PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII

BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH

Katedra i Zakład

Chemii Nieorganicznej i AnalitycznejUniwersytet Medyczny

im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu

Poznań, 18.03.2010r.

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH

Cele bezpośrednie projektu

Analiza lotnych zw. organicznych (VOC)Opracowanie innowacyjnej metody diagnostycznej nowotworu płuc na podstawie analizy lotnych związków organicznych (VOC).

Badania metabolomiczneOpracowanie nowoczesnych metod analitycznych pozwalających na identyfikację i oznaczanie substancji leczniczych, ich izomerów optycznych i produktów fotorozkładu w złożonych matrycach farmaceutycznych i biologicznych.

Bioanalityczne badania produktów naturalnych Opracowanie innowacyjnych metod analitycznych służących do charakterystyki i standaryzacji produktów pochodzenia naturalnego oraz do oceny stopnia ich zanieczyszczenia substancjami szkodliwymi dla zdrowia.

2

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH

Lotne Związki Organiczne (VOC)

Nowotwory płuc U mężczyzn to 27% wszystkich nowotworów

Najczęstsza przyczyna zgonów wśród chorych onkologicznie

Najpóźniej wykrywany-najtrudniej diagnozowany oraz najgorzej rokujący

Metody diagnostyczne stosowane w podejrzeniu nowotworu płuc:

Bronchoskopia, tomografia komputerowa, RTG jako metoda przesiewowa

W wydychanym powietrzu można zidentyfikować ok. 8000 związków organicznych;

Do analizy i diagnozy nowotworu płuc (drobnokomórkowego oraz niedrobnokomórkowego) można wykorzystać 30 - 40 związków organicznych wydychanych w powietrzu.

3

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH

Pobieranie próbkiDobór sorbentu

Analiza chemiczna

Użycie wielowymiarowych metod klasyfikacyjnych

Klasyfikacja diagnostyczna i skierowanie na dalsze inwazyjne badania

4

Analiza Lotnych Związków Organicznych (VOC) Adsorpcja VOC np. na węglu aktywowanym Desorpcja próbki Analiza GC-MS-MS Profil VOC - statystyczne metody

wielowymiarowe Walidacja metody

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH

Produkt projektu w obszarze VOC

Opracowanie innowacyjnej metody diagnostycznej nowotworu płuc o następujących zaletach:

• Nieinwazyjność• Możliwość zastosowania jako metody przesiewowej• Duża czułość• Możliwość zastosowania niezależnie od rodzaju oraz umiejscowienia

nowotworu• Możliwość wykonania etapu adsorpcji VOC w warunkach domowych• Możliwość zautomatyzowania etapu klasyfikacji dająca niezależność

wyników metody od doświadczenia osoby wykonującej analizy.

5

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH

Badania Metabolomiczne

• Opracowanie stereoselektywnych metod bioanalitycznych pozwalających na różnicowanie aktywności biologicznej izomerów optycznych substancji leczniczych i metabolitów

• Opracowanie nowoczesnych metod analitycznych i bioanalitycznych pozwalających na śledzenie szlaków metabolicznych substancji leczniczych zarówno w warunkach in vitro jak i in vivo

• Opracowanie metod analitycznych, pozwalających oznaczanie trwałości i identyfikację produktów rozkładu - fotodegradacji substancji leczniczych.

6

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH

Produkt projektu w obszarze badań metabolomicznych

• Opracowanie szybkich, tanich i zwalidowanych metod analitycznych pozwalających na identyfikację i oznaczanie substancji leczniczych, ich enancjomerów i produktów rozkładu-fotorozkładu pozwalających na wykorzystanie ich w przemyśle (np. badania trwałości, biorównoważności itd.) lub do innych wysoce specjalistycznych analiz

• Realizacja tego projektu (wraz z uzyskanymi wynikami badań) wydaje się mieć pierwszorzędne znaczenie społeczne pozwalające na poznanie profilu metabolicznego leku, optymalizację terapii i obniżenie kosztów leczenia, a także komercyjne pozwalające na obniżenie kosztów produkcji leku.

7

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH

Bioanalityczne badania produktów naturalnych

• Opracowanie innowacyjnych metod typu „protein fingerprint” służących do charakterystyki oraz jednoznacznego potwierdzania tożsamości złożonych surowców naturalnych oraz ich standaryzacji

• Określenie korelacji pomiędzy składem złożonych mieszanin pochodzenia naturalnego, a ich aktywnością biologiczną przy wykorzystaniu analiz statystycznych (np. PCA, ANOVA, sztuczne sieci neuronowe)

• Ocena stopnia zanieczyszczenia produktów pochodzenia naturalnego substancjami szkodliwymi dla zdrowia

8

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH

Produkt projektu w obszarze badań produktów naturalnych

• Dostęp do szybkich, precyzyjnych i dokładnych metod analitycznych służących do charakterystyki produktów pochodzenia naturalnego

• Możliwość szybkiej standaryzacji nowych surowców pochodzenia naturalnego, co znacznie skróci czas wprowadzania nowego produktu na rynek

• Opracowanie innowacyjnych metod typu „protein fingerprint” służących do jednoznacznego potwierdzania tożsamości złożonych surowców naturalnych

• Pierwszeństwo do wykorzystania nowoopatentowanych innowacyjnych związków pochodzenia naturalnego o potencjalnych właściwościach farmakologicznych

9

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH

Realizacja Projektu

Specjalistyczny sprzęt analityczny:• GC-MS-MS• LC-MS-MS-MS• Maldi-TOF-TOF-MS

Chemometria• Zaawansowane techniki statystyczne; PCA, ANOVA/MANOVA, drzewa

klasyfikacyjne i regresyjne, metody optymalizacji, sztuczne sieci neuronowe

10

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH 11

Nasze doświadczenia - HPLC, MS, ICP-MS, HPCE

• Inductively coupled plasma mass spectrometry determination of metals in honeybee venom. Zenon J. Kokot, J. Matysiak, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 2008, 48(3), 955 (IF = 2,629)

• Characterization of honeybee (Apis mellifera L.) venom by MALDI-TOF and nanoESI-qTOF mass spectrometry.Jan Matysiak, Christian E. H. Schmelzer, Reinhard H. H. Neubert, Zenon J. Kokot.J. Pharm. Biomed. Anal. – w druku

• Photostability of pitavastatin - a novel HMG-CoA reductase inhibitorPaweł Grobelny, Giampietro Viola, Daniela Vedaldi, Francesco Dall’Acqua, Anna Gliszczyńska-Świgło, Jadwiga MielcarekJ . Pharm. Biomed. Anal. 2009, 50 (4), 597 (IF=2,629)

• Investigation of Interaction of Fluoroquinolones with Aluminum, Iron and Magnesium ions Using Capillary Zone Eletrophoresis. Bartosz Urbaniak, Yahya Mrestani, Zenon J. Kokot, Reinhard R.H.H. Neubert, Chromatographia 2007, 65, 489 (IF=1.15)

• Simultaneous determination of major constituents of honeybee venom by LC DAD.‑Zenon J. Kokot, J. Matysiak, Chromatographia 2009; 69(11),1401 (IF=1,15)

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH 12

Nasze doświadczenia - chemometria i techniki statystyczne c.d.

• The Use of Artificial Neural Networks for the Selection of the Most Appropriate Thermal Parameters and for the Classification a Set of Phenylcarbamic Acid Derivates Michal H. Umbreit, Piotr Nowicki, Jolanta Kłos, Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening 2006, 6, 455 (IF= 2,55)

• ANOVA Analysis of the factors that significantly influence the stability of fluoroquinolone-metal complexes. Bartosz Urbaniak, Zenon J. Kokot, Analytica Chimica Acta 2009, 647, 54 (IF=3.146)

• Thermal parameters of phenylcarbamic acid derivatives using calculated molecular descriptors with MLR and ANN.Jolanta Kłos, Piotr Nowicki, Josef Cizmarik, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2008, 1, 203 (IF=1,438)

• Application of Principal Component Analysis for evaluation of chemical and antimicrobial properties of honey bee (Apis mellifera) venom Zenon J. Kokot, Jan Matysiak, Jolanta Kłos, Bogdan Kędzia and Elżbieta Hołderna-KędziaJournal of Apicultural Research and Bee World, 2009, 48(3), 168 (IF=0.74)

PLATFORMA WDRAŻANIA INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII BIOANALITYCZNYCH I METABOLOMICZNYCH

Dziękuję za uwagę

Katedra i Zakład Chemii Nieorganicznej i AnalitycznejUniwersytet Medyczny im. K. Marcinkowskiego ul. Grunwaldzka 6, 60-780 PoznańTel: 61 8546610, Fax: 61 8546609E-mail: zjk@ump.edu.plwww.chnia.ump.edu.pl