Doctoral Schools WUT

Search Engine for Promoters and Research Areas

Wykaz obszarów badawczych związanych z tagiem Spektrometria-mas:

# Obszar badawczy Dziedzina naukowa
1 Separation techniques (liquid chromatography and capillary electrophoresis) combined with mass spectrometry make it possible to follow changes in the content of several to thousands of small-molecule compounds in biological or environmental origin materials. Their usefulness depends on the fractionation method, purification, and enrichment of compounds. The apparatus set in combination with the developed methods is called a platform and is used to track changes in the composition of metabolites in living organisms. A large amount of data requires appropriate visualization and statistical analysis strategies to facilitate the detection of important biological or environmental markers. The work carried out in this area will build a research platform for groups of small-molecule compounds of plant origin important for human health. It will be necessary to develop conditions for their extraction, separation, and detection, and finally, to perform data analysis using chemometric techniques.
2

Nowoczesne techniki sprzężone umożliwiają identyfikację i oznaczanie substancji aktywnych w produktach i półproduktach farmaceutycznych oraz umożliwiają ich wykrywanie w płynach ustrojowych. Dobra selektywność i czułość chromatografii w połączeniu ze spektrometrią mas pozwala także identyfikować zanieczyszczenia w preparatach farmaceutycznych. Identyfikacja realizowana jest na podstawie dokładnie wyznaczonej masy monoizotopowej, profilu izotopowego oraz charakterystycznego widma mas zawierającego sygnały pochodzące od produktów fragmentacji badanych związków. Wykrywanie śladowych zawartości zanieczyszczeń, wskazanie źródła ich pochodzenia lub czynników propagujących ich powstawanie jest szczególnie ważne w przypadku ich dużej reaktywności/aktywności biologicznej stanowiącej zagrożenie dla zdrowia pacjenta.

3

Badania dzieł sztuki nie ograniczają się obecnie do analizy historycznej bądź artystycznej wartości dzieła. Zastosowanie nowoczesnych technik analitycznych umożliwia m.in. identyfikację barwników w obiektach zabytkowych. Przed badaniami tego typu stoi jednak wiele wyzwań wynikających m.in. z mnogości preparatów barwiących, zarówno pochodzenia naturalnego (roślinnego lub zwierzęcego), jak i syntetycznych stosowanych na przestrzeni wieków, złożoności ich składu chemicznego czy z niewielkiej ilości próbki pobieranej do badań z obiektu zabytkowego. Dlatego prace prowadzone w ramach tego obszaru dotyczą głównie zdefiniowania markerów barwników organicznych oraz opracowanie platformy badawczej do ich identyfikacji w obiektach dziedzictwa kulturowego. Badania bazują przede wszystkim na układzie wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) połączonej z czułym i selektywnym detektorem spektrometrii mas (MS), ale również na narzędziach chemometrycznych stosowanych do oceny otrzymanych wyników.

4

Opracowanie nowego leku, od pierwotnego pomysłu do wprowadzenia gotowego produktu na rynek, jest procesem złożonym, niewiarygodnie kosztownym i bardzo nieefektywny. Z pomocą przychodzi spektrometria mas (MS), która jest techniką analityczną charakteryzującą się wysoką czułość, selektywnością i szybkością. W połączeniu z nowoczesnymi systemami wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) pozwala na analizę i ocenę tysięcy związków w krótkim czasie, co jest szczególnie istotne na wczesnym etapie opracowywania leków i w badaniach przedklinicznych. Co więcej, HPLC-MS pozwala zarówno na prowadzenie badań jakościowych (identyfikacji struktur związków i ich metabolitów), jak i ilościowych (pomiar stężeń). Wszystko to sprawia, że technika ta znacząco zmienia sposób, w jaki przemysł farmaceutyczny odkrywa nowe terapie i rozwija je w bezpieczne i dostępne na rynku leki.

5

Od lat pięćdziesiątych XX wieku wyprodukowano ponad 8,3 miliarda ton plastiku, z czego 16% stanowią opakowania żywności. Tworzywa sztuczne ulegają fotoutleniania, kruszeniu, pękaniu, ścieraniu, erozji, biodegradacji i agregacji. Procesy te, zachodzące również podczas przygotowywania żywności pogłębiają ich degradację i fragmentację. Prowadzi to do powstawania mikro- i nanoplastików (MP i NP) o właściwościach fizycznych i chemicznych różniących się od rzeczywistych polimerów i wytworzonych nanocząstek. Mogą one wpływać na skład metabolomu i proteomu krwi, ściany komórkowej oraz cytozolu komórkowego. Wykrywanie takich zmian za pomocą technik rozdzielania połączonych z cząsteczkową i atomową spektrometrią mas oraz opracowanie metody pozwalającej wykrywać markery potwierdzające obecność NP stanowić będzie główny cel badawczy projektu.

6

The PhD thesis will focus on developing a research methodology combining Organ-on-Chip technology with high-resolution mass spectrometry to monitor interorgan communication and assess therapy efficacy and safety. The project will develop multi-organ microfluidic systems that replicate the physiological connections between selected tissues, including the liver, and drug target tissues. The use of mass spectrometry will enable the quantitative analysis of metabolites, biomarkers, and drug biotransformation products in real time. The result will be a comprehensive methodology supporting preclinical research, identifying mechanisms of drug action, and predicting their efficacy and systemic toxicity.

 

Additional information

Assistant supervisor: dr inż. Agnieszka Żuchowska.

7

In recent years, a growing number of diverse methods for obtaining nanometric structures have been observed. These nanomaterials can find applications in many areas of everyday life, including medicine. Despite the rapid development of synthetic techniques, methodologies for characterizing the produced chemical entities have developed somewhat more slowly, which necessitates their efficient development. Within the presented research area, a modern analytical platform will be proposed for studying the encapsulation processes of anticancer drugs in liposomes carrying magnetic nanoparticles and their transformations under conditions simulating the human body using advanced mass spectrometry techniques, including inductively coupled plasma mass spectrometry in single-cell analysis mode.

8

Liposomes are nanosized vesicles built from a phospholipid double layer. Currently, intensive works are carried out on the broad application of this type of nanomaterials in more effective delivery of active compounds, e.g., in dietary supplements. Unfortunately, it is a lack of studies confirming the increased bioavailability of active compounds from liposomal preparations than from classic ones. Therefore, research aimed at understanding their metabolic pathways (and comparing them with supplements in which nanomaterials are not used) in conditions that simulate the human body is a significant issue. As part of the dissertation, the changes mentioned above concerning selected supplements, e.g., zinc or vitamin B12, will be tested using, on the one hand, modern methods of in vitro simulation (enzymatic digestion/degree of absorption into intestinal villus cell lines), and on the other hand, high-sensitive mass spectrometry detection techniques.

9

Synthesis of nanomaterials and their functionalization, including methods in the field of green chemistry. Physicochemical characterization and testing of biological activity of nanomaterials. Omics studies using spectroscopic techniques and mass spectrometers hyphenated with separation techniques.