Bioanalityka. Tom II - ebook
Bioanalityka. Tom II - ebook
Bioanalityka, to interdyscyplinarna dziedzina wiedzy, która stanowi szybko rozwijający się obecnie dział chemii analitycznej.
Bioanaliza zaczyna odgrywać kluczową rolę w szybko rozwijających się dziedzinach współczesnej bionauki w ramach genomiki, proteomiki, metabolomiki, lipidomiki i innych. Umiejętność doboru odpowiednich metod i narzędzi, w zależności od rodzaju podejmowanego problemu, jest niezwykle ważne i często decyduje o powodzeniu zarówno kolejnych etapów jak i całości badań.
Duże zainteresowanie bioanalityką, w tym kształcenie na poziomie przedmiotów podstawowych i specjalnościowych, jak również funkcjonowanie specjalności „Bioanalityka” na wielu uczelniach, potrzeby laboratoriów klinicznych czy medycyny sądowej, czy kontroli jakości produktów spożywczych i żywności, skłoniły redaktorów naukowych do przygotowania niniejszej książki. Przedstawione w niej zagadnienia będą przydatne studentom i pracownikom naukowym, pracownikom laboratoriów badawczych również z pokrewnych dziedzin.
Książka ta jest opracowaniem zbiorowym, w którym znakomici specjaliści z różnych ośrodków naukowych i badawczych w Polsce przedstawili – potencjał, aplikacje kliniczne i środowiskowe oraz perspektywy dalszego rozwoju bioanalityki.
Drugi tom składa się z dwóch części:
CZĘŚĆ C Nowe rozwiązania metodyczne i aparaturowe w bioanalityce CZĘŚĆ D Metody analityczne w biomonitoringu „Publikacja została przygotowana przez znakomitych analityków o dużym doświadczeniu, często na podstawie przeprowadzanych własnych badań. Podręcznik uwzględnia praktycznie wszystkie aspekty bioanalityki. Prezentuje zarówno zagadnienia teoretyczne związane z interdyscyplinarnym charakterem bioanalityki (badania medyczne i farmaceutyczne, analizę produktów spożywczych i żywnościowych, analizę surowców naturalnych jako źródła substancji aktywnych biologicznych, badania środowiskowe), jak i przedstawia możliwości i potencjalne aplikacje metodologiczne. Jako chemik analityk jestem przekonany, że podręcznik będzie pomocny zarówno studentom i pracownikom naukowym uniwersytetów i politechnik oraz praktykom pracujących w różnego typu laboratoriach medycznych, farmaceutycznych czy środowiskowych. Zaletą książki jest krytyczne podejście do prezentowanego materiału, omawiane są zarówno zalety jak i ograniczenia poszczególnych metodyk analitycznych. W wielu rozdziałach przedstawione zostały tendencje rozwojowe w danej technice analitycznej, np. miniaturyzację stosowanej aparatury badawczej (lab-on-chip).”
Z recenzji prof. Waldemara Wardenckiego
Kategoria: | Chemia |
Zabezpieczenie: |
Watermark
|
ISBN: | 978-83-01-21288-9 |
Rozmiar pliku: | 11 MB |
FRAGMENT KSIĄŻKI
Chemia wśród nauk ścisłych i przyrodniczych zajmuje centralne miejsce i ma swój niepodważalny udział w postępie cywilizacyjnym. Wynika to z jej wyjątkowego wkładu w interpretację przemian i procesów, jak też zjawisk zachodzących w otaczającym nas świecie, zwłaszcza rozpatrując układy biologiczne i naturalne. Jej interdyscyplinarność umożliwia wyjaśnienie przemian i zjawisk zachodzących na poziomie molekularnym i komórkowym. Odnosi się to również do oznaczeń szerokiej gamy analitów o zróżnicowanej budowie i właściwościach – substancji biologicznie aktywnych. Zakres ten jest przedmiotem bioanalityki, związanej zarówno z analizą medyczną, farmaceutyczną, produktów spożywczych, jak i środowiskową, nie różnicując matrycy.
Rosnące potrzeby wczesnej diagnostyki schorzeń oraz skuteczniejszych, spersonalizowanych metod terapii wymagają coraz czulszych i bardziej selektywnych metodologii w obrębie analityki. Zdefiniowanie problemu jest kluczowym zagadnieniem w wyborze i opracowaniu metody analitycznej do identyfikacji biomarkerów schorzeń, w diagnostyce multiparametralnej, w badaniach w obrębie proteomiki, metabolomiki i innych „-omic”, w monitorowaniu leków w płynach ustrojowych oraz w identyfikacji metabolitów, wpisanych w zmiany biochemiczne w trakcie choroby.
Zastosowanie procedur analitycznych w odniesieniu do próbek środowiska przyrodniczego to badania aktywności biologicznych substancji roślinnych, jak również wyzwania analityczne w biomonitoringu. Wymagane są w tym zakresie działania interdyscyplinarne: analityków-chemików, lekarzy-klinicystów, farmaceutów, specjalistów z obszaru ekologii, a także tych, którzy zajmują się analityką dla potrzeb przemysłu.
Umiejętność doboru odpowiednich metod i narzędzi, w zależności od rodzaju podejmowanego problemu, jest niezwykle ważne i często decyduje o powodzeniu zarówno kolejnych etapów, jak i całości badań. Należy podkreślić, że bioanalityka, w różnych obszarach swoich działań, jest ukierunkowana na oznaczanie śladowych ilości związków biologicznie aktywnych w próbkach o wyjątkowo skomplikowanej matrycy.
Duże zainteresowanie bioanalityką, w tym kształcenie na poziomie przedmiotów podstawowych i specjalnościowych, jak również funkcjonowanie specjalności „bioanalityka” na wielu uczelniach, potrzeby laboratoriów klinicznych czy medycyny sądowej, a także konieczność kontroli jakości produktów spożywczych i żywności skłoniły redaktorów naukowych do przygotowania niniejszej książki. Spodziewamy się również, że zagadnienia przedstawione w tym opracowaniu będą przydatne studentom i pracownikom naukowym, pracownikom laboratoriów badawczych z pokrewnych dziedzin.
Publikacja ta jest opracowaniem zbiorowym, w którym znakomici specjaliści z różnych ośrodków naukowych i badawczych w Polsce przedstawili potencjał, aplikacje kliniczne i środowiskowe oraz perspektywy dalszego rozwoju bioanalityki. Redaktorzy pragną gorąco im podziękować za wielki wkład pracy, który składa się na jakość tej książki.
Wyrażamy głęboką wdzięczność Panu Profesorowi Waldemarowi Wardenckiemu, recenzentowi tej pracy, którego cenne uwagi i sugestie pomogły w ostatecznym zredagowaniu książki. Dziękujemy także Pani Sylwii Bajkacz, prof. Politechniki Śląskiej, za pomoc techniczną przy komponowaniu całości tekstu.
Irena BARANOWSKA i Bogusław BUSZEWSKIAutorzy
Aleksander ASTEL, dr hab. inż., prof. Akademii Pomorskiej w Słupsku, Instytut Biologii i Nauk o Ziemi, Zakład Chemii Środowiskowej
Karolina ASTEL, dr inż., Akademia Pomorska w Słupsku, Instytut Biologii i Nauk o Ziemi, Zakład Analiz Ekosystemowych
Sylwia BAJKACZ, dr hab. inż., prof. Politechniki Śląskiej, Wydział Chemiczny, Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii
Maria BALCERZAK, prof. dr hab. inż., Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny
Katarzyna BIGUS, dr, Akademia Pomorska w Słupsku, Instytut Biologii i Nauk o Ziemi, Zakład Chemii Środowiskowej
Mariola BRYCHT, dr, Uniwersytet Łódzki, Wydział Chemii, Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Zbigniew BRZÓZKA, prof. dr hab. inż., Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, Katedra Biotechnologii Medycznej
Ewa BULSKA, prof. dr hab., Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii, Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych
Bogusław BUSZEWSKI, prof. dr hab., czł. koresp. PAN, dr h.c. mult., Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii, Katedra Chemii Środowiska i Bioanalityki; Interdyscyplinarne Centrum Nowoczesnych Technologii
Ewelina CHAJDUK, dr, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie, Laboratorium Jądrowych Technik Analitycznych
Damian DRZYZGA, dr, Uniwersytet Opolski, Wydział Chemii, Katedra Chemii Analitycznej i Ekologicznej
Agnieszka FELICZAK-GUZIK, dr hab., prof. Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Zakład Chemii Stosowanej
Beata GODLEWSKA-ŻYŁKIEWICZ, prof. dr hab., Uniwersytet w Białymstoku, Wydział Chemii, Zakład Chemii Analitycznej
Ilona GRABOWSKA-JADACH, dr hab. inż., Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, Katedra Biotechnologii Medycznej
Julia JACYNA, mgr, Gdański Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Katedra Biofarmacji i Farmakodynamiki, Zakład Biofarmacji i Farmakokinetyki
Agata JAGIELSKA, mgr, Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii, Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych
Roman KALISZAN, prof. dr hab. n. farm., czł. rzecz. PAN, czł. czynny PAU, dr h.c., Gdański Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Katedra Biofarmacji i Farmakodynamiki, Zakład Biofarmacji i Farmakokinetyki
Justyna KAPELEWSKA, dr, Uniwersytet w Białymstoku, Wydział Chemii
Joanna KARPIŃSKA, prof. dr hab., Uniwersytet w Białymstoku, Wydział Chemii
Jolanta KOCHANA, dr hab., prof. Uniwersytetu Jagiellońskiego, Wydział Chemii, Zakład Chemii Analitycznej, Zespół Analiz Środowiskowych i Biomedycznych
Klaudia KOKOSZKA, mgr inż., Politechnika Śląska, Wydział Chemiczny, Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii
Piotr KONIECZKA, prof. dr hab. inż., Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Chemii Analitycznej
Marta KORDALEWSKA, mgr, Gdański Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Katedra Biofarmacji i Farmakodynamiki, Zakład Biofarmacji i Farmakokinetyki
Paweł KOŚCIELNIAK, prof. dr hab., Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii, Zakład Chemii Analitycznej
Urszula KOTOWSKA, dr, Uniwersytet w Białymstoku, Wydział Chemii
Agnieszka KRÓL, mgr, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii, Katedra Chemii Środowiska i Bioanalityki; Interdyscyplinarne Centrum Nowoczesnych Technologii
Paweł KRZYCZMONIK, dr, Uniwersytet Łódzki, Wydział Chemii, Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Andrzej LENIART, dr, Uniwersytet Łódzki, Wydział Chemii, Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Jacek LIPOK, prof. dr hab., Uniwersytet Opolski, Wydział Chemii, Katedra Chemii Analitycznej i Ekologicznej
Hanna LIS, mgr, Uniwersytet Gdański, Wydział Chemii, Katedra Analizy Środowiska
Maria MADEJ, mgr, Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii, Zakład Chemii Analitycznej, Zespół Analiz Środowiskowych i Biomedycznych
Julita MALEJKO, dr, Uniwersytet w Białymstoku, Wydział Chemii, Zakład Chemii Analitycznej
Kasper MARCHLEWICZ, mgr inż., Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, Katedra Biotechnologii Medycznej
Michał J. MARKUSZEWSKI, prof. dr hab. n. farm., Gdański Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Katedra Biofarmacji i Farmakodynamiki, Zakład Biofarmacji i Farmakokinetyki
Małgorzata MISZTAL-SZKUDLIŃSKA, dr, Gdański Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Katedra i Zakład Bromatologii
Iwona NOWAK, dr, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Zakład Chemii Analitycznej
Izabela NOWAK, prof. dr hab., Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Zakład Chemii Stosowanej
Paweł Mateusz NOWAK, dr, Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii, Zakład Chemii Analitycznej
Magdalena PAZDA, mgr, Uniwersytet Gdański, Wydział Chemii, Katedra Analizy Środowiska
Anna POLIWODA, dr hab., prof. Uniwersytetu Opolskiego, Wydział Chemii
Halina POLKOWSKA-MOTRENKO, dr hab., Instytut Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie, Laboratorium Jądrowych Technik Analitycznych
Aleksandra POLLAP, dr, Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii, Zakład Chemii Analitycznej, Zespół Analiz Środowiskowych i Biomedycznych
Paweł POMASTOWSKI, dr hab., Uniwersytet Mikołaja Kopernika; Interdyscyplinarne Centrum Nowoczesnych Technologii
Oleksandra PRYSHCHEPA, mgr, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii, Katedra Chemii Środowiska i Bioanalityki; Interdyscyplinarne Centrum Nowoczesnych Technologii
Alan PUCKOWSKI, dr, Uniwersytet Gdański, Wydział Chemii, Katedra Analizy Środowiska
Hanna RADECKA, prof. dr hab., Polska Akademia Nauk, Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności w Olsztynie
Jerzy RADECKI, prof. dr hab., Polska Akademia Nauk, Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności w Olsztynie
Viorica RAILEAN-PLUGARU, dr, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii, Katedra Chemii Środowiska i Bioanalityki; Interdyscyplinarne Centrum Nowoczesnych Technologii
Agnieszka RODZIK, mgr, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii, Katedra Chemii Środowiska i Bioanalityki; Interdyscyplinarne Centrum Nowoczesnych Technologii
Agnieszka ROGOWSKA, mgr, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii, Katedra Chemii Środowiska i Bioanalityki; Interdyscyplinarne Centrum Nowoczesnych Technologii
Anna RUSZCZYŃSKA, dr, Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii, Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych
Małgorzata RUTKOWSKA, dr inż., Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Chemii Analitycznej
Iwona RYKOWSKA, dr hab., prof. Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Zakład Chemii Analitycznej
Gulyaim SAGANDYKOVA, mgr, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii, Katedra Chemii Środowiska i Bioanalityki; Interdyscyplinarne Centrum Nowoczesnych Technologii
Sławomira SKRZYPEK, prof. dr hab., Uniwersytet Łódzki, Wydział Chemii, Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Piotr STEPNOWSKI, prof. dr hab., Uniwersytet Gdański, Wydział Chemii, Katedra Analizy Środowiska, Zespół Chemicznych Zagrożeń Środowiska
Piotr SZEFER, prof. dr hab. n. farm., Gdański Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny, Katedra i Zakład Bromatologii
Małgorzata SZULTKA-MŁYŃSKA, dr hab., prof. Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii, Katedra Chemii Środowiska i Bioanalityki
Michał SZUMSKI, dr hab., prof. Uniwersytetu Mikołaja Kopernika; Interdyscyplinarne Centrum Nowoczesnych Technologii
Barbara WAGNER, dr hab., Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii, Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych
Wiesław WASIAK, prof. dr hab., Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Zakład Chemii Analitycznej
Dorota WIECZOREK, dr, Uniwersytet Opolski, Wydział Chemii, Katedra Chemii Analitycznej i Ekologicznej
Piotr P. WIECZOREK, prof. dr hab. inż., Uniwersytet Opolski, Wydział Chemii
Michał WOŹNIAKIEWICZ, dr hab., prof. Uniwersytetu Jagiellońskiego, Wydział Chemii, Zakład Chemii Analitycznej
Robert ZIÓŁKOWSKI, dr inż., Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, Katedra Biotechnologii Medycznej
Michał ZŁOCH, dr, Interdyscyplinarne Centrum Nowoczesnych TechnologiiWykaz podstawowych skrótów
---------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
AAS (ang. atomic absorption spectrometry) – atomowa spektrometria absorpcyjna
AFS (ang. atomic fluorescence spectrometry) – atomowa spektrometria fluorescencyjna
APCI (ang. atmospheric pressure chemical ionization) – jonizacja chemiczna pod ciśnieniem atmosferycznym
API (ang. atmospheric pressure ionization) – jonizacja pod ciśnieniem atmosferycznym
ASE (ang. accelerated solvent extraction) – przyspieszona ekstrakcja za pomocą rozpuszczalnika
CE (ang. capillary electrophoresis) – elektroforeza kapilarna
CI (ang. chemical ionization) – jonizacja chemiczna
CL (ang. chemiluminescence detector) – detektor chemiluminescencyjny
CRM (ang. certified reference materials) – certyfikowane materiały odniesienia
CZE (ang. capillary zone electrophoresis) – elektroforeza stref kapilarnych
DAD (ang. diode array detector) – detektor z matrycą diodową
DLLME (ang. dispersive liquid-liquid microextraction) – dyspersyjna mikroekstrakcja ciecz–ciecz
dSPE (ang. dispersive solid-phase extraction) – dyspersyjna ekstrakcja do fazy stałej
ECD (ang. electrochemical detector/electron capture detector) – detektor elektrochemiczny/detektor wychwytu elektronów
EDCs (ang. endocrine disrupting compounds) – związki endokrynnie czynne
EI (ang. electron ionization) – jonizacja elektronami
ESI (ang. electrospray ionization) – jonizacja typu elektrorozpylanie
FID (ang. flame ionization detector) – detektor płomieniowo-jonizacyjny
FLD (ang. fluorescence detector) – detektor fluorescencyjny
FT ICR (ang. Fourier transform ion cyclotron resonance) – analizator rezonansu cyklotronowego z transformacją Fouriera
FTIR (ang. Fourier transform infrared spectroscopy) – spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera
GC (ang. gas chromatography) – chromatografia gazowa
HILIC (ang. hydrophilic interaction liquid chromatography) – chromatografia cieczowa oddziaływań hydrofilowych
HPLC (ang. high performance liquid chromatography) – wysokosprawna chromatografia cieczowa
IC (ang. ion chromatography) – chromatografia jonowa
ICP (ang. inductively coupled plasma) – plazma wzbudzona indukcyjnie
IEC (ang. ion exchange chromatography) – chromatografia jonowymienna
IPC (ang. ion pair chromatography) – chromatografia par jonowych
IT (ang. ion trap) – pułapka jonowa
LA (ang. laser ablation) – ablacja laserowa
LC (ang. liquid chromatography) – chromatografia cieczowa
LIF (ang. laser-induced fluorescence) – fluorescencja wzbudzona laserowo
LLE (ang. liquid-liquid extraction) – ekstrakcja w układzie ciecz–ciecz
LOD (ang. limit of detection) – granica wykrywalności
LOQ (ang. limit of quantification) – granica oznaczalności
m/z stosunek masy do ładunku
MAE (ang. microwave-assisted extraction) – ekstrakcja wspomagana mikrofalami
MALDI (ang. matrix-assisted laser desorption/ionization) – jonizacja/desorpcja laserowa wspomagana matrycą
MIPs (ang. molecularly imprinted polymers) – polimery z odciskiem molekularnym
MS (ang. mass spectrometry) – spektrometria mas
NMR (ang. nuclear magnetic resonance) – jądrowy rezonans magnetyczny
NP/RP (ang. normal/reversed phase) – normalny/odwrócony układ faz
NPD (ang. nitrogen phosphorus detector) – detektor azotowo-fosforowy
PCA (ang. principal component analysis) – analiza głównych składowych
PCR (ang. polymerase chain reaction) – łańcuchowa reakcja polimerazy
PDA (ang. photodiode array detector) – detektor z matrycą fotodiodową
PP (ang. protein precipitation) – wytrącanie białek
QuEChERs (ang. quick, easy, cheap, effective, rugged, safe) – (metoda) szybka, prosta, tania, efektywna, elastyczna i bezpieczna
SFC (ang. supercritical fluid chromatography) – chromatografia z fazą ruchomą w stanie nadkrytycznym
SFE (ang. supercritical fluid extraction) – ekstrakcja płynem w stanie nadkrytycznym
SLE (ang. solid-liquid extraction) – ekstrakcja w układzie ciecz–ciecz
SPE (ang. solid-phase extraction) – ekstrakcja do fazy stałej
SPME (ang. solid-phase microextraction) – mikroekstrakcja do fazy stałej
TLC (ang. thin-layer chromatography) – chromatografia cienkowarstwowa
TOF (ang. time of flight) – analizator czasu przelotu
UAE (ang. ultrasound-assisted extraction) – ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami
UHPLC (ang. ultra-high performance liquid chromatography) – ultrawysokosprawna chromatografia cieczowa
UV-Vis (ang. ultraviolet-visible) – zakres nadfioletu i światła widzialnego
---------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Przypisy
1. Quality is defined as conformance to requirements. 2. The system for causing quality is prevention, not appraisal. 3. The performance standard must be Zero Defects. 4. The measurement of quality is the Price of Nonconformance .
Warto podkreślić, iż w języku polskim istnieją odpowiedniki angielskiej nazwy QbD, takie jak „planowanie jakości” czy „jakość poprzez projektowanie”, jednak wciąż bardzo często stosuje się oryginalną nazwę oraz akronim. Należy też pamiętać, że metody planowania eksperymentów (DoE) nie są tożsame z QbD, a jedynie służą do osiągnięcia założeń QbD i jako jej element będą rozpatrywane w późniejszych akapitach.
Randomizacja (ang. randomisation, od słowa random – przypadkowy, losowy) – losowy dobór kolejności wykonywania eksperymentów objętych planem badawczym.
Replikacja (ang. replication, od słowa replicate – kopiować, powtarzać) – powtórzenie eksperymentu w celu weryfikacji wiarygodności i powtarzalności uzyskiwanych wyników.
Robustness – the quality of being strong, and healthy or unlikely to break or fail, czyli „odporność” metody analitycznej.
„Quality is not an act, it is a habit.” – Arystoteles.