Analitička hemija i visoke tehnologije
U Prvoj rumunskoj Waters školi LC/MS
Bilo da je reč o razvoju novih lekova i medicinskih terapija, proveri kvaliteta i ispravnosti hrane i vode, kontroli zagađenja ili konzervaciji umetničkih dela, mnoge naučne laboratorije širom sveta oslanjaju se na sofisticiranu opremu za tečnu hormatografiju i masenu spektrometriju američke kompanije Waters . Na Zapadnom univerzitetu u Temišvaru, koji poseduje ovu vrhunsku laboratorijsku opremu, nedavno je održan međunarodni stručni LC/MS seminar namenjen inženjerima hemije
 |
| Prof. dr Ajre Tišbi na seminaru u Temišvaru |
Na Zapadnom univerzitetu u Temišvaru (Universitatea de Vest Timisoara) početkom oktobra održana je Prva rumunska Waters škola tečne hromatografije i masene spektrometrije (LC/MS - liquid chromatography / mass spectrometry). Ovaj međunarodni stručni seminar, na kome su predavači bili poznati svetski stručnjaci za analitičku hemiju, realizovan je na Fakultetu za hemiju, biologiju i geografiju pri temišvarskom Zapadnom univerzitetu, koji danas ima vrhunski opremljenu laboratoriju sa najsofisticiranijom LC/MS opremom. Tome je doprinela i srpska firma Krug International koja je, u okviru jednog od EU projekata regionalne, rumunsko-srpske naučne saradnje, laboratoriju snabdela haj-tek LC/MS instrumentarijem renomiranog američkog proizvođača Waters . Reč je o najsavremenijim uređajima koji kombinuju LC/MS, dve vrlo moćne tehnike koje, udružene, obezbeđuju pouzdanu analizu i najkompleksnijih hemijskih smeša.
Primena ove visoko potentne tehnologije i aparature vrlo je široka: u farmaciji se koristi za razvoj i kontrolu kvaliteta lekova; u medicini za razvoj novih terapija, u kliničkoj praksi za indivudualno doziranje lekova i proveru terapije kod pacijenata; u industriji hrane i pića za kontrolu sastava i kvaliteta proizvoda; u zaštiti životne sredine za analizu kvaliteta pijaćih i drugih voda, kao i za detekciju zagađenja okoline; koristi se za ispitivanje zdravstvene ispravnosti životnih namirnica, kao i u toksikologiji, sudskoj medicini (forenzici), konzervaciji umetničkih dela, naučno-istraživačkom radu…
Velike mogućnosti LC/MS
Namenjena početnicima u primeni tečne hromatografije sa masenom spektrometrijom, Prva rumunska Waters škola LC/MS obuhvatila je pomenute različite oblasti primene ove tehnologije, kroz teorijsku nastavu i praktičan rad na instrumentima. Program seminara činila su uvodna i napredna predavanja, uključujući i informacije o najnovijim trendovima i razvoju LC/MS, kao i specifične radionice orijentisane ka praktičnim pitanjima kakva obično iskrsavaju u svakodnevnom radu.
Poziv na master studije
Među polaznicima Prve rumunske Waters škole LC/MS bilo je i devetoro predstavnika Srbije - sa beogradskog Instituta za fiziku, iz novosadskog FINS instituta za istraživanja hrane, sa beogradskog Farmaceutskog fakulteta, iz Agencije za lekove i medicinska sredstva Srbije, Zavoda za sudsku medicine Niš, i iz vršačkog Hemofarm-a.
Prof. dr Vasile Ostafe, šef katedre za biohemiju Fakulteta za biologiju, hemiju i geografiju pri Zapadnom univerzitetu u Temišvaru, tom prilikom je pozvao i studente iz Srbije da upišu master studije na Zapadnom univerzitetu u Temišvaru, gde će imati najbolje moguće uslove za vrhunsko obrazovanje u oblasti analitičke hemije. Zanimljivo je da prof. Ostafe svojevremeno, 2006, godine, bio polaznik Prve srpske LC/MS škole, održane u Beogradu, u organizaciji firme Krug International , Instituta za higijenu mesa i Waters korporacije , takođe međunarodnog (regionalnog) srpsko-rumunsko-bugarskog seminara. Impresioniran onim što je tada video i čuo, prof. Ostafe, kome je tečna hromatografija sa masenom spektrometrijom uža specijalnost, iskoristio je priliku koja je Rumuniji pružena tokom njenog približavanja EU da i svojoj matičnoj kući obezbedi sofisticiranu opremu neophodnu za istraživački rad. Tokom organizovanja upravo održane Prve rumunske Waters škole LC/MS, insistirao je da ona takođe ima međunarodni karakter. |
Uz savetodavnu i tehničku podršku inženjera kompanije Krug International koji su zaduženi za Waters-ovu haj-tek opremu, predavanja su održali prof. dr Arje Tišbi, stručnjak za separacione nauke sa izraelskog Vajcman univerziteta, prof. Santana sa Univerziteta Tenerife u Španiji, i dr Matijas Rietdorf, specijalista za oblast masene spektrometrije, predstavnik Waters korporacije.
Jedan od organizatora ove Škole, direktor Krug Internatinal -a, diplomirani hemičar Ljubomir Hadži Đorđević ističe da je tehnologija tečne hromatografije sa masenom spektrometrijom, kao nezaobilazna u mnogim procesima proizvodnje i ekološke zaštite, na taj način indirektno prisutna u našem svakodnevnom životu. Farmaceutska proizvodnja, na primer, ne može da se zamisli bez kontrole lekova, a 80 odsto kontrola kvaliteta u svim svetskim fabrikama lekova zavisi od tečne hromatografije.
Činjenica da smo “okruženi hemijom” i da i kroz hranu dolazimo u dodir sa nebrojenim hemikalijama koje su od uticaja na ljudski organizam, takođe svedoči da je za ozbiljnu kontrolu ispravnosti hrane neophodna vrhunska tehnologija. Kao primer, Hadži Đorđević navodi dioksin, veoma jak toksin i u izuzetno malim koncentracijama, koji je produkt sagorevanja prisutan svuda u prirodi, pa lako može da dospe i u hranu. Dioksin je 2011. bio u centru pažnje javnosti u Nemačkoj, gde je otkriven u mesu i jajima, kao i 2006, kad je ustanovljeno da je bivši predsednik Ukrajine Viktor Juščenko, tokom predizborne kampanje, trovan dioksinom. Naš sagovornik napominje da je, u ovom drugom slučaju, dioksin bio “odabran” za napad na predsedničkog kandidata upravo zbog toga što ga je vrlo teško otkriti. Masena spektrometrija, međutim, pouzdano i brzo detektuje i najmanje količine velikog broja hemijskih supstanci. Tako, na primer, samo u jednom aktu analize pomoću LC/MS-a se pouzdano može odrediti čak 400 vrsta pesticide, i to u koncentracijama koje se mere delićima miliona jedinica.
Još jedan primer upotrebe i značaja LC/MS je transplantacija organa, čiji je sastavni deo postoperativna primena lekova za sprečavanje odbacivanja presađenog organa. Takvi lekovi se moraju vrlo precizno individualno dozirati, prilagoditi metabolizmu pacijenta, što je, sa dovoljnom preciznošću i brzinom, moguće jedino LC/MS metodologijom.
Nagli razvoj
Hromatografija i masena spektrometrija su, kako objašnjava Hadži Đorđević, dve potpuno nezavisne analitičke metode, poznate već duže od veka. Masena spektrometrija je metoda kojom se molekuli analiziraju na osnovu mase i naboja, a (gasna ili tečna) hromatografija se koristi za razdvajanje, izolovanje, identifikovanje i kvantitativnu analizu komponenata hemijskih smeša. Gasna hromatografija sa masenom spektrometrijom (GC/MS) je takođe vrlo moćna metoda, smatra se “zlatnim standardom” za identifikaciju supstanci i uglavnom je korišćena za izvođenje specifičnih testova, budući da nespecifični testovi pokazuju samo da neka supstanca pripada određenoj kategoriju supstanci. GC/MS uređaji tradicionalno su korišćeni za analizu manje polarnih i isparljivijih smeša kao što su organohlorni pesticidi, dioksini i polihlorni bifenili. Ali, GC/MS je metoda koja zahteva i obimnu pripremu uzorka, pa je primat preuzimala LC/MS, isprva korišćena kao komplementarno oruđe za analizu smeša koje je bilo teško ili nemoguće analizirati pomoću GC/MS.
Naučnici u senci
Za razliku od drugih naučnih polja, mnoge inovatorske prodore u hromatografiji nisu napravili univerzitetski profesori, već industrijski naučnici i inženjeri. Jedan od njih je Džim Voters (Jim Waters), osnivač istoimene kompanije koja danas proizvodi najnapredniju LC/MS opremu. Voters je pre pola veka, radeći za čuvenu američku kompaniju Dow Chemical , jednog od najvećih proizvođača plastičnih masa, razvio HPLC metodu (tečne hromatografije visokih performansi). Bio je to prvi tečni hromatograf, koji se i danas principijelno ne razlikuje od aparature nove generacije UPLC (hromatografa ultra visokih performansi). Votersov izum je kompaniji Dow Chemical tada omogućio neverovatan primat na tržištu u odnosu na ostale konkurente polimerskih materijala.
I 50 godina kasnije, početkom 21. veka, kompanija Waters naučno prednjači i razvija i UPLC tehniku. Separacione nauke, koje objedinjuju znanja iz fizike, hemije, matematike i inženjerstva, u Waters kompaniji su, naime, i u vreme Džima Votersa, i danas, podrazumevale timski rad fokusiran na rešavanje tehnoloških problema i inoviranje proizvoda. |
I tečna hromatografija je bila definisana još početkom 20. veka, da bi tek u vreme naglog tehnološkog napretka, 70-tih i početkom 80-tih godina, bila unapređena u HPLC (High Perfomance Liquid Chromatography) tečnu hromatografiju visokih performansi, a početkom 21. veka u tečnu hromatografiju ultra visokih performansi, UPLC (Ultra Perfomance Liquid Chromatography). HPLC je postala jedna od najmoćnijih metoda analitičke hemije - ona može da izdvoji, identifkuje i kvanitifikuje smeše prisutne u uzorku rastvorljivom u tečnosti u koncentracijama koje su ponekad manje od trilionitog dela.
Kombinovanjem ove dve metode analitička hemija je, ističe Hadži Đorđević, bitno unapređena. LC/MS, naime, omogućava separaciju elemenata smeše koji ranije nisu mogli izdvojeno da se ubace u maseni spektrometar, a istovremeno i identifikaciju izdvojene supstance, ne samo pomoću standarda poznate supstance nego i putem masenog spektra koje je egzaktno merilo molekulske mase analiziranog jedinjenja.
Udružiti tečnu hromatografiju sa masenom spektrometrijom svojevremeno je bio veliki tehnološki problem, koji je na rešenje čekao gotovo do početka 21. veka. Suština problema je bila u tome što u masenom spektrometru postoji visok vakuum, a tečni uzorak supstance treba uneti u maseni spektrometar tako da se vakuum ne poremeti. Od sredine 70-tih godina je s tim ciljem primenjeno više pristupa, širila se lepeza analiza koje su tom metodom rađene, da bi rešenje bilo nađeno 90-tih godina prošlog veka. Kombinacija LC/MS se sve šire koristi u poslednjih deceniju i po, a tek u poslednjoj deceniji postaje rutinska metoda.
Gordana Tomljenović
• Ljubomir Hadži Đorđević sa saradnicom pored najnovije generacije UPLC instrumenta kompanije Waters
• Vlada Milovanović, specijalista za MC uređaje u firmi Krug International , pored LC/MS aparature u univerzitetskoj laboratoriji
• Zgrada laboratorije Zapadnog univerziteta u Temišvaru
