CHIRÁLNÍ SEPARACE VYBRANÝCH METABOLITŮ POMOCÍ KAPILÁRNÍ ELEKTROFORÉZY S HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIÍ - DIAGNOSTIKA METABOLICKÝCH PORUCH

Bc. Ludmila LNĚNIČKOVÁ

Diplomová práce

Chiral separation of selected metabolites by capillary electrophoresis with mass spectrometry - diagnosis of metabolite disorders

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá vývojem metody pro chirální separaci enantiomerů pěti hydroxykarboxylových kyselin ve vzorcích moči pomocí kapilární elektroforézy s hmotnostní spektrometrií. Jedná se o kyselinu mléčnou, glycerovou, 2-hydroxymáselnou, 3-hydroxymáselnou a 2-hydroxyglutarovou. Separace probíhala pomocí chirálního selektoru vankomycin chloridu. Teoretická část se zabývá vysvětlením pojmu chiralita, který je pro tuto práci stěžejní. Následuje popis základních principů kapilární elektroforézy a spojení kapilární elektroforézy s hmotnostní spektrometrií (CE-MS). Diskutovány jsou také problémy spojení CE-MS. Další kapitola se zaměřuje na problematiku chirálních separací metodou CE-MS a na možnosti využití netěkavých chirálních selektorů, mezi kterými v současnosti převažuje metoda PFT, případně CFT. Následuje část věnovaná chirálním selektorům jejich typům, vlastnostem, struktuře. Poslední kapitola teoretické části se zabývá jednotlivými kyselinami, jejich vlastnostmi, ale hlavně možnostmi jejich vzniku v lidském organismu a nemocemi, které přítomnost těchto kyselin v moči pacientů signalizuje. Experimentální část popisuje chemikálie, pomůcky a přístrojové vybavení použité v diplomové práci. Kromě postupu přípravy standardů, reálného vzorku, separačního pufru a pomocné kapaliny obsahuje finální podmínky separace a detekce. Věnuje se také způsobu kovalentního pokrývání kapilár. Výsledky a diskuse jsou věnovány postupu optimalizace separace a detekce a nakonec optimalizaci spojení CE-MS. Jedná se hlavně o složení a koncentraci separačního pufru, jeho pH, koncentrace chirálního selektoru, průtok pomocné kapaliny, teplotu sprejovací kapiláry, kolizní energii. Dále jsou zde zaznamenány kalibrační křivky, lineární dynamické rozsahy, limity detekce a kvantifikace pro všech deset stanovovaných enantiomerů i s elektroforegramy. Závěr práce tvoří výsledky separace enantiomerů v reálných a spikovaných vzorcích moči.

Abstract:

This diploma thesis deals with the development of methods for chiral separation of enantiomers five hydroxycarboxylic acids in urine samples by capillary electrophoresis with mass spectrometry. There are lactic acid, glyceric acid, 2-hydroxybutyric acid, 3- hydroxybutyric acid and 2-hydroxyglutaric acid. Vancomycin chloride has been chosen as chiral selector. The theoretical part is concerned with the concept of chirality, which is crucial for this thesis. Subsequently, there is a description of the basic principles of capillary electrophoresis and connection of capillary electrophoresis with mass spectrometry (CE-MS). The problems of connection CE-MS are discussed there too. The next chapter is focused on the chiral separations by CE-MS. It deals with the possibility of using non-volatile chiral selectors, where dominate methods PFT and CFT. The following section is about chiral selectors - their types, properties, structures. The last chapter deals with hydroxycarboxylic acids, their properties, but also the possibilities of their formation in human body and the diseases that the presence of these acids in the urine of patients indicate. The experimental part describes chemicals, equipment and instrumentation used in this thesis. Besides the process of preparation standards, real sample, separation buffer and sheath liquid it contains the final conditions for separation and detection. There is a part about the method of covering capillary too. Results and discussion are about process of optimization of separation and detection, and the connection CE-MS. These are mainly the composition and concentration of the separation buffer, the pH, the concentration of the chiral selector, the flow and composition of the sheath liquid, the temperature of spray capillary, and the collision energy. There are also mentioned calibration curves, linear dynamic ranges, limits of detections and quantifications for all enantiomers with their electropherograms. The conclusion of this thesis forms the results of separation of the enantiomers in real samples and spiked samples of urine.

Klíčová slova

chiralita, chirální separace, kapilární elektroforéza, hmotnostní spektrometrie, kvadrupólový analyzátor, chirální selektory, kyselina mléčná, kyselina 2-hydroxyglutarová, kyselina glycerová, kyselina 2-hydroxymáselná, kyselina 3-hydroxymáselná

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 4. 2014

Zveřejnit od: 17. 4. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Doc. RNDr. Vítězslav Maier, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Chemie / Analytická chemie