worldwide due to its many benefits, however the removal of these films from the soil can be difficult due to their poor mechanical strength and fragmentation, and barriers such as poor incentives for farmers and underdeveloped infrastructure for collection and disposal. The latter often leading to the films being discarded or incinerated along field margins, or ploughed back into the fields, leading to an accumulation of plastic legacy in soil. To evaluate the microplastic pollution levels in agricultural soils, we are i ) conducting a global soil survey in all partner countries; ii) assessing the degradation and fragmentation of conventional and biodegradable plastic mulch films in soil, and measuring the resulting microplastic production rate; and iii) measure the degradation and movement of microplastic in soil after repeated application. Microplastics are extracted from soil using targeted methods for different polymer types, and analysed using fluorescent microscopy, FTIR spectroscopy, and LDIR spectroscopy.
<h5>12:40 Wrap up and open discussion</h5>

Agilent Technologies: Agilent Microplastics Virtual Symposium 2023

Agilent Microplastics Virtual Symposium 2023

Explore various crucial topics related to the analysis of microplastics, covering areas such as sampling, sample preparation, analysis, and evaluation.

Join Us For This Innovative Oligo Virtual Event
Join some or all of the sessions over 13 &amp; 14 March.
In recent years a renewed interest in synthetic oligonucleotides has been piqued due to their potential in biochemical research and for therapeutic applications. This popularity has meant a growing need to develop robust approaches for analysis and purification of oligos, alongside an increased understanding of this class of compounds.
Across 2 days this educational virtual event will share key learnings around the analysis of synthetic oligonucleotides, providing expert insights from research discovery to production QA/QC. We invite you to join along with other scientists in this important field to revisit oligo fundamentals, discover tips and tricks, ask questions to experts, and discuss recent innovations in this fast-moving environment.
<h4>Agenda:</h4>
<h4>Day 2</h4>
<h5>10:00 - More details to follow</h5>
<h5>10:45 - Oligonucleotide and Biopharmaceuticals Raw Materials Identification by Raman SORS and UV-VIS Thermal Melt Identification</h5>
<ul>
<li>Paolo Scardina, Spectroscopy Product Specialist, Agilent Technologies</li>
</ul>
<h5>11:30 - Analysis of Elemental Impurities in Synthetic Oligonucleotides by ICP-MS</h5>
<ul>
<li>Sebastien Sannac, Atomic Spectroscopy Product Specialist, Agilent Technologies</li>
</ul>
<h5>11:55 - Exploring the Applications and Innovations of Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) in Biopharmaceuticals</h5>
<ul>
<li>Soma Dasgupta, Applications Engineer, Agilent</li>
</ul>
<h5>12:20 - Oligonucleotide Purity Analysis - Oligo Pro II</h5>
<ul>
<li>Leslie Friedmann, Product Manager, Agilent Technologies</li>
</ul>
<h5>13:05 - End of presentations</h5>

Agilent: OligoConnect: Linking Science, Innovation, and Therapeutics

OligoConnect: Linking Science, Innovation, and Therapeutics (Day 2)

Across 2 days this educational virtual event will share key learnings around the analysis of synthetic oligonucleotides.

OligoConnect: Linking Science, Innovation, and Therapeutics

As cosmetic formulations grow more complex and regulations tighten, ensuring product safety, compliance, and sustainability requires advanced analytical solutions. This webinar brings together expert-led sessions and real-world insights that cover three key challenges: raw material testing, nanoparticle characterization, and fragrance allergen analysis.<ul><li>New Standard XP CEN ISO/TS 19590:2024 – Characterization of Nano-Objects Using Single Particle ICP-MS. Application to Cosmetics: Explore the ISO/TS 19590:2024 standard, and hear from guest speaker Mathieu Menta (UT2A) who will present its applications in cosmetics, highlighting both technical and regulatory perspectives.</li><li>Raw Material Testing Through Bags &amp; Closed Containers with the Vaya Handheld Raman System: Discover how innovative spatially offset Raman spectroscopy (SORS) technology &nbsp;allows non-destructive identification &nbsp;through transparent and opaque packaging—eliminating sampling waste, improving productivity, and supporting ISO 22716 GMP compliance and sustainable practices.</li><li>Analysis of Fragrance Allergens: Following European Regulation 2023/1545: Learn how Agilent’s GC/TQ workflow helps cosmetics manufacturers comply with new allergen regulations by reliably identifying and quantifying fragrance allergens—even in complex formulations—while minimizing false results.</li></ul><h5>Key learning objectives:</h5><ul><li>Learn how to verify raw materials directly through packaging using Raman spectroscopy to eliminate sampling and reduce waste</li><li>Apply ISO/TS 19590:2024 for accurate characterization of nanoparticles in cosmetic formulations using single-particle ICP-MS</li><li>Gain practical insights from a customer case on implementing spICP-MS for nano-object analysis under real regulatory and quality constraints</li><li>Quantify fragrance allergens in complex cosmetic matrices with high selectivity and sensitivity using GC/TQ</li><li>Enhance analytical workflows by minimizing sample handling, reducing false identifications, and improving compliance with current regulations</li></ul><h5>Who should attend?</h5><ul><li>QC/QA professionals in cosmetics and pharmaceuticals</li><li>Regulatory and compliance managers</li><li>Analytical scientists, chemists and lab managers</li><li>R&amp;D teams</li><li>Anyone involved in nanoparticle characterization, raw material verification, or cosmetic testing</li></ul><blockquote>Presenter: Hansel Koelblen (Application Engineer - GC &amp; GC/MS, Agilent Technologies)Hansel has worked with GCMS instrument for almost 10 years. He joined Agilent in 2017, first as a Field Service Engineer and now holds the position of France GC &amp; GC/MS Application Engineer.Presenter: Thibault Brule (Product Specialist – Molecular Spectroscopy, Agilent Technologies)Thibault Brule is Molecular Spectroscopy Product Specialist. He joined Agilent Technologies on November 2024. His main role is to provide applicative and technical support to the network on UV-Vis-NIR, FTIR and Raman spectroscopies.Presenter: Yolande Abdelnour (Product Specialist - Atomic Spectroscopy, Agilent Technologies)Yolande Abdelnour holds a Ph.D. in Chemical and Plasma Process Engineering from “Ecole Supérieure de Chimie” in Paris and “University of Paris Sorbonne”. She worked as a research engineer at “Photowatts” for 3 years and then joined Varian in 1997 as European ICP-MS product specialist. Since 2010, she occupies within Agilent Technologies the position of Product Specialist for the Atomic Spectroscopy techniques including Atomic Absorption, Microwave Plasma, Inductively Coupled Plasma coupled to Optical Emission Spectroscopy, Single Quad and Triple Quad Mass Spectrometry.Presenter: Mathieu Menta (Application Engineer, Ultra- Trace Analyses Aquitaine (UT2A) - Pau)Mathieu Menta is Applications Engineer at UT2A since 2011. He is responsible for the physico-chemical characterization of nanomaterials and the speciation of trace elements by elemental mass spectrometry. He is also involved in project management and quality assurance. He has co-authored several scientific publications, notably on the quantification of nanoparticles in food, cometics ans pharmaceutics using spICP-MS and on the rapid and accurate determination of elemental impurities in pharmaceutical products using a combination of standard addition and isotope dilution methods</blockquote>

Agilent Technologies: Characterization in Cosmetics: Nano-Objects ISO 19590:2024, Raw Material & Fragrance Allergens

Characterization in Cosmetics: Nano-Objects ISO 19590:2024, Raw Material & Fragrance Allergens

Ensure safety and compliance in cosmetics with insights on raw materials, nanoparticles, and allergens. Discover cutting-edge tools like ICP-MS and Raman SORS.

ICPMS webináře se zaměřením na ICP/MS - strana 1