1. Základy a instrumentace. Tvorba iontů (EI, CI, ESI/APCI, MALDI), ambientní ionizace (DESI, REIMS); kvadrupól, TOF, iontové pasti, Orbitrap a FT-ICR; rozlišovací schopnost, přesnost hmoty, dynamický rozsah, iontová mobilita. 2. Tandemová MS a interpretace. CID/HCD, ETD/ECD; izotopové obálky, přesná hmota, sumární vzorec, fragmentační pravidla, MSn, spektrální knihovny a databázové vyhledávání. 3. Kvantitativní klinická MS. LC-MS/MS a GC-MS; interní standardy, kalibrace, matricové efekty, carry-over, přesnost a preciznost, LOD/LOQ, referenční materiály, validace, QC/EQA a harmonizace. Příklady: terapeutické monitorování léčiv, steroidy, toxikologie a novorozenecký screening. 4. Peptidy, proteiny a strukturní MS. Dekonvoluce, bottom-up a top-down analýza, cílená proteomika, posttranslační modifikace, native MS, HDX-MS a chemické zesítění. 5. Metabolomika a lipidomika. Cílené a necílené přístupy, biologické tekutiny, anotace a dereplikace metabolitů, normalizace a multivariační analýza; požadavky na převod biomarkeru do klinického testu. 6. Klinická mikrobiologie a infekce. MALDI-TOF identifikace mikroorganismů, přímá analýza klinických vzorků a pozitivních hemokultur, možnosti a limity průkazu rezistence a typizace; mikrobiální metabolity a metalofory. 7. Prostorová a intraoperační MS. MALDI-MSI, DESI a principy SIMS; prostorová metabolomika/proteomika, multimodální zobrazování, REIMS/iKnife a SpiderMass; kompromis mezi prostorovým rozlišením, citlivostí a jistotou molekulární identifikace. 8. Data, software a AI. CycloBranch, mMass a veřejné databáze; kontrola kvality dat, reprodukovatelnost, klasifikace pomocí strojového učení a odpovědné reportování výsledků. Praktická výuka a výstupy z učení ? Sběr dat na MALDI/ESI spektrometrech z modelových nebo vlastních vzorků; výpočty nábojových stavů a molekulových hmotností; interpretace MS/MS a práce se softwarem/databázemi. ? Po absolvování student zvolí vhodnou MS strategii pro klinickou otázku, obhájí identifikaci analytu, navrhne základní validační a QC plán a odliší objev biomarkeru od klinicky validovaného diagnostického testu. ? Kolokvium ověřuje teorii, výpočty, interpretaci spekter a kritické posouzení konkrétní klinické aplikace.
|
Předmět propojuje fyzikálně-chemické základy hmotnostní spektrometrie s metodami používanými v klinické laboratoři a s novými translačními aplikacemi. Důraz je kladen na volbu vhodné ionizace a hmotnostního analyzátoru, interpretaci MS a MS/MS dat, kvantitativní analýzu a validaci, kritické hodnocení biomarkerů a na praktickou práci s reálnými spektry. Kurz je koncipován pro studenty chemie, biochemie, molekulární biologie a biomedicínských oborů; předchozí specializace v MS není nutná.
Student získá pokročilé znalosti hmotnostní spektrometrie a jejích klinických aplikací a bude schopen zvolit vhodnou MS strategii, interpretovat MS/MS spektra, vyhodnotit analytická data a navrhnout základní postup validace a kontroly kvality pro klinickou aplikaci.
|
-
Barber A.R.J. et al. Rapid evaporative ionization mass spectrometry in surgery: a systematic review. Br. J. Surg. 112(11), znaf228 (2025). doi:10.1093/bjs/znaf228..
-
Guo T., Steen J.A., Mann M. Mass-spectrometry-based proteomics: from single cells to clinical applications. Nature 638, 901?911 (2025). doi:10.1038/s41586-025-08584-0..
-
Havlíček V., Lemr K., Tureček F. (eds.). Hmotnostní spektrometrie. Chemické listy 114(2), 85?160 (2020) a 114(3), 161?248 (2020). Dvě tematická čísla: fyzikálně-chemické základy, instrumentace, tandemová MS, interpretace, kvantifikace a klinické/aplikační kapitoly..
-
Lee W. et al. Clinical metabolomics: analytical workflows, data interpretation, and translational considerations. J. Anal. Sci. Technol. 17, 46 (2026). doi:10.1186/s40543-026-00567-8..
-
Lira K.E., May J.C., McLean J.A. Ion mobility spectrometry and ion mobility-mass spectrometry in clinical chemistry. Adv. Clin. Chem. 124, 123?160 (2025). doi:10.1016/bs.acc.2024.10.003..
-
Spraggins J.M. et al. Matrix-assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry. Nat. Rev. Methods Primers 6, 44 (2026). doi:10.1038/s43586-026-00492-5..
-
Vogeser M., Habler K. Applications of mass spectrometry in the routine diagnostic medical laboratory ? a status report 2025. J. Chromatogr. B 1273, 124958 (2026). doi:10.1016/j.jchromb.2026.124958.
-
Weiss Z.F., Basu S.S. The Mass Spectrometry Revolution in Clinical Microbiology Part 2: Emerging Applications. Clin. Lab. Med. 45, 15?26 (2025). doi:10.1016/j.cll.2024.10.012..
|