Mikroanalýza rostlinného materiálu s využitím hmotnostní spektrometrie

Mgr. Petra KREJČÍ

Doctoral thesis

Microanalysis of plant material using mass spectrometry

Abstract:

Disertační práce je zaměřena na vývoj metod pro přípravu vzorků rostlinného materiálu s využitím mikromanipulačních postupů a jejich následnou hmotnostně spektrometrickou analýzu založenou na přímé hmotnostní spektrometrii s ionizací za atmosférického tlaku. Vyvinuté postupy byly využity pro chemickou (metabolomickou) charakterizaci vybraných rostlinných mikroobjektů, studium chemických rozdílů mezi druhy, genotypy, vývojovými stadii a změn při působení vybraných fyzikálních faktorů. Teoretická část práce shrnuje analytické postupy dosud využívané pro studium rostlinných mikroobjektů a představuje vývoj v oblasti mikromanipulačních postupů. Následně se zde přehledně popisuje struktura a chemické složení studovaného rostlinného materiálu (se zaměřením na obaly semen a pylová zrna). V experimentální části jsou popsány vyvinuté mikromanipulační postupy pro přípravu mikrovzorků a analytické metody pro jejich přímou analýzu založené na hmotnostní spektrometrii s laserovou desorpcí/ionizací s/bez přítomnosti matrice ((MA)LDI-MS), hmotnostním zobrazování a analýze pevných vzorků za atmosférického tlaku (ASAP-MS). Popisovány jsou i možnosti využití separace iontů pomocí cyklické iontové mobility. Zavedené postupy a techniky byly využity ke studiu chemického složení buněčných vrstev osemení hrachu a pylových zrn.

Abstract:

Dissertation thesis is focused on method development for sample preparation from plant material using micromanipulation processes and their subsequent analysis by direct mass spectrometry with atmospheric pressure ionization. Developed procedures were used for chemical (metabolomic) characterization of selected plant microobjects, study of chemical differences among species, genotypes, developmental stages and changes due to influences of selected physical factors. Theoretical part of thesis summarizes analytical procedures used so far for plant microobjects study and presents development of micromanipulation processes. Subsequently, structure and chemical composition of studied plant material (with a focus on seed coats and pollen grains) is clearly described here. Experimental part of thesis describes developed micromanipulation techniques for microsample preparation and analytical methods for their direct analysis by mass spectrometry with laser desorption/ionization with/without matrix ((MA)LDI-MS), mass imaging and analysis of solid samples under atmospheric pressure (ASAP-MS). Possibilities of ion separation using cyclic ion mobility are also described. Developed procedures and techniques were used to chemical composition study of pea seed coat cell layers and pollen grains.

Keywords

Mikromanipulace, hmotnostní spektrometrie s laserovou desorpcí/ionizací, osemení, semeno, hrách, sekundární metabolit, hmotnostně spektrometrická analýza pevných vzorků za atmosférického tlaku, pyl, analýza jednoho pylového zrna, vývoj metody

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 3. 2025

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Petr Bednář, Ph.D., doc. RNDr. Petr Bednář, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Analytical Chemistry / Analytical Chemistry