Determination of proteinogenic amino acids by high-performance separation techniques

Abstract

(CZ) Proteinogenní aminokyseliny patří mezi základní stavební jednotky živých organismů. Proto byl v poslední době výzkum v metabolomice zaměřen na vývoj rychlých a citlivých analytických metod pro stanovení aminokyselin. Tato práce obsahuje dvě studie popisující vývoj vysoce účinných separačních metod pro kvantifikaci aminokyselin. V první studii byla vyvinuta metoda kapilární elektroforézy pro stanovení aminokyselin v rostlinách tabáku. Nedílnou součástí této studie byla optimalizace extrakce aminokyselin z rostlinného materiálu. Extrakce byla optimalizována postupem "design of experiments" (DoE), pomocí kterého byly vyhodnoceny faktory ovlivňující výtěžek extrakce aminokyselin. Nejdůležitějšími faktory byly objem a koncentrace extrakčního činidla (kyselina chlorovodíková), jejichž optimální hodnoty byly určeny pomocí "response surface methodology" (RSM). Poté byly aminokyseliny separovány pomocí kapilární elektroforézy s bezkontaktní vodivostní detekcí a stanoveny za použití kalibrace s vnitřním standardem, což přispělo ke zlepšení přesnosti metody. Druhá studie byla zaměřena na vývoj metody pro stanovení aminokyselin v lidské plasmě pomocí superkritické fluidní chromatografie. Jedním z cílů této studie bylo zvýšit rozpustnost aminokyselin v mobilní fázi bohaté na CO2. Nejdříve byla zvýšena...

(EN) Proteinogenic amino acids are key components of living organisms. Thus, the latest metabolomics research has focused on developing fast and sensitive methods for the determination of amino acids. In this context, this thesis contains two studies describing development of high-performance separation techniques for the quantification of amino acids. In the first study, a capillary electrophoresis method was developed for the determination of free amino acids in tobacco plants, particularly focusing on optimizing the extraction of amino acids from solid plant materials. The extraction procedure was optimized using design of experiments (DoE) to obtain the highest possible extraction yield of amino acids. Factors such as volume and concentration of the extraction solvent (hydrochloric acid) were assessed as the most significant. Subsequently, the optimal values of these factors were determined using response surface methodology (RSM). Lastly, proteinogenic amino acids were quantified using capillary electrophoresis with contactless conductivity detection and calibration with internal standard, which improved the precision of the method. The second study aimed at developing a supercritical fluid chromatography method for the determination of free proteinogenic amino acids in human plasma. The most...