Více informací o této odborné akci najdete v příspěvku v sekci konference.

Hmotnostní spektrometrie je fyzikálně-chemická metoda, která využívá separace urychlených ionizovaných částic (iontů) ve vakuu, a to podle jejich hmotnosti při jejich průchodu magnetickými a elektrickými poli. Metoda byla vyvinuta počátkem 20. století a původně byla využívána zvláště ve fyzice a chemii, mj. byly pomocí této metody objeveny stabilní izotopy prvků. Po dlouhou dobu pak hmotnostní spektrometrie byla hlavní metodou analýzy ropných produktů a analýzy těkavých organických látek obecně.

Během posledních dvaceti let se použití metody rozšířilo snad do všech oblastí přírodních věd, od geologie, přes fyziku, astronomii a chemii k biologii, k analýze životního prostředí, do farmacie, medicíny. Nyní se s hmotnostní spektrometrií můžeme setkat buď přímo, např. během osobních bezpečnostních prohlídek na letištích, nebo alespoň nechtěně zprostředkovaně, kdy tato metoda je použita např. v lékařství (diagnostika nádorových onemocnění, metabolických chorob atd.). Metoda je nezastupitelná pro kriminalisty (identifikace drog, detekce výbušnin, identifikace pachatelů zvláště nebezpečné trestné činnosti), je výhradním nástrojem antidopingových kontrol, používá se v archeologii (datování stáří předmětů) a geologii, v monitorování kvality životního prostředí, v toxikologii, chemii (sledování průběhu chemických reakcí). Hmotnostní spektrometry jsou součástí výbavy většiny vesmírných sond i některé speciální vojenské techniky. Významnou úlohu hraje hmotnostní spektrometrie v otázkách národní bezpečnosti: technika dokáže odhalit a identifikovat látky, které mohou být zneužity při terorismu a bioterorismu.

Za vývoj technik hmotnostní spektrometrie byly uděleny celkem 4 Nobelovy ceny za fyziku nebo chemii (1906, 1922, 1990, 2002) a využití této techniky bylo zásadní pro udělení nejméně dvou dalších Nobelových cen. Současná konference bezpochyby ukáže další nové možnosti a směry, kam se chemická analýza pomocí hmotnostních spektrometrů bude v nejbližší době ubírat.

 

Frequently asked questions (FAQ):

Jaká jsou témata konference?
Hlavní tematické okruhy konference jsou dva. První se týká nových směrů ve vývoji této techniky, tedy výroby nových typů hmotnostních spektrometrů. A právě v této oblasti lze očekávat případná další ocenění Nobelovými cenami. Druhý tematický okruh konference se týká samotného použití hmotnostní spektrometrie v různých vědních disciplínách nebo oblastech lidské činnosti. Konference se zúčastní přes 2000 vědců z 65 zemí. V šesti dnech bude předneseno více než 1000 vědeckých příspěvků z různých oborů lidské činnosti, které hmotnostní spektrometrie spojuje.

Nobelovy ceny v hmotnostní spektrometrii
Za vývoj technik hmotnostní spektrometrie byly uděleny celkem čtyři Nobelovy ceny za fyziku nebo chemii, využití této techniky však vedlo k udělení i řady dalších Nobelových cen. Poslední Nobelova cena přímo za hmotnostní spektrometrii byla udělena Koichi Tanakovi a Johnu Fennovi v roce 2002. Bylo to za vynález některých ionizačních zařízení, která jsou pro hmotnostní spektrometry nezbytná a umožňují analyzovat i velmi složité látky, jako jsou bílkoviny a nukleové kyseliny. Současná konference bezpochyby ukáže další nové možnosti a směry, kam se chemická analýza pomocí hmotnostních spektrometrů bude v nejbližší době ubírat.
Na pražské konferenci mimo jiné zazní přednáška klimatologa Paula Crutzena, který používá hmotnostní spektrometrii ke studiu globálního oteplování a který za svoji práci již rovněž získal Nobelovu cenu.
Co je hmotnostní spektrometrie?
Učebnicová definice říká, že hmotnostní spektrometrie je fyzikálně-chemická metoda, která využívá separace urychlených ionizovaných částic (iontů) ve vakuu, a to podle jejich hmotnosti při jejich průchodu magnetickými a elektrickými poli. Tato věta pro laiky možná zní nebezpečně, nicméně čtenáři si pod pojmem „hmotnostní spektrometr“ mohou představit nějaké detekční analytické zařízení, které dává informaci o struktuře organických látek. Zařízení může být buď velmi malé a přenosné, ale jsou i typy spektrometrů, které mají několik metrů a váží řádově tuny. Složitost spektrometrů se řídí požadavky na kvalitu informace, kterou přístroj poskytuje, a samozřejmě platí, že čím je informace detailnější, tím je přístroj dražší. Takže lze pořídit přístroj za 100 milionů korun, ale třeba i za „pouhý“ milion korun. Jedno z těch dražších zařízení je instalováno v Mikrobiologickém ústavu Akademie věd České republiky v Praze a stojí přes 70 milionů korun. Dalších, menších zařízení jsou však po České republice stovky, veřejnost však  o nich málo ví.

Kdy byla hmotnostní spektrometrie vyvinuta?
Metoda byla vyvinuta počátkem 20. století a původně se využívala zvláště ve fyzice a chemii, mj. byly pomocí této metody objeveny stabilní izotopy prvků. Po dlouhou dobu hmotnostní spektrometrie byla hlavní metodou analýzy ropných produktů a analýzy těkavých organických látek obecně.

Jaké je současné použití hmotností spektrometrie?
Během posledních dvaceti let se použití metody rozšířilo snad do všech oblastí přírodních věd, od geologie, přes fyziku, astronomii a chemii k biologii, k analýze životního prostředí, do farmacie, medicíny. Nyní se s hmotnostní spektrometrií můžeme setkat buď přímo, např. během osobních bezpečnostních prohlídek na letištích, nebo zprostředkovaně, kdy je tato metoda použita např. v lékařství (jedná se třeba o diagnostiku nádorových onemocnění a metabolických chorob). Metoda je nezastupitelná pro kriminalisty (například v souvislosti s identifikací drog, detekcí výbušnin, identifikací pachatelů zvláště nebezpečné trestné činnosti apod.), hmotnostní spektrometrie je výhradním nástrojem antidopingových kontrol, používá se v archeologii (při datování stáří předmětů) a geologii, v monitorování kvality životního prostředí, v toxikologii, chemii (zde třeba při sledování průběhu chemických reakcí). Hmotnostní spektrometry jsou součástí výbavy většiny vesmírných sond i některé speciální vojenské techniky. Farmaceutické firmy používají hmotnostní spektrometrii při hledání nových účinných léků šitých na míru, metoda se používá i jako zobrazovací technika. Významnou úlohu hraje hmotnostní spektrometrie v otázkách národní bezpečnosti: technika dokáže odhalit a identifikovat látky, které mohou být zneužity při terorismu a bioterorismu.

Co je na hmotnostní spektrometrii jako na analytické metodě zajímavé?
Na rozdíl od jiných analytických přístupů tato metoda vyžaduje opravdu nepatrné –homeopatické – množství měřené látky, např. 10-12 g. Je to nepředstavitelně malé množství a proto se hmotnostní spektrometrie často používá ve stopové analýze čehokoli organického. Další důležitá vlastnost této techniky tkví v její schopnosti „poradit si“ i s velmi komplikovanými směsmi látek a strukturní informaci poskytnout rychle.

Další informace: www.imsc2006.org


Kontakt:
Doc. Ing. Vladimír Havlíček, Dr., Mikrobiologický ústav AV ČR
Tel.: 241 062 786, 602 127 117, e-mail: vlhavlic@biomed.cas.cz

PhDr. Veronika Kratochvílová, Tiskový odbor AV ČR
tel.: 221 403 405, e-mail: vkratochvilova@ssc.cas.cz

 

zdroj: tiskové zprávy AV ČR