Bioanalityka. tom ii (Wydawnictwo Naukowe PWN)

Tytuł Bioanalityka. Tom II Podtytuł nowe strategie analityczne i rozwiązania aparaturowe Język polski Wydawnictwo Wydawnictwo Naukowe PWN ISBN 978-83-01-21288-9 Rok wydania 2020 Wydanie 1 liczba stron 350 Format epub, mobi Spis treści Wykaz podstawowych skrótów XIX Część III 447 świeże rozwiązania metodyczne i aparaturowe w bioanalityce 447 29. Koncepcja quality żeby design w bioanalityce 449 29.1. Wprowadzenie 449 29.2. Kontrola jakości 449 29.3. Zarządzanie jakością 450 29.4. Quality żeby design 451 29.4.1. Założenia koncepcji QbD 451 29.4.2. Metody planowania eksperymentów (DoE) 451 29.5. Planowanie jakości w praktyce laboratoryjnej 453 29.5.1. Przykładów kilka, czyli miniprzegląd literatury 454 29.6. Podsumowanie 457 Piśmiennictwo 458 30. Systemy lab-on-a-chip w analizie biomedycznej 459 30.1. Wprowadzenie 459 30.2. Materiały konstrukcyjne mikrosystemów 459 30.2.1. Krzem 459 30.2.2. Szkło 460 30.2.3. Materiały polimerowe 460 30.2.4. Papier 462 30.3. Wybrane technologie wykorzystywane do wytwarzania mikrosystemów 463 30.3.1. Fotolitografia 463 30.3.2. Metody replikacyjne 464 30.3.3. Metody mechaniczne 465 30.4. Komponenty konstrukcyjne mikrosystemów 466 30.4.1. Mikropompy 466 30.4.2. Mikrozawory 467 30.4.3. Mikromieszalniki 467 30.4.4. Moduły do generowania kropel 468 30.4.5. Detektory 468 30.5. Przykłady zastosowań mikrosystemów 470 30.5.1. Analiza kwasów nukleinowych 471 30.5.2. ELISA 475 30.5.3. Hodowla komórek, badanie interakcji i migracji komórek 476 30.5.4. Systemy disease-, organ-, body-on-a-chip 478 30.5.5. Systemy point-of-care (POC) 480 30.6. Podsumowanie 481 Piśmiennictwo 481 31. Miniaturyzacja w metodach separacyjnych 483 31.1. Wprowadzenie 483 31.2. Zagadnienia aparaturowe 484 31.2.1. Kolumny monolityczne 490 31.3. Podsumowanie 494 Piśmiennictwo 494 32. Bioczujniki – zasada działania, receptory, detektory 497 32.1. Wprowadzenie 497 32.2. Zasada działania (bio)czujników chemicznych 497 32.3. Receptory biologiczne 498 32.3.1. Enzymy 498 32.3.2. Kwasy nukleinowe 500 32.3.3. Przeciwciała 500 32.3.4. Inne materiały biologicznego rozpoznania 502 32.4. Kompozyty immobilizujące 502 32.4.1. Zastosowanie nanostruktur węglowych 502 32.4.2. Wykorzystanie polimerów przewodzących 504 32.4.3. Wykorzystanie nanocząstek metali i tlenków metali 504 32.4.4. Inne materiały wzbogacające matryce bioczujników 505 32.5. Techniki detekcji 505 32.5.1. Techniki optyczne 507 32.5.2. Techniki elektrochemiczne 507 32.5.3. Inne techniki detekcyjne 508 32.6. Podsumowanie 509 Piśmiennictwo 509 33. Woltamperometryczne bioczujniki w bioanalizie 511 33.1. Wprowadzenie 511 33.2. Definicja bioczujnika, a także schemat budowy 511 33.2.1. Mechanizmy generowania sygnałów analitycznych 512 33.3. Czujniki oparte na luźno dyfundujących istotnikach redoks-aktywnych 513 33.3.1. Genoczujniki 513 33.3.2. Czujnik od oznaczania jonów siarczanowych 514 33.3.3. Immunoczujniki 516 33.4. Genoczujniki z sondą DNA zawierającą redoksaktywny wyraźnik (E-DNA) 516 33.5. Czujniki wykorzystujące warstwy redoks-aktywne 517 33.6. Perspektywy rozwoju i zastosowań elektrochemicznych bioczujników 519 33.7. Podsumowanie 520 Podziękowanie 520 Piśmiennictwo 520 34. Analiza woltamperometryczna leków przeciwnowotworowych 523 34.1. Wprowadzenie 523 34.2. Leki przeciwnowotworowe i ich podział 524 34.2.1. Leki alkilujące i ich pochodne 524 34.2.2. Antymetabolity 525 34.2.3. Inhibitory topoizomerazy 525 34.2.4. Antybiotyki cytostatyczne 525 34.2.5. Inhibitory mitozy 525 34.2.6. Inhibitory kinazy tyrozynowej 526 34.3. Techniki analityczne stosowane do oznaczania leków przeciwnowotworowych 526 34.4. Węglowe elektrody robocze używane przy oznaczaniu leków przeciwnowotworowych 527 34.4.1. Elektrody grafitowe 527 34.4.2. Elektrody z węgla szklistego 528 34.4.3. Elektrody diamentowe domieszkowane borem 528 34.4.4. Pastowe elektrody węglowe 529 34.4.5. Elektrody drukowane 529 34.5. Badane materiały biologiczne 530 34.5.1. Mocz 530 34.5.2. Krew (osocze, ascetycznica) 530 34.6. Metody woltamperometryczne w oznaczaniu wybranych leków przeciwnowotworowych na elektrodach węglowych 531 34.7. Podsumowanie 535 Piśmiennictwo 535 35. Enzymatyczne biosensory na bazie przewodzących kompozytów i ich użycia w bioanalityce 539 35.1. Wprowadzenie 539 35.2. Budowa i działanie biosensora 539 35.2.1. Polimery przewodzące elektronowo 540 35.2.2. Materiały nanostrukturalne 540 35.2.3. Rodzaje detekcji 542 35.3. Użycia wybranych biosensorów 543 35.3.1. Biosensory glukozy 543 35.3.2. Biosensory cholesterolu 546 35.3.3. Biosensory z lakazą 547 35.3.4. Biosensory mocznika 548 35.4. Podsumowanie 549 Piśmiennictwo 549 36. Mikropróbkowanie laserowe w układzie LA-ICP-MS w wielopierwiastkowym obrazowaniu próbek klinicznych 553 36.1. Wprowadzenie 553 36.2. Cel badań nad wizualizacją rozmieszczenia pierwiastków 554 36.2.1. Rozmieszczenie pierwiastków pochodzenia endogennego 555 36.2.2. Rozmieszczenie pierwiastków pochodzenia jatrogennego 555 36.3. Charakterystyka LA-ICP-MS jako narzędzia analitycznego 556 36.4. Przygotowanie próbek klinicznych do analizy LA-ICP-MS 559 36.5. Kalibracja 560 36.6. Podsumowanie 561 Piśmiennictwo 561 37. Zastosowanie technik spektroskopowych w analizie biokoloidów 565 37.1. Wprowadzenie 565 37.2. Białka 569 37.3. Biokoloidy 570 37.3.1. Podwójna warstwa elektryczna 570 37.3.2. Potencjał zeta 572 37.3.3. Stabilność dyspersji 572 37.3.4. Teorie elektrokinetyczne 574 37.4. Oddziaływania metal–białko 576 37.5. Konsekwencje oddziaływań metal–białko 578 37.5.1. Metaloproteiny 578 37.5.2. Metalokompleksy 578 37.5.3. Nanocząstki 579 37.6. Natura procesu biosorpcji związków niskocząsteczkowych i jonów metali poprzez mikroorganizmy 582 37.7. Podsumowanie 585 Piśmiennictwo 585 38. Nowoczesne metody identyfikacji mikroorganizmów 589 38.1. Wprowadzenie 589 38.2. Identyfikacja mikroorganizmów 590 38.2.1. Metody mikroskopowe 590 38.2.2. Charakterystyka wzrostu kultur bakteryjnych 592 38.2.3. Badanie profili biochemicznych bakterii 593 38.2.4. W środkugatunkowe typowanie bakterii 596 38.2.5. Samoczynne, półautomatyczne i zminiaturyzowane systemy identyfikacji mikroorganizmów 597 38.2.6. Chromatograficzne metody identyfikacji mikroorganizmów 598 38.2.7. Molekularne metody genotypowania 599 38.2.8. Biologiczne mikromacierze w mikrobiologii 600 38.2.9. Techniki spektrometryczne 600 38.3. Biokoloidy 602 38.4. Techniki elektromigracyjne w mikrobiologii 605 38.5. Perspektywy rozwojowe 608 38.6. Podsumowanie 609 Piśmiennictwo 609 39. Kompleksowe porównanie elektroforezy kapilarnej i wysokosprawnej chromatografii cieczowej w kontekście wybranych zastosowań bioanalitycznych przy użyciu modelu kolorów RGB 613 39.1. Wprowadzenie 613 39.2. Podstawy modelu RGB 614 39.2.1. Odcień metody 614 39.2.2. Blask metody 616 39.2.3. Algorytm oceny (arkusz Excel) 616 39.3. Porównanie wybranych metod wykorzystujących techniki HPLC i CE 617 39.3.1. Dane ogólne 617 39.3.2. Oznaczanie leków anty-HIV w moczu pacjentów z AIDS 618 39.3.3. Oznaczanie kotyniny jako markera narażenia na dym tytoniowy 621 39.4. Dyskusja 624 39.4.1. Porównanie HPLC i CE 624 39.4.2. Potencjał modelu RGB jako narzędzia oceny 624 39.5. Podsumowanie 625 Piśmiennictwo 625 Część IV 627 Metody analityczne w biomonitoringu 627 40. Wyzwania analityczne w ekotoksykologii nowo pojawiających się zanieczyszczeń środowiska 629 40.1. Wprowadzenie 629 40.2. Leki 630 40.2.1. Biomonitoring leków w środowisku 631 40.2.2. Wyzwania analityczne 632 40.3. Ciecze jonowe 634 40.3.1. Ciecze jonowe a środowisko 635 40.3.2. Wyzwania analityczne 636 40.4. Mikroplastiki 637 40.4.1. Mikroplastiki a środowisko 637 40.4.2. Wyzwania analityczne 638 40.5. Podsumowanie 639 Piśmiennictwo 640 41. Analiza niecelowana jako narzędzie do poszukiwania produktów przemian ksenobiotyków 643 41.1. Wprowadzenie 643 41.2. Porównanie analizy celowanej i niecelowanej – zalety, ograniczenia, potencjalne zastosowanie 644 41.3. Świeże techniki analityczne dla potrzeb analizy niecelowanej 646 41.3.1. Chromatografia gazowa sprzężona ze spektrometrią mas w NTA 646 41.3.2. Chromatografia cieczowa sprzężona ze spektrometrią mas w NTA 647 41.3.3. Interpretacja otrzymanych informacji 649 41.4. Strategie analizy niecelowanej w wykrywaniu nieznanych związków w próbkach środowiskowych 650 41.5. Podsumowanie 657 Piśmiennictwo 658 42. Związki endokrynnie czynne w środowisku wodnym – analityka i wpływ na organizmy żywe 661 42.1. Wprowadzenie 661 42.2. Regulacje prawne 661 42.3. Źródła i drogi migracji EDCs w środowisku 664 42.4. Metody analizy chemicznej 665 42.4.1. Analityczne problemy oznaczania EDCs w próbkach środowiskowych 666 42.5. Związki endokrynnie czynne w ściekach komunalnych 666 42.5.1. Występowanie EDCs w ściekach komunalnych 666 42.5.2. Losy EDCs w komunalnych oczyszczalniach ścieków 667 42.5.3. Powiększanie skuteczności usuwania EDCs ze ścieków 668 42.6. Związki endokrynnie czynne w odciekach składowiskowych i wodach gruntowych 669 42.6.1. Występowanie EDCs w odciekach składowiskowych i wodach gruntowych 669 42.7. Wpływ na organizmy żywe 670 42.8. Ryzyko środowiskowe 671 42.9. Podsumowanie 672 Piśmiennictwo 672 43. Metody analityczne w badaniach procesów biotransformacji ksenobiotyków fosfonoorganicznych 675 43.1. Wprowadzenie 675 43.2. Pochodzenie ksenobiotyków fosfonoorganicznych obecnych w ekosystemach 675 43.3. Przemiany pochodnych fosfonowych w środowisku 677 43.4. Niekorzystne skutki obecności fosfonianów w środowisku 679 43.5. Metody analityczne praktyczne w oznaczaniu związków fosfonowych 680 43.6. Podsumowanie 683 Podziękowanie 683 Piśmiennictwo 683 44. Wybrane techniki mikroekstrakcyjne wykorzystujące ciecze jonowe w badaniu związków biologicznie aktywnych 687 44.1. Wprowadzenie 687 44.2. Ciecze jonowe – świeże medium ekstrakcyjne (rozpuszczalniki nowej generacji) 689 44.3. Techniki mikroekstrakcyjne wykorzystujące IL do izolacji i wzbogacania analitów z próbek biologicznie aktywnych 690 44.3.1. Mikroekstrakcja do pojedynczej kropli z użyciem cieczy jonowej 690 44.3.2. Mikroekstrakcja poprzez membranę do fazy ciekłej 691 44.3.3. Dyspersyjna mikroekstrakcja typu ciecz– ciecz z użyciem cieczy jonowych 691 44.3.4. In situ dyspersyjna mikroekstrakcja typu ciecz–ciecz z zastosowaniem cieczy jonowych 693 44.3.5. Dyspersyjna mikroekstrakcja typu ciecz– ciecz z zastosowaniem cieczy jonowych i nanocząstek magnetycznych 694 44.3.6. Dyspersyjna mikroekstrakcja rodzaju ciecz– ciecz z wykorzystaniem magnetycznych cieczy jonowych 695 44.4. Podsumowanie 697 Piśmiennictwo 697 45. Analiza produktów kosmetycznych w matrycach biologicznych 701 45.1. Wprowadzenie 701 45.2. Nieinwazyjne techniki pobierania próbek w celu określenia biomarkerów ekspozycji 702 45.3. Bioanalityka in vivo tolerancji skóry na kosmetyki (testy dermatologiczne) 702 45.4. Testy aktywności kosmetycznej 703 45.5. Badania związków endogennych w skrawkach tkanek skóry 704 45.6. Badania egzogennych związków aktywnych 704 45.6.1. Typy transportu przeznaskórkowego 704 45.6.2. Czynniki wpływające na transport substancji aktywnych 705 45.6.3. Metody badania substancji aktywnych 705 45.6.4. DESI-MSI – postępowe podejście do badań przenikalności komponentów aktywnych przez skórę 706 45.7. Ocena lipidomiczna 706 45.7.1. Badanie przesiewowe składu lipidów w sebum skóry, pocie, łoju włosów i włosach 708 45.7.2. Eikozanoidy/markery stanu zapalnego w biopsjach/lipidach powierzchniowych 708 45.7.3. Skład fosfolipidów/ceramidów w biopsjach/ powierzchniowych warstwach skóry/ komórkach hodowlanych 709 45.8. Ocena stresu oksydacyjnego w próbkach biologicznych 709 45.9. Jakościowa analiza cząsteczek zapachowych w próbkach biologicznych do oceny produktywności antyperspirantów, dezodorantów i innych preparatów 710 45.9.1. Sprawność antyperspirantów 710 45.9.2. Sprawność dezodorantów 711 45.10. Podsumowanie 711 Piśmiennictwo 712 46. Bioanalityka związków fluoru 715 46.1. Wprowadzenie 715 46.2. Źródła ekspozycji organizmów żywych na związki fluoru 716 46.2.1. Nieorganiczne fluorki 716 46.2.2. Związki fluoroorganiczne 716 46.3. Biologiczne oddziaływania jonów fluorkowych i związków fluoroorganicznych 718 46.4. Badania biomarkerów związków fluoru 719 46.4.1. Krew 720 46.4.2. Mocz 721 46.4.3. Mleko ludzkie 722 46.4.4. Paznokcie 723 46.4.5. Włosy 723 46.4.6. Kości 723 46.5. Podsumowanie 724 Piśmiennictwo 724 47. Zastosowanie cyklu biosorpcji do wydzielania metali małych z próbek biologicznych i środowiskowych 729 47.1. Wprowadzenie 729 47.2. Charakterystyka cyklu biosorpcji 730 47.2.1. Badanie procesu biosorpcji 733 47.2.2. Czynniki wpływające na proces biosorpcji 735 47.3. Zastosowanie mikroorganizmów w analizie chemicznej 735 47.4. Podsumowanie 743 Piśmiennictwo 743 48. Rtęć w organizmach żywych – źródła i formy występowania, bioakumulacja, metody oznaczania 747 48.1. Wprowadzenie 747 48.2. Atrybuty rtęci 747 48.3. Źródła rtęci w organizmach morskich 748 48.4. Formy występowania rtęci w organizmach 749 48.5. Bioakumulacja rtęci w łańcuchu troficznym 751 48.6. Poziomy zawartości rtęci i jej związków 751 48.7. Metody analityczne stosowane w oznaczaniu rtęci i jej związków 753 48.8. Podsumowanie 755 Piśmiennictwo 755 49. Zastosowanie materiałów sorpcyjnych z nadrukiem cząsteczkowym w bioanalizie 759 49.1. Wprowadzenie 759 49.2. Technika wdrukowania cząsteczkowego 760 49.2.1. Typy wdrukowania 760 49.2.2. Elementy mieszaniny polimeryzacyjnej determinujące tworzenie trójwymiarowej sieci polimerowej 761 49.2.3. Metody reakcji polimeryzacji 762 49.3. Techniki ekstrakcji wykorzystujące materiały sorpcyjne z nadrukiem cząsteczkowym 764 49.3.1. Ekstrakcja do fazy stałej z wykorzystaniem polimerów z odciskiem cząsteczkowym 764 49.3.2. Mikroekstrakcja do fazy stacjonarnej z użyciem polimerów z odciskiem cząsteczkowym 765 49.3.3. Mikroekstrakcja do upakowanego sorbentu w strzykawce z zastosowaniem polimeru z nadrukiem cząsteczkowym 766 49.3.4. Ekstrakcja przy pomocy ruchomego elementu sorpcyjnego modyfikowanego polimerem z odwzorowaniem cząsteczkowym 766 49.3.5. Ekstrakcja do zdyspergowanej fazy stałej 767 49.3.6. Inne techniki ekstrakcji 767 49.4. Zalety i ograniczenia wykorzystywania polimerów z nadrukiem cząsteczkowym w etapie przygotowywania próbek w bioanalizie 768 49.5. Podsumowanie 769 Piśmiennictwo 769 50. Zastosowanie neutronowej analizy aktywacyjnej w bioanalityce 773 50.1. Wprowadzenie 773 50.2. Neutronowa analiza aktywacyjna (NAA) w badaniach specjacji metaloprotein 774 50.3. Podsumowanie 778 Piśmiennictwo 778 51. Biotesty w ocenie stanu środowiska 781 51.1. Wprowadzenie 781 51.2. Ranga bioindykacji w ocenie toksyczności 781 51.3. Pojęcie toksyczności i jej rodzajów 783 51.4. Typy testów toksyczności 784 51.4.1. Testy z wykorzystaniem bakterii 784 51.4.2. Testy z zastosowaniem roślin 784 51.4.3. Testy z zastosowaniem zwierząt 785 51.5. Podsumowanie 789 Piśmiennictwo 789