eng
Выпуск #3/2015
Я.Яшин, А.Яшин
НАУКОМЕТРИЯ МАТЕРИАЛОВ PITTCON 2015: НОВЫЕ МЕТОДЫ, СОРБЕНТЫ, ПРИБОРЫ, ПРИМЕНЕНИЯ
НАУКОМЕТРИЯ МАТЕРИАЛОВ PITTCON 2015: НОВЫЕ МЕТОДЫ, СОРБЕНТЫ, ПРИБОРЫ, ПРИМЕНЕНИЯ
Просмотры: 4113
Питтсбургские ежегодные конференции по аналитической химии и прикладной спектроскопии – наиболее многочисленные и представительные в мире по числу участников, представленных докладов и фирм – производителей приборов. В разные годы в них участвовали от 15 000 до 30 000 специалистов и более 1000 организаций из всех развитых стран, число научных докладов колебалось от 2000 до 3000, проведено более 100 кратковременных курсов. Материалы форума предоставляют исчерпывающие данные для наукометрии, по-существу, это "срез" современного уровня развития аналитической химии и прикладной спектроскопии, так как на конференции представлены все существующие методы анализа и их применения из разных стран мира.
В Pittcon 2015 (66-ой) приняло участие 14 200 специалистов из 90 стран, представлено более 2000 докладов, состоялись 150 коротких курсов и большая выставка аналитических приборов (около 1000 фирм).
Прежде всего, приведем данные по методам анализа (цифры – число докладов):
хроматография (в том числе хроматомасс-спектрометрия, в скобках) – 431 (234);
спектроскопия (все методы) – 221;
масс-спектрометрия (без хроматографии) – 129;
электрохимия – 127;
сенсоры (все типы) – 126;
капиллярный электрофорез – 46;
химический анализ – 28;
микроскопия – 20;
термический анализ – 18.
Из этих данных видно, что хроматография лидирует с большим отрывом. По статистике 40–50% всех анализов выполняются хроматографическими методами, а в некоторых областях, в частности, в нефтехимии до 70%.
Из методов хроматографии чаще применяется ВЭЖХ (127 докладов), ультра-ВЭЖХ (16), ВЭЖХ-МС и ВЭЖХ-МС/МС (234), гидрофильная (28), ионная (15), хиральная (13). В последние годы возрос интерес к сверхкритической флюидной хроматографии (16). Растет внимание к сочетанию ВЭЖХ-ГХ (9), в некоторых случаях ВЭЖХ служит в качестве совершенной пробоподготовки. По эксклюзионной, аффинной, тонкослойной, противоточной, препаративной хроматографии представлены только единичные доклады.
По газовой хроматографии сделано 120 докладов, из них 93 доклада посвящены ГХ-МС и ГХ-МС/МС. Есть интерес к двумерной ГХ-ГХ (9) и пиролизной ГХ-МС.
Широко представлены спектроскопические и близкие к ним методы: рамановская – 40, ИК-спектроскопия (ближняя и средняя области) – 45, флуоресценция – 31, УФ-ВИД спектроскопия – 16, индуктивно связанная плазма – 12, атомно-абсорбционная – 26, ЯМР – 8, спектроскопия ионной подвижности – 10, рентгеновская спектроскопия – 10.
Предложены новые сенсоры: электрохимические, химические биосенсоры (59).
Интересные данные получены по разным областям применения. По каждой из них были представлены научные сессии на конференции:
фармацевтика – 168;
анализ пищевых продуктов – 157;
биохимия и биомедицина – 139;
контроль загрязнений окружающей среды – 130;
судебная медицина – 43;
анализ топлив и нефтепродуктов – 30;
промышленные анализы – 17;
анализ поверхностей и пленок – 17;
анализ полимеров и пластиков – 12;
энергетика – 8;
косметика – 8.
Эти данные говорят о бесспорно лидирующих направлениях применения: в биохимии, медицине, пище, экологии, фармацевтике, то есть в наиболее жизненно-важных областях.
Из новых направлений следует выделить нанотехнологии, наноматериалы (67), здесь наблюдается большой рост по сравнению с Pittcon 2014. Большое внимание к протеомике, метаболомике и др. (38). Продолжают вызывать интерес микрофлюидные системы (87). В нанотехнологиях широко используются наночастицы золота, углерода, алмаза (десятки докладов). В электрохимии большой интерес к графену, оксиду графена, углеродным трубкам. Вне сомнения, что передний край биохимии – это протеомика, гликомика, эпигеномика и метаболомика.
Много докладов посвящено пробоподготовке (52). Из методов концентрирования представлены следующие: микротвердофазная – 14 докладов, анализ равновесного пара (head space) – 10 докладов, твердофазная экстракция – 7 докладов, кветчерс – 9 докладов, растет число работ с использованием сухих пятен крови и слюны. Среди проанализированных, исследованных соединений преобладают биологические: белки, пептиды, ДНК, РНК, катехоламины, сахара, серотонин, стероиды, витамины, полифенолы, дофамин, антибиотики, триглицериды, кумарины.
Среди опасных загрязнителей исследовали пестициды, тяжелые металлы, ПАУ (в том числе нитро-ПАУ), микотоксины, диоксины, кокаин акрилоамид, бисфенол А, ртуть, мышьяк. Кроме того, сохраняется интерес к анализу взрывчатых веществ, наркотиков, отравляющих веществ и др.
Много докладов по технологии получения сорбентов для ВЭЖХ (более 30): поверхностнопористых, непористых, монолитных колонок (кремнеземные, органические полимерные, гибридные, с наночастицами углерода). Растет число колонок для ультра-ВЭЖХ с размером частиц менее 2 мкм (1,3–1,7 мкм), в том числе и поверхностнопористых.
Традиционно на конференции уделено много внимания совершенствованию обучения аналитической химии (16), 77 докладов сделали аспиранты и студенты. За лучшие доклады молодым специалистам вручались премии. Необычные заседания были посвящены роли женщин в аналитической химии, оценке успешности карьеры. А также особое место в конференции заняли доклады по лабораторной информатике (8) и лабораторному менеджменту (32), рассказывающие о сохранении информации и оптимизации работ в крупных лабораториях.
Отметим наиболее интересные доклады по биохимии и медицине: пробы из одной клетки с определением до одной молекулы; определение NO в жидкостях ран для предсказания самочувствия человека; определение соединений в цельной крови МТФЭ-ГХ-МС; достижения в понимании функционирования мозга электрохимическим методом; анионные сахара как биомаркеры заболеваний; определение продуктов разложения в лекарствах; измерения D-аминокислот в тканях мозга; исследования раковых клеток методом ЖХ-МС; определение аминокислот в слезах; новые летучие соединения-маркеры для диагностики рака; летучие нитрозотиолы – новый класс маркеров рака в выдыхаемом воздухе; определение микотоксинов в крови человека; детектирование одного вируса электрохимическим методом; наночастицы для визуализации болезней: сердца, мозга, опухолей с терапевтическими целями; наночастицы золота для наблюдения и изучения одной раковой клетки; наноматериалы в диагностике: от рака мозга до аритмии сердца; наноматериалы углерода для детектирования нейротрансмиттеров; метаболический анализ кожи при меланоме; идентификация бактерий электрохимическим методом; определение арахидоновой и линолевой кислот в профиле соединений при раке легких; глюкоза в слезах; МС-биоинформатика – прорывное направление в исследованиях рака; понимание сложности болезней с помощью протеомики; понимание физиологической роли аскорбата электрохимическим методом; диагностика генома; достижения в персонализированной медицине; формальдегид – надежное средство для преодоления барьера кровь-мозг ксенобиотиками; точное определение восстановленного, окисленного и общего глутатиона в биологических жидкостях; ультра чувствительное определение ранних стадий рака груди с помощью ВЭЖХ с хемилюминесцентным детектором; биоинформатика – идентификация и количественное определение метаболитов; изоляция и анализ циркулирующих в организме клеток рака; СО2 в моче как прогностический индикатор септического шока; определение гистамина и серотонина в мозгу; тиолы и окислительный стресс; антиоксидантное поведение катехинов; метаболомика больных диабетом; фармакокинетика лекарств в организме человека. В перечисленных докладах преобладают работы по исследованию и диагностике онкологических заболеваний методами хроматографии и электрохимическими сенсорами. Интересные анализы общего характера: суммарное содержание углерода в морской воде; прямое определение процианидинов А и В в какао, яблоках и корице; определение подлинности пищи методом ИКС; определение антиоксидантной активности пищевых продуктов; определение летучих компонентов пшеницы и ржи; анализы для обеспечения безопасности пищи; определение мутагенной активности тяжелых металлов; определение стероидов в рыбе; определение атмосферного метана; определение взрывчатых веществ; определение флавоноидов в соках; определение ветеринарных антибиотиков в почве; определение вкуса и запаха питьевой воды из Миссури; пиролизная ГХ-МС для характеристики почв; исследование взаимодействия пищи и упаковки; новые разработки допинг-контроля по слюне; определение фенольных соединений в меде; экспрессное разделение углеводородов С1-С8 за 2 мин микро-ГХ; определение полифенолов в шоколаде; хлорорганические соединения в грудном молоке; анализы биотоплив; определение лактозы, лактулозы и эпилактозы методом гидрофильной хроматографии; определение аромата чая методом МТФЭ-МС; определение стевиолгликозида в напитках; анализ состава оливкового масла ВЭЖХ-МС; определение соотношения стабильных изотопов С и Н в снеге.
Отдельные заседания были посвящены применению аналитических методов в искусстве (5) для установления подлинности картин по анализам красок и подложек, а также в археологии для определения сроков давности (5).
Остается перспективным, как и в прошлые годы, направление по миниатюризации аналитических приборов (более 20 докладов). Приведем далеко неполный перечень тем докладов на эту тему: портативный (hand-portable) градиентный жидкостный хроматограф; портативный ионный хроматограф для полевых анализов; масс-спектрометр для полевых анализов; реализация handheld МС; миниатюрные мультимодальные электрохимические датчики для определения серотонина, дофамина и салицилата; портативный лазерный прибор для определения метана в шахтах; элементный анализатор handheld; портативный колориметр handheld;
рамановский и ИКС-спектрометры handheld.
На выставке были продемонстрированы десятки новых аналитических приборов, в частности, экспонировались новые жидкостные хроматографы для ультра-ВЭЖХ с модернизацией насосов, автосамплеров и детекторов; простые и дешевые жидкостные хроматографы с программой для обучения. Демонстрировались новые аэрозольные и диодноматричные детекторы.
Из анализа докладов, представленных на Pittcon 2015, можно сделать следующие выводы: среди всех современных аналитических методов лидирует хроматография, особенно в комбинации с масс-спектрометрией. Это не случайно, так как эти методы позволяют разделять сложные смеси, идентифицировать отдельные компоненты смеси и их определять, то есть производить быстро как качественный, так и количественный анализ. Постоянно растет число докладов только по масс-спектрометрии (без хроматографии), хотя регулярно проводятся международные симпозиумы по масс-спектрометрии и многие предпочитают выступать с докладами на этих симпозиумах. Наблюдается постоянный интерес к сенсорам разного типа, особенно к электрохимическим. Большой интерес к микрофлюидным системам, хотя серийного производства их еще нет. По всем перечисленным направлениям докладов было больше, чем на Pittcon 2014. Аналитические методы больше всего применяются в фармацевтике, биохимии и медицине, в контроле пищевых продуктов и окружающей среды. Все это жизненно важные области для человека, обеспечивающие качество жизни.
В заключение отметим, что посещение ежегодных конференций Pittcon позволяет специалистам ознакомиться с современным состоянием аналитической химии, а также узнать основные тенденции ее развития. Каждый год появляются новые, прорывные решения во всех разделах аналитической химии.
В Pittcon 2015 (66-ой) приняло участие 14 200 специалистов из 90 стран, представлено более 2000 докладов, состоялись 150 коротких курсов и большая выставка аналитических приборов (около 1000 фирм).
Прежде всего, приведем данные по методам анализа (цифры – число докладов):
хроматография (в том числе хроматомасс-спектрометрия, в скобках) – 431 (234);
спектроскопия (все методы) – 221;
масс-спектрометрия (без хроматографии) – 129;
электрохимия – 127;
сенсоры (все типы) – 126;
капиллярный электрофорез – 46;
химический анализ – 28;
микроскопия – 20;
термический анализ – 18.
Из этих данных видно, что хроматография лидирует с большим отрывом. По статистике 40–50% всех анализов выполняются хроматографическими методами, а в некоторых областях, в частности, в нефтехимии до 70%.
Из методов хроматографии чаще применяется ВЭЖХ (127 докладов), ультра-ВЭЖХ (16), ВЭЖХ-МС и ВЭЖХ-МС/МС (234), гидрофильная (28), ионная (15), хиральная (13). В последние годы возрос интерес к сверхкритической флюидной хроматографии (16). Растет внимание к сочетанию ВЭЖХ-ГХ (9), в некоторых случаях ВЭЖХ служит в качестве совершенной пробоподготовки. По эксклюзионной, аффинной, тонкослойной, противоточной, препаративной хроматографии представлены только единичные доклады.
По газовой хроматографии сделано 120 докладов, из них 93 доклада посвящены ГХ-МС и ГХ-МС/МС. Есть интерес к двумерной ГХ-ГХ (9) и пиролизной ГХ-МС.
Широко представлены спектроскопические и близкие к ним методы: рамановская – 40, ИК-спектроскопия (ближняя и средняя области) – 45, флуоресценция – 31, УФ-ВИД спектроскопия – 16, индуктивно связанная плазма – 12, атомно-абсорбционная – 26, ЯМР – 8, спектроскопия ионной подвижности – 10, рентгеновская спектроскопия – 10.
Предложены новые сенсоры: электрохимические, химические биосенсоры (59).
Интересные данные получены по разным областям применения. По каждой из них были представлены научные сессии на конференции:
фармацевтика – 168;
анализ пищевых продуктов – 157;
биохимия и биомедицина – 139;
контроль загрязнений окружающей среды – 130;
судебная медицина – 43;
анализ топлив и нефтепродуктов – 30;
промышленные анализы – 17;
анализ поверхностей и пленок – 17;
анализ полимеров и пластиков – 12;
энергетика – 8;
косметика – 8.
Эти данные говорят о бесспорно лидирующих направлениях применения: в биохимии, медицине, пище, экологии, фармацевтике, то есть в наиболее жизненно-важных областях.
Из новых направлений следует выделить нанотехнологии, наноматериалы (67), здесь наблюдается большой рост по сравнению с Pittcon 2014. Большое внимание к протеомике, метаболомике и др. (38). Продолжают вызывать интерес микрофлюидные системы (87). В нанотехнологиях широко используются наночастицы золота, углерода, алмаза (десятки докладов). В электрохимии большой интерес к графену, оксиду графена, углеродным трубкам. Вне сомнения, что передний край биохимии – это протеомика, гликомика, эпигеномика и метаболомика.
Много докладов посвящено пробоподготовке (52). Из методов концентрирования представлены следующие: микротвердофазная – 14 докладов, анализ равновесного пара (head space) – 10 докладов, твердофазная экстракция – 7 докладов, кветчерс – 9 докладов, растет число работ с использованием сухих пятен крови и слюны. Среди проанализированных, исследованных соединений преобладают биологические: белки, пептиды, ДНК, РНК, катехоламины, сахара, серотонин, стероиды, витамины, полифенолы, дофамин, антибиотики, триглицериды, кумарины.
Среди опасных загрязнителей исследовали пестициды, тяжелые металлы, ПАУ (в том числе нитро-ПАУ), микотоксины, диоксины, кокаин акрилоамид, бисфенол А, ртуть, мышьяк. Кроме того, сохраняется интерес к анализу взрывчатых веществ, наркотиков, отравляющих веществ и др.
Много докладов по технологии получения сорбентов для ВЭЖХ (более 30): поверхностнопористых, непористых, монолитных колонок (кремнеземные, органические полимерные, гибридные, с наночастицами углерода). Растет число колонок для ультра-ВЭЖХ с размером частиц менее 2 мкм (1,3–1,7 мкм), в том числе и поверхностнопористых.
Традиционно на конференции уделено много внимания совершенствованию обучения аналитической химии (16), 77 докладов сделали аспиранты и студенты. За лучшие доклады молодым специалистам вручались премии. Необычные заседания были посвящены роли женщин в аналитической химии, оценке успешности карьеры. А также особое место в конференции заняли доклады по лабораторной информатике (8) и лабораторному менеджменту (32), рассказывающие о сохранении информации и оптимизации работ в крупных лабораториях.
Отметим наиболее интересные доклады по биохимии и медицине: пробы из одной клетки с определением до одной молекулы; определение NO в жидкостях ран для предсказания самочувствия человека; определение соединений в цельной крови МТФЭ-ГХ-МС; достижения в понимании функционирования мозга электрохимическим методом; анионные сахара как биомаркеры заболеваний; определение продуктов разложения в лекарствах; измерения D-аминокислот в тканях мозга; исследования раковых клеток методом ЖХ-МС; определение аминокислот в слезах; новые летучие соединения-маркеры для диагностики рака; летучие нитрозотиолы – новый класс маркеров рака в выдыхаемом воздухе; определение микотоксинов в крови человека; детектирование одного вируса электрохимическим методом; наночастицы для визуализации болезней: сердца, мозга, опухолей с терапевтическими целями; наночастицы золота для наблюдения и изучения одной раковой клетки; наноматериалы в диагностике: от рака мозга до аритмии сердца; наноматериалы углерода для детектирования нейротрансмиттеров; метаболический анализ кожи при меланоме; идентификация бактерий электрохимическим методом; определение арахидоновой и линолевой кислот в профиле соединений при раке легких; глюкоза в слезах; МС-биоинформатика – прорывное направление в исследованиях рака; понимание сложности болезней с помощью протеомики; понимание физиологической роли аскорбата электрохимическим методом; диагностика генома; достижения в персонализированной медицине; формальдегид – надежное средство для преодоления барьера кровь-мозг ксенобиотиками; точное определение восстановленного, окисленного и общего глутатиона в биологических жидкостях; ультра чувствительное определение ранних стадий рака груди с помощью ВЭЖХ с хемилюминесцентным детектором; биоинформатика – идентификация и количественное определение метаболитов; изоляция и анализ циркулирующих в организме клеток рака; СО2 в моче как прогностический индикатор септического шока; определение гистамина и серотонина в мозгу; тиолы и окислительный стресс; антиоксидантное поведение катехинов; метаболомика больных диабетом; фармакокинетика лекарств в организме человека. В перечисленных докладах преобладают работы по исследованию и диагностике онкологических заболеваний методами хроматографии и электрохимическими сенсорами. Интересные анализы общего характера: суммарное содержание углерода в морской воде; прямое определение процианидинов А и В в какао, яблоках и корице; определение подлинности пищи методом ИКС; определение антиоксидантной активности пищевых продуктов; определение летучих компонентов пшеницы и ржи; анализы для обеспечения безопасности пищи; определение мутагенной активности тяжелых металлов; определение стероидов в рыбе; определение атмосферного метана; определение взрывчатых веществ; определение флавоноидов в соках; определение ветеринарных антибиотиков в почве; определение вкуса и запаха питьевой воды из Миссури; пиролизная ГХ-МС для характеристики почв; исследование взаимодействия пищи и упаковки; новые разработки допинг-контроля по слюне; определение фенольных соединений в меде; экспрессное разделение углеводородов С1-С8 за 2 мин микро-ГХ; определение полифенолов в шоколаде; хлорорганические соединения в грудном молоке; анализы биотоплив; определение лактозы, лактулозы и эпилактозы методом гидрофильной хроматографии; определение аромата чая методом МТФЭ-МС; определение стевиолгликозида в напитках; анализ состава оливкового масла ВЭЖХ-МС; определение соотношения стабильных изотопов С и Н в снеге.
Отдельные заседания были посвящены применению аналитических методов в искусстве (5) для установления подлинности картин по анализам красок и подложек, а также в археологии для определения сроков давности (5).
Остается перспективным, как и в прошлые годы, направление по миниатюризации аналитических приборов (более 20 докладов). Приведем далеко неполный перечень тем докладов на эту тему: портативный (hand-portable) градиентный жидкостный хроматограф; портативный ионный хроматограф для полевых анализов; масс-спектрометр для полевых анализов; реализация handheld МС; миниатюрные мультимодальные электрохимические датчики для определения серотонина, дофамина и салицилата; портативный лазерный прибор для определения метана в шахтах; элементный анализатор handheld; портативный колориметр handheld;
рамановский и ИКС-спектрометры handheld.
На выставке были продемонстрированы десятки новых аналитических приборов, в частности, экспонировались новые жидкостные хроматографы для ультра-ВЭЖХ с модернизацией насосов, автосамплеров и детекторов; простые и дешевые жидкостные хроматографы с программой для обучения. Демонстрировались новые аэрозольные и диодноматричные детекторы.
Из анализа докладов, представленных на Pittcon 2015, можно сделать следующие выводы: среди всех современных аналитических методов лидирует хроматография, особенно в комбинации с масс-спектрометрией. Это не случайно, так как эти методы позволяют разделять сложные смеси, идентифицировать отдельные компоненты смеси и их определять, то есть производить быстро как качественный, так и количественный анализ. Постоянно растет число докладов только по масс-спектрометрии (без хроматографии), хотя регулярно проводятся международные симпозиумы по масс-спектрометрии и многие предпочитают выступать с докладами на этих симпозиумах. Наблюдается постоянный интерес к сенсорам разного типа, особенно к электрохимическим. Большой интерес к микрофлюидным системам, хотя серийного производства их еще нет. По всем перечисленным направлениям докладов было больше, чем на Pittcon 2014. Аналитические методы больше всего применяются в фармацевтике, биохимии и медицине, в контроле пищевых продуктов и окружающей среды. Все это жизненно важные области для человека, обеспечивающие качество жизни.
В заключение отметим, что посещение ежегодных конференций Pittcon позволяет специалистам ознакомиться с современным состоянием аналитической химии, а также узнать основные тенденции ее развития. Каждый год появляются новые, прорывные решения во всех разделах аналитической химии.
Отзывы читателей
