Combination of SIFT-MS with electrochemical methods for real-time quantification of volatiles released by damaged bacterial and cell cultures
Project goals
With the advent of Selected Ion Flow Tube Mass Spectrometry (SIFT-MS) real time analysis of volatile organic compounds (VOCs) is becoming an active research field. SIFT-MS quantification of volatile biomarkers is relevant to microbiology or diagnostics of lung infections from breath. However, due to the complex nature of biochemistry producing VOCs, it is currently not possible to assign a given volatile biomarker to a specific pathogenic organism or metabolic process occurring in vivo. Thus, comprehensive metabolomic investigations of VOCs represent a new challenge to analytical chemistry. Electrochemistry (EC) on the other hand, offers a possibility to construct well-defined metabolic models of chemical changes in oxidation and reduction processes. The proposed research involves coupling of EC control of oxidation processes with SIFT-MS quantification of generated VOCs with the aim of development of a method for the study of dynamic changes in metabolic production of volatile biomarkers in defined mammalian cell and bacterial in vitro models.
Keywords
Selected ion flow tube mass spectrometrySIFT-MSvolatile biomarkermetabolomicsredox reactionsin vitro models
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Post-graduate (doctorate) grants
Call for proposals
Postdoktorandské granty 15 (SGA0201400003)
Main participants
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
14-15771P
Alternative language
Project name in Czech
Kombinace SIFT-MS s elektrochemickými metodami pro studium těkavých metabolitů poškozených bakteriálních a buněčných kultur
Annotation in Czech
Analýza těkavých organických látek (VOCs) pomocí hmotnostní spektrometrie v proudové trubici s vybranými ionty (SIFT-MS) představuje rozvíjející se interdisciplinární oblast. Kvantifikace těkavých biomarkerů v reálném čase je důležitá pro studium bakteriálních a buněčných kultur anebo dechové testy plicních infekcí. Nicméně, vzhledem k velkému množství biochemických procesů vedoucích k produkci VOCs, je v současné době velice obtížné přiřadit daný těkavý biomarker ke konkrétnímu patogennímu organismu nebo metabolickému procesu v prodmínkach in vivo analýz. Komplexní metabolomické studie VOCs tudíž představují novou oblast výzkumu v analytické chemii. Elektrochemie (EC) umožňuje řizení oxidačních procesů v přesně definovaných in vitro modelech a tím kvantitativní sledování metabolických změn a poškození. Navrhovaný projekt zahrnuje spojení elektrochemicky řízené oxidace biomolekul s kvantifikací vznikajících těkavých metabolitů pomocí SIFT-MS. Projekt bude zaměřen na metabolomiku vzniku těkavých látek v in vitro modelech bakterií a savčich buněk v reálném čase.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Significant results were achieved for analysis of volatile compounds formed by oxidation of biomolecules in cell cultures. The team created a device for quantitative analysis of electrochemically generated metabolites using SIFT-MS. The results will make it possible to develop noninvasive diagnostic methods for serious diseases using exhaled breath analysis. The publication output is good.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2014
Realization period - end
Dec 31, 2016
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 17, 2016
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP17-GA0-GP-U/01:1
Data delivery date
Jun 30, 2017
Finance
Total approved costs
2,451 thou. CZK
Public financial support
2,451 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
2 451 CZK thou.
Public support
2 451 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
CB - Analytical chemistry, separation
Solution period
01. 01. 2014 - 31. 12. 2016