Věda a výzkum

Výzkumná skupina Bioanalytická chemie

prof. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc.

Vedoucí skupiny

Kontakt


Vzdělání

  • 2007 – profesor Biochemie, PřF MU
  • 2000 – docent Biochemie, PřF MU
    • Využití afinitních interakcí při purifikaci bílkovin
  • 1993 – CSc. Biochemie, PřF MU
    • Analytická biochemie chinoproteinů
  • 1982 – Mgr. a RNDr., PřF MU (UJEP)
    • Uplatnění optimalizačních postupů při vypracování metod stanovení chromu a manganu ve vodách


Vědecká činnost

  • Počet položek v rámci WOS 131
  • H-index 22
  • Počet citací bez autocitací – 1295

Akademické stáže

  • Indiana University Bloomington (USA) – prof. Miloš V. Novotný, dlouhodobá stáž 1991–1992
  • University Lund (Švédsko) – prof. Bo Mattiasson, 1998
  • KU Leuven (Belgie) – prof. Ann van Schepdael, 2003
  • University Bern (Švýcarsko) – prof. Wolfgang Thormann, 2013
  • University Debrecen (Maďarsko) – prof. András Guttman, 2020

Mimouniverzitní aktivity

  • Odborná skupina chromatografie a elektroforézy ČSCH
  • Rada Ústavu analytické chemie AV ČR v.v.i.
  • Vědecká rada př.f. UPOL.
  • Baderova cena za bioanorganickou a bioorganickou chemii
  • Hodnotitel Národního akreditačního úřadu
  • International Editorial Board Journal of Separation Science

Univerzitní aktivity

  • Garant doktorského programu Bioanalytická chemie
  • Garant navazujícího magisterského programu Bioanalytická laboratorní diagnostika ve zdravotnictví - Bioanalytik
  • Člen Akademického senátu MU a Člen disciplinární komise děkana

Oblast výzkumu

Bioanalytická chemie je dynamicky se rozvíjející oblast, která nabývá na významu. Dotýká se totiž nejen základního a aplikovaného výzkumu u mnoha praktických oborů jako jsou humánní a veterinární medicína, farmakologie, biotechnologie atd. Špičkový výzkum v těchto oblastech si přitom bez podpory bioanalytických technologií nelze vůbec představit.

Oblast bioanalytická chemie, které se věnujeme, zahrnuje znalosti o metodách používaných pro analýzu, separaci a stanovení biologicky významných molekul z hlediska základního a aplikovaného biochemického výzkumu pomocí kapilární elektroforézy (CE) a vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC) a, a o metodách, jež využívají jejích biologickou aktivitu. Součástí je metodika zpracování a vyhodnocení naměřených dat.

Hlavní cíle výzkumu

  • Vývoj nových přístupů založených na různých modifikací CE pro studium afinitních interakcí plazmatických bílkovin s léčivy a jejich srovnání s jinými dostupnými metodami – MST, CD spektroskopie, ITC rovnovážná dialýza, studium jejich kompeticí atd.
  • Vývoj CE metod pro screening inhibitorů enzymů odpovědných za různé onemocnění jako potenciálních léčiv, které jsou charakterizovány vysokou průchodností, plnou automatizací a nízkou spotřebou vzorku.
  • Využití CE a HPLC v metabolomice, především s ohledem na stanovení důležitých biomarkerů
  • Metoda odběru vzorků tělních tekutin technikou tzv. suchých krevních skvrn a jejich analýza pomocí CE a HPLC v kombinaci s různými detekčními technikami především pak MS
  • Využití ambientních ionizačních technikDART (Direct Analysis in Real Time) a DESI (Desorption Electrospray Ionization) pro klinickou a farmakologickou diagnostiku
  • Aplikace kapičkové mikrofluidiky v bioanalytickém výzkumu

Členové skupiny

  • Postdoci: Mgr. et Mgr. Lenka Michalcová, Ph.D., Mgr. Marta Pelcová, Ph.D.
  • Doktorandi:  Mgr. Hana Mlčochová, Mgr. Monika Langmajerová-Skrutková
  • Diplomanti:  Bc. Taťána Bržezická, Bc. Michal Sedlák, Bc. Radka Vaňušaníková
  • Bakalářští studenti: Miriam Štolcová, Monika Polačeková, Tereza Magdaléna Poloňová

  • Bývalí studenti: Mgr. Andrea Celá, Ph.D., Mgr. Jiří Konečný, Ph.D., Mgr. Aleš Mádr, Ph.D., Mgr. Petra Oliva, Ph.D., Ing. Mgr. Roman Řemínek, Ph.D., Mgr. Jan Schejbal, Ph.D., Mgr. Jindra Smutná, Ph.D., RNDr. Soňa Vytisková, Ph.D.


Členové výzkumné skupiny Bioanalytická chemie

Metodiky

  • Kapilární elektroforéza: 4× CE Agilent s UV-VIS, MS, LIF (Laser Induced Fluorescence Detection) a bezkontaktně vodivostní detekcí
  • Kapalinová chromatografie HPLC 1100 Agilent s UV-VIS, fluorescenční a MS detekcí
  • Kapalinová chromatografie UHPLC Ultimate Dionex s UV-VIS a MS detekcí
  • Hmotnostní spektrometr Q-TOF Bruker s ionizačními technikami DART a DESI a IT Agilent
  • Droplet Microfluidic System Olympus

Tuzemské a mezinárodní spolupráce

  • Oddělení bioanalytické instrumentace, Ústav analytické chemie AV ČR – Ing. František Foret
  • Pharmaceutical Analysis, KU Leuven, Belgie – prof. Ann van Schepdael
  • Vaccines for Infectious Diseases, University Bern, Švýcarsko – prof. Wolfgang Thromann
  • Institute of Medicinal and Pharmaceutical Chemistry, Technical Univerzity Braunschweig – prof. Hermann Wӓtzig a prof. Sami El Deeb
  • Translational Glycomics, University Debrecen. Maďarsko – prof. András Guttman

Výzkumné projekty

  • Bioanalytické technologie ve výzkumu a klinické diagnostice (CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_018/0002605) Řešitel na MU: doc. RNDr. Martin Vácha, Ph.D., Období řešení: 9/2017 — 9/2022, Hlavním cílem projektu je rozvoj vzdělanostní společnosti za účelem posílení konkurenceschopnosti ČR prostřednictvím modernizace systému terciárního vzdělávání. Konkrétně půjde o oblast Bioanalytických technologií, což je dynamicky se rozvíjející obor sahající od chemických po molekulárně biologické přístupy, a nabývající na významu.

  • Nové přístupy pro studium afinitních interakcí založené na kapilární elektroforéze (GA19-08358S) Řešitel na MU: prof. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc., Období řešení: 1/2019 — 12/2021, Hlavním cílem tohoto projektu je vývoj nových přístupů založených na kapilární elektroforéze pro studium afinitních interakcí plazmatických bílkovin s léčivy charakterizovanými vysokou průchodností, plnou automatizací a nízkou spotřebou vzorku.

  • Nové směry v bioanalytických přístupech pro personalizovanou farmakoterapii schizofrenie (MUNI/G/1464/2018) Řešitel na MU: Mgr. Marta Pelcová, Ph.D., Období řešení: 3/2019 — 12/2021, Předkládaný projekt podpoří zásadní a neodmyslitelnou spolupráci oboru bioanalytické chemie a klinické psychiatrie s farmakologickou interpretací dat. Projekt tak s využitím nejmodernějších metod analýzy a interpretací naměřených hodnot umožní klinickým psychiatrům lépe individualizovat léčbu pacientům s psychotickými poruchami.

Úspěšně ukončené projekty:

  • Moderní biotechnologické a behaviorální přístupy ve výzkumu zubního kazu a strategie jeho prevence (17-30439A) Řešitel na MU: doc. RNDr. Petra Bořilová Linhartová, Ph.D., MBA, Období řešení: 4/2017 — 12/2020, Počet publikací: 48. Cílem projektu je zlepšení našich znalostí o etiopatogenetických cestách podílejících se na vzniku/rozvoji zubního kazu a kazu raného dětství (ECC) na molekulární úrovni a jejich přenos do praxe, zejména diagnostiky a prevence tohoto onemocnění.

  • Výzkumná infrastruktura pro rozvoj doktorských výzkumně zaměřených studijních programů pro oblast bioanalytických technologií (CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_017/0002599) Řešitel na MU: doc. RNDr. Petr Skládal, CSc., Období řešení: 9/2017 — 12/2020, Hlavním cílem projektu je rozvoj vzdělanostní společnosti za účelem posílení konkurenceschopnosti ČR prostřednictvím modernizace systému terciárního vzdělávání. Předkládaný projekt by tak měl podpořit rozvoj excelentní vědy a výzkumu ve velmi inovativních směrech, a to i díky interdisciplinaritě dosažené cíleně zvoleným průnikem odborných zaměření pracovišť podílejících se na projektu - biochemie, fyziologie a imunologie, lékařské chemie a biochemie, a instrumentální analytické chemie.

  • Vysoce efektivní systém založený na kapilární elektroforéze pro screening inhibitorů beta-sekretázy jako terapeutického cíle pro Alzheimerovu chorobu (GA16-06106S) Řešitel na MU: prof. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc., Období řešení: 1/2016 — 12/2018, Počet publikací: 40. Hlavním cílem tohoto projektu je vývoj vysoce efektivního systému založeného na kapilární elektroforéze pro screening inhibitorů beta-sekretázy jako potenciálního terapeutického cíle pro léčbu Alzheimerovy choroby.

  • Centrum pokročilých bioanalytických technologií (GAP206/12/G014) Řešitel na MU: prof. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc., Období řešení: 1/2012 — 12/2018, Počet publikací: 110. Hlavním cílem je založení výzkumného Centra zaměřeného na nové principy, instrumentaci a technologie pro bioanalýzy využitelné v biologických vědách.  Výzkum bude zaměřen na: mikroseparace s využitím mikrofluidiky a nanotechnologií s hmotnostní spektrometrií a laserovou detekcí - molekulární rozpoznávání - pokročilou zpětnovazební kontrolu (používanou v robotice a letectví, ale nepříliš v bioanalýze) - paralelní bezkontaktní manipulace tvarováním silových, nebo potenciálových polí.

  • Capillary electrophoresis as a member of the metabolomic analytical toolbox (GAP206/11/0009) Řešitel na MU: prof. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc., Období řešení: 1/2011 — 12/2015, Počet publikací: 46. The generic methods for metabolomic studies based on application of different CE modes - capillary zone electrophoresis (CZE), micellar electrokinetic capillary chromatography (MEKC), microemulsion electrokinetic capillary chromatography (MEEKC), nonaqueous capillary electrophoresis (NACE) for corresponding metabolite classes will be developed.

Vybrané publikace

  • Michalcová L, Nevídalová H., Glatz, Z. Toward an automated workflow for the study of plasma protein-drug interactions based on capillary electrophoresis-frontal analysis combined with in-capillary mixing of interacting partners. Journal of Chromatography A. Elsevier. 2021. doi:10.1016/j.chroma.2020.461734

  • Motiei M., Vaculikova K., Celá A., Tvrdonova K., Khalili R., Rumpik D., Rumpikova T., Glatz Z., Saha T. Non-Invasive Human Embryo Metabolic Assessment as a Developmental CriterionJournal of Clinical Medicine. MDPI. 2020. doi:10.3390/jcm9124094

  • Schejbal J., Glatz Z. Immobilized-enzyme reactors integrated with capillary electrophoresis for pharmaceutical research. Journal of Separation Science. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. 2018. doi:10.1002/jssc.201700905

  • Asmari M., Michalcová L., Alhazmi AH., Glatz Z., El Deeb S. Investigation of deferiprone binding to different essential metal ions using microscale thermophoresis and electrospray ionization mass spectrometry. Microchemical Journal. Elsevier. 2018. doi:10.1016/j.microc.2017.10.004

  • Schejbal J., Řemínek R., Zeman L., Mádr A., Glatz Z. On-line Coupling of Immobilized Cytochrome P450 Microreactor and Capillary Electrophoresis: A Promising Tool for Drug Development. Journal of Chromatography. Elsevier. 2016. doi:10.1016/j.chroma.2016.01.081