Rozvoj postkolonového generování hydridů pro analýzu glutathionových komplexů arsenu pomocí HPLC-(HG)-ICP-MS

• Thesis title in Czech: Rozvoj postkolonového generování hydridů pro analýzu glutathionových komplexů arsenu pomocí HPLC-(HG)-ICP-MS
• Thesis title in English: Development of post-column hydride generation for analysis of glutathione complexes of arsenic by HPLC-(HG)-ICP-MS
• Key words: speciační analýza, arsen, generování hydridů
• English key words: speciation analysis. arsenic, hydride generation
• Academic year of topic announcement: 2013/2014
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Analytical Chemistry (31-230)
• Supervisor: RNDr. Mgr. Tomáš Matoušek, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 14.11.2013
• Date of assignment: 22.09.2014
• Date of electronic submission: 15.05.2015
• Date of proceeded defence: 01.06.2015
• Opponents: RNDr. Václav Červený, Ph.D.
• Advisors: Inga Petry-Podgórska, Ph.D.

Preliminary scope of work

Tématem práce je rozvoj techniky postkolonového generování hydridů arsenu s on-line předredukcí a detekcí ICP MS. Budou zejména optimalizovány podmínky generování pro RP-HPLC s vyšším podílem organického rozpouštědla v mobilní fázi.
Práce bude vykonána ve spolupráci s AVČR:
Ústav analytické chemie AV ČR, v.v.i.
Detašované pracoviště - oddělení stopové prvkové analýzy
Vídeňská 1083, 142 20 Praha 4
Tel. [phone] , e-mail [e-mail]
http://www.biomed.cas.cz/iach-dtea/cs
Abstrakt
Diplomová práce se zabývá metodou kapalinové chromatografie s postkolonovým generováním hydridů ve spojení s hmotnostní detekcí s indukčně vázaným plazmatem (HPLC‑HG‑ICP‑MS) pro analýzu glutathionových komplexů arsenu v biologických vzorcích. Cílem bylo ověřit vhodnost metody a provést pilotní studie na enzymatické methylační směsi arsenu s glutathionem a v moči.
Zařazení kroku postkolonového generování hydridů řeší problém změny citlivosti ICP-MS při použití gradientové eluce. Pomocí standardů glutathionových komplexů bylo ověřeno, že metoda HPLC-HG-ICP-MS umožňuje kvalitativní i kvantitativní analýzu těchto komplexů. Mez detekce byla stanovena na 5 pg/ml. Analýzou methylační směsi arsenu s glutathionem bylo zjištěno, že ve směsi se v průběhu methylace vyskytuje pouze komplex dimethylarsen glutathion (DMAs(GS)) a bylo ověřeno, že přítomnost enzymu je pro vznik komplexu nezbytná. Ve vzorcích moči neexponovaných lidí analyzovaných metodami HPLC-HG-ICP-MS a generováním hydridů s vymrazováním ve spojení s hmotnostní detekcí s indukčně vázaným plazmatem (HG-CT-ICP-MS) byla zjištěna pouze přítomnost volných pětimocných arsenových specií, glutathionové komplexy ani trojmocné specie pozorovány nebyly.

Preliminary scope of work in English

Aim of the thesis is further development of post-column generation of arsenic hydrides with on-line pre-reduction and detection by ICP-MS. Generation conditions for RP-HPLC with mobile phase containing organic solvents will be optimized.
Abstract
This thesis develops high-performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry (HPLC-HG-ICP-MS) method used for the analysis of glutathione arsenic complexes in biological samples. The aim of the thesis was to verify the suitability of this methods and to perform pilot studies on analysis of the enzymatic methylation assay containing glutathione and urine.
Inclusion of post-column hydride generation step resolves the problem of changing sensitivity of ICP-MS with gradient elution. Using the standards of glutathione complexes, it was verified that the HPLC-HG-ICP-MS method can provide both qualitative and quantitative analysis of these complexes. The limit of detection was found at 5 pg/ml. Analysis of the methylation assay of arsenic with glutathione showed that only DMAsGS complex occurs in the assay during methylation. It was verified that the presence of the enzyme is required for the complex formation. In the samples of urine from unexposed people analyzed by HPLC-HG-ICP-MS and hydride generation-cryotrapping-inductively coupled plasma mass spectrometry (HG-CT-ICP-MS), only the presence of free pentavalent arsenic species was found, whereas neither glutathione complexes nor trivalent species could be observed.