Last update: prof. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D. (02.10.2023)
The course will give students a detailed introduction to the method of mass spectrometry, which is an essential method in many analytical laboratories today. Lectures will address the theoretical aspects of ionization methods, analyzers, coupling mass spectrometry with separation techniques, and interpretation of recordings. Work with records will also be practiced in the form of seminars accompanied by practical examples for solutions. In practical exercises, students will then experience working with different types of mass spectrometers.
Last update: prof. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D. (02.10.2023)
Předmět umožní studentům seznámit se detailně s metodou hmotnostní spektrometrie, která je dnes zásadní metodou mnoha analytických laboratoří. V rámci přednášek budou adresovány teoretické aspekty ionizačních metod, analyzátorů, spojení hmotnostní spektrometrie se separačními technikami a interpretace záznamů. Práce se záznamy bude procvičována také formou seminářů doplněných praktickými příklady pro řešení. V rámci praktických cvičení si pak studenti vyzkouší práci s různými typy hmotnostních spektrometrů.
Course completion requirements
Last update: prof. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D. (02.10.2023)
written exam
Literature -
Last update: prof. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D. (30.09.2021)
Obligatory:
. . In M. Holčapek. http://user.upce.cz/~holcapek/ - PDF reprinty článků, přednášek a posterů, předmět „Hmotnostní spektrometrie v organické analýze“ . : , , s. -. ISBN ..
. . In Jürgen H. Gross. Mass Spectrometry . : , , s. -. ISBN ..
Last update: prof. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D. (30.09.2021)
Povinná:
. . In Jürgen H. Gross. Mass Spectrometry . : , , s. -. ISBN ..
. . In M. Holčapek. [10] http://user.upce.cz/~holcapek/ - PDF reprinty článků, přednášek a posterů, předmět „Hmotnostní spektrometrie v organické analýze“. . : , , s. -. ISBN ..
Syllabus -
Last update: prof. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D. (02.10.2023)
Úvod do předmětu, definice základních pojmů Hmotnostní spektrometrie, důležité historické milníky, základní součásti hmotnostního spektrometru, specifika laboratoře pro provoz hmotnostní spektrometrie, hmotnostní spektrum, izotopové zastoupení prvků v přírodě.
Ionizační techniky v hmotnostní spektrometrii Teorie, historie a vývoj spojení separačních technik s hmotnostní spektrometrií. Typy ionizačních technik – měkké, tvrdé, další rozdělování ionizačních technik. EI, CI – podrobný princip a možnosti využití.
Ionizační techniky za atmosférického tlaku ESI, APCI, APPI – podrobný princip a možnosti využití.
Ambientní ionizační techniky Trendy ve vývoji ionizačních technik. DESI, DART, REIMS - podrobný princip a možnosti využití, imaging, MALDI.
Analyzátory v hmotnostní spektrometrii Definice parametrů pro hmotnostní analyzátory - citlivost, rozlišení a správnost hmoty. Různé typy dělení hmotnostních analyzátorů. Průletové analyzátory – kvadrupól, TOF, magnetický analyzátor. Pasťové analyzátory: iontové pasti, orbitální past, ICR. Tandemová hmotnostní spektrometrie. Hybridní hmotnostní analyzátory (Q-TOF, Q-IT….).
Typy záznamů v hmotnostní spektrometrii MS mód: MS sken, SIM, MS/MS mód: SRM, sken produktových a prekurzorových iontů, sken neutrálních ztrát, separace pomocí iontové mobility.
Spojení hmotnostní spektrometrie se separačními technikami HPLC-MS, SFC-MS, GC-MS, CZE-MS – typy ionizačních technik, typy interface, praktická realizace.
Přístupy pro kvantifikaci látek s využitím hmotnostní spektrometrie Metoda vnějšího a vnitřního standardu z hlediska hmotnostní spektrometrie. Metoda přídavku standardu. Správná volba vnitřního standardu. Matricové efekty. Cílená a necílená analýza.
Interpretace hmotnostních spekter – tvrdé ionizační techniky Pravidla pro interpretaci EI spekter. Praktické ukázky.
Přístupy pro identifikaci látek s využitím hmotnostní spektrometrie Identifikace látek v MS a HRMS. Databáze, objasňování struktur látek. Kalibrace hmot, měření spekter v HRMS. Interpretace hmotnostních spekter – měkké ionizační techniky.
Aplikace hmotnostní spektrometrie – malé molekuly Příklady využití MS z oblasti farmaceutické analýzy, bioanalýzy, dopingové kontroly.
Aplikace hmotnostní spektrometrie – proteomika Specifika využití MS v analýze biomolekul ze skupiny proteinů.
Last update: prof. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D. (02.10.2023)
Úvod do předmětu, definice základních pojmů Hmotnostní spektrometrie, důležité historické milníky, základní součásti hmotnostního spektrometru, specifika laboratoře pro provoz hmotnostní spektrometrie, hmotnostní spektrum, izotopové zastoupení prvků v přírodě.
Ionizační techniky v hmotnostní spektrometrii Teorie, historie a vývoj spojení separačních technik s hmotnostní spektrometrií. Typy ionizačních technik – měkké, tvrdé, další rozdělování ionizačních technik. EI, CI – podrobný princip a možnosti využití.
Ionizační techniky za atmosférického tlaku ESI, APCI, APPI – podrobný princip a možnosti využití.
Ambientní ionizační techniky Trendy ve vývoji ionizačních technik. DESI, DART, REIMS - podrobný princip a možnosti využití, imaging, MALDI.
Analyzátory v hmotnostní spektrometrii Definice parametrů pro hmotnostní analyzátory - citlivost, rozlišení a správnost hmoty. Různé typy dělení hmotnostních analyzátorů. Průletové analyzátory – kvadrupól, TOF, magnetický analyzátor. Pasťové analyzátory: iontové pasti, orbitální past, ICR. Tandemová hmotnostní spektrometrie. Hybridní hmotnostní analyzátory (Q-TOF, Q-IT….).
Typy záznamů v hmotnostní spektrometrii MS mód: MS sken, SIM, MS/MS mód: SRM, sken produktových a prekurzorových iontů, sken neutrálních ztrát, separace pomocí iontové mobility.
Spojení hmotnostní spektrometrie se separačními technikami HPLC-MS, SFC-MS, GC-MS, CZE-MS – typy ionizačních technik, typy interface, praktická realizace.
Přístupy pro kvantifikaci látek s využitím hmotnostní spektrometrie Metoda vnějšího a vnitřního standardu z hlediska hmotnostní spektrometrie. Metoda přídavku standardu. Správná volba vnitřního standardu. Matricové efekty. Cílená a necílená analýza.
Interpretace hmotnostních spekter – tvrdé ionizační techniky Pravidla pro interpretaci EI spekter. Praktické ukázky.
Přístupy pro identifikaci látek s využitím hmotnostní spektrometrie Identifikace látek v MS a HRMS. Databáze, objasňování struktur látek. Kalibrace hmot, měření spekter v HRMS. Interpretace hmotnostních spekter – měkké ionizační techniky.
Aplikace hmotnostní spektrometrie – malé molekuly Příklady využití MS z oblasti farmaceutické analýzy, bioanalýzy, dopingové kontroly.
Aplikace hmotnostní spektrometrie – proteomika Specifika využití MS v analýze biomolekul ze skupiny proteinů.
Requirements to the exam -
Last update: prof. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D. (30.09.2021)
Praktická cvičení
1.Absolvování všech praktických cvičení.
2.Základní teoretické znalosti k prováděným úlohám, které budou přezkoušeny vyučujícím na začátku či v průběhu praktického cvičení.
3.Dodržování pravidel bezpečnosti při práci v laboratoři.
4.Odevzdání protokolů ze všech praktických cvičení.
Semináře
1.Absolvování všech seminářů.
2.Splnění zadaných úkolů v rámci seminářů.
Zkouška
Zkouška z předmětu Hmotnostní spektrometrie probíhá v termínech vyhlášených ve Studijním systému, začátek a místo konání jsou vždy specifikovány.
Pro konání zkoušky je nutný zápočet z praktických cvičení.
Zkouška je písemná, okruhy ke zkoušce jsou přístupné ve Studijních materiálech – Studium KACH – Farmacie – Hmotnostní spektrometrie.
Last update: prof. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D. (30.09.2021)
Praktická cvičení
Absolvování všech praktických cvičení.
Základní teoretické znalosti k prováděným úlohám, které budou přezkoušeny vyučujícím na začátku či v průběhu praktického cvičení.
Dodržování pravidel bezpečnosti při práci v laboratoři.
Odevzdání protokolů ze všech praktických cvičení.
Semináře
Absolvování všech seminářů.
Splnění zadaných úkolů v rámci seminářů.
Zkouška
Zkouška z předmětu Hmotnostní spektrometrie probíhá v termínech vyhlášených ve Studijním systému, začátek a místo konání jsou vždy specifikovány.
Pro konání zkoušky je nutný zápočet z praktických cvičení.
Zkouška je písemná, okruhy ke zkoušce jsou přístupné ve Studijních materiálech – Studium KACH – Farmacie – Hmotnostní spektrometrie.
