Mass spectrometric analysis of biologically active substances - GDEBM04

• Title: Mass spectrometric analysis of biologically active substances
• Guaranteed by: Department of Analytical Chemistry (16-16140)
• Faculty: Faculty of Pharmacy in Hradec Králové
• Actual: from 2019
• Semester: both
• Points: 0
• E-Credits: 0
• Hours per week, examination: 0/0, Ex [HT]
• Capacity: winter:unknown / unknown (unknown); summer:unknown / unknown (unknown)
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: English
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Note: course is intended for doctoral students only; enabled for web enrollment; you can enroll for the course in winter and in summer semester
• Guarantor: prof. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D.
• Interchangeability : GDEZCH04
• Is interchangeable with: GDEZCH04

Annotation

English

Last update: Renáta Neznámá (19.08.2019)

The aim of the course is to study the method of mass spectrometry both theoretically and practically. This includes the principles of ionization techniques, the basics of instrumentation in mass spectrometry with an emphasis on current developments, especially in the field of ionization techniques under atmospheric pressure and so-called "ambient" ionization techniques, development in the field of analyzers in mass spectrometry, coupling of mass spectrometry with separation techniques including liquid and gas chromatography and also capillary electrophoresis. Practical knowledge includes interpreting spectra and working with different types of MS records.

Czech

Last update: Renáta Neznámá (19.08.2019)

Cílem předmětu je studium metody hmotnostní spektrometrie z teoretického i praktického hlediska. To zahrnuje principy ionizačních technik, základy instrumentace v hmotnostní spektrometrii s důrazem na aktuální vývoj zejména v oblasti ionizačních technik za atmosférického tlaku a tzv. „ambient“ ionizačních technik, vývoj na poli analyzátorů v hmotnostní spektrometrii, spojení hmotnostní spektrometrie se separačními technikami zahrnující kapalinovou a plynovou chromatografii a také kapilární elektroforézu. Praktické znalosti zahrnují interpretaci spekter a práci s různými typy MS záznamů.

Literature

Last update: Renáta Neznámá (19.08.2019)

Povinná:

• Boyd, Bob, Basic, Cecilia Bethem, Robert. Trace quantitative analysis by mass spectrometry. Chichester ; Hoboken: John Wiley & Sons, 2008, s. ISBN 978-0-470-05771-1.

Doporučená:

• Web of Knowledge [online]. Dostupné z: http://webofknowledge.com

Doporučená:

• Kromidas, Stavros, (ed.). The HPLC-MS handbook for practitioners. null: null, 2017, 233 s. ISBN 978-3-527-34307-2.

Requirements to the exam

English

Last update: Renáta Neznámá (19.08.2019)

1) Definition of basic concepts

Mass spectrometry, important historical milestones, basic components of the mass spectrometer, specifics of the laboratory for mass spectrometry, mass spectrum, isotopic representation of elements in nature

2) Ionization techniques in mass spectrometry

Theory, History, and Development of Separation Techniques with Mass Spectrometry

Types of ionization techniques - soft, hard, further distribution of ionization techniques.

EI, CI - detailed principle and possibilities of use.

3) Ionization techniques at atmospheric pressure

ESI, APCI, APPI - detailed principle and usage possibilities.

4) Ambient ionization techniques

Trends in the development of ionization techniques. DESI, DART, REIMS - detailed principle and possibilities of utilization, imaging, MALDI.

5) Analyzers in mass spectrometry

Definition of parameters for mass analyzers - sensitivity, resolution and accuracy of matter. Different types of weight analyzers. Flight analyzers - quadrupole, TOF, magnetic

Trap analyzers: ion traps, orbital trap, ICR

Tandem mass spectrometry. Hybrid mass analyzers (Q-TOF, Q-IT ...)

6) Types of records in mass spectrometry

MS mode: MS scan, SIM, MS / MS mode: SRM, scan of product and precursor ions, scan of neutral losses, separation by ion mobility

7) Combination of mass spectrometry with separation techniques

HPLC-MS, SFC-MS, GC-MS, CZE-MS - types of ionization techniques, interface types, practical realization

8) Approaches for quantification of substances using mass spectrometry

External and internal standard method for mass spectrometry. Standard addition method. Correct choice of internal standard. Matrix effects. Targeted and non-targeted analysis.

9) Interpretation of mass spectra - hard ionization techniques

Rules for interpreting the EI Spectrum.

10) Approaches for identifying substances using mass spectrometry

Identification of substances in MS and HRMS. Database, Clarification of Substance Structures.

Calibration of masses, measurement of spectra in HRMS.

Interpretation of mass spectra - soft ionization techniques

11) Application of mass spectrometry - small molecules

Examples of MS utilization in the field of pharmaceutical analysis, bioanalysis, doping control

12) Application of mass spectrometry - proteomics

The specifics of MS utilization in protein biomolecules analysis

Czech

Last update: Renáta Neznámá (19.08.2019)

Zkouškové okruhy:  

1. 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

2. 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.

3. Ionizační techniky za atmosférického tlaku

   ESI, APCI, APPI – podrobný princip a možnosti využití.

4. Ambientní ionizační techniky

   Trendy ve vývoji ionizačních technik. DESI, DART, REIMS - podrobný princip a možnosti využití, imaging, MALDI.

5. Analyzátory v hmotnostní spektrometrii

   Definice parametrů pro hmotnostní analyzátory - citlivost, rozlišení a správnost hmoty. Různé typy dělení hmotnostních analyzátorů. Průletové analyzátory – kvadrupól, TOF, magnetický

   Pasťové analyzátory: iontové pasti, orbitální past, ICR

   Tandemová hmotnostní spektrometrie. Hybridní hmotnostní analyzátory (Q-TOF, Q-IT….)

6. 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

7. Spojení hmotnostní spektrometrie se separačními technikami

   HPLC-MS, SFC-MS, GC-MS, CZE-MS – typy ionizačních technik, typy interface, praktická realizace

8. 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.

9. Interpretace hmotnostních spekter – tvrdé ionizační techniky

   Pravidla pro interpretaci EI spekter.

10. 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

11. Aplikace hmotnostní spektrometrie – malé molekuly

    Příklady využití MS z oblasti farmaceutické analýzy, bioanalýzy, dopingové kontroly

12. Aplikace hmotnostní spektrometrie – proteomika

    Specifika využití MS v analýze biomolekul ze skupiny proteinů