Prof. zw. dr hab. dr hc. Bogusław Buszewski, czł. rzecz. PAN jest specjalistą z zakresu chemii analitycznej i chemii środowiska. Studia wyższe ukończył na Wydziale Matematyki-Fizyki-Chemii Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej (UMCS) w Lublinie. W 1986 r. otrzymał stopień doktora na Wydziale Technologii Chemicznej Słowackiego Uniwersytetu Technicznego w Bratysławie. W 1992 r. uzyskał stopień doktora habilitowanego, a w 1994 i 1999 r. otrzymał tytuł naukowy profesora chemii i prof. zwyczajnego. Był stypendystą Fundacji Alexandra Humboldta w Instytucie Chemii Organicznej na Uniwersytecie w Tybindze oraz Fundacji Cradforda na Uniwersytecie w Lund w Szwecji, jak również wielu innych stypendiów w uznanych ośrodkach naukowych. Zainteresowania naukowe prof. Buszewskiego związane są z chemią analityczną, medyczną i środowiska jak też fizykochemią zjawisk powierzchniowych oraz z zastosowaniem chromatografii i technik pokrewnych (HPLC, SPE, GC, CZE, P&T/GC, GC/MS, LC/MS). Zajmuje się również metodami przygotowania próbek, spektroskopią i chemometrią. Jest autorem i współautorem ponad 773 publikacji 56 patentów i licznych wykładów na zaproszenie. Należy do grona najczęściej cytowanych polskich chemików (ponad 20000 cytowań, h = 62). Promotor 45 doktoratów i opiekun 16 zakończonych habilitacji. Za liczne zasługi Profesor był wielokrotnie wyróżniany w kraju i za granicą, m.in. Złotym Krzyżem Zasługi, Krzyżem Kawalerskim Orderu Odrodzenia Polski Polonia Restituta, Medalem Komisji Edukacji Narodowej, Medalem prof. W. Kemuli, Złotym Medalem Słowackiego Towarzystwa Chemicznego i Mołdawskiej Akademii Nauk oraz nagrodami, m.in. Prezesa Rady Ministrów, Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Ministra Zdrowia, Fundacji Humboldta, EuCheMS Award, Naczelnej Organizacji Technicznej, PTChem oraz subwencji profesorskiej Mistrz Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej czy Nagroda PAN im. M. Skłodowskiej Curie. W 2011 r prof. Buszewski uhonorowany został godnością profesora honorowego Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, w 2013 r. otrzymał tytuł doktora honoris causa Uniwersytetu Św. Cyryla i Metodego w Trnawie (Słowacja), a w 2017r. tytuł doktora honoris causa Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie. W 2018 roku uzyskał tytuł doctora honoris causa Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Przez dwie kadencje sprawował funkcję prezesa Societas Humboldtiana Polonorum, prezesa Polskiego Towarzystwa Chemicznego i prezydenta European Society for Separation Science. Jest członkiem Centralnej Komisji ds. Stopni i Tytułów (druga kadencja) i przewodniczącym Komitetu Chemii Analitycznej PAN. Jest również członkiem rzeczywistym PAN
Zastosowanie ilościowej relacji chromatograficzna retencja-struktura chemiczna (QSRR) w badaniu aktywności biologicznej analitów
Bogusław Buszewski
Kujawsko-Pomorskie Centrum Naukowo-Technologiczne im. prof. J. Czochralskiego, sp. z.o.o., ul. Krasińskiego 4, Pl-87 100 Toruń
Związki bioaktywne reprezentują zróżnicowaną grupę potencjalnych kandydatów na leki. Wynika to z różnorodności strukturalnej, niższej cytotoksyczności w porównaniu z syntetycznymi analogami. Często też te indywidua wykazują zdolność do przezwyciężania lekooporności na różnego rodzaju czynniki. Pomimo rosnącego zainteresowania badaczy związkami bioaktywnymi i dużej liczby publikacji w tym obszarze, dane dotyczące bioaktywności powinny być stale aktualizowane. Tym bardziej, że właśnie dokładne informacje o bioaktywności i relacji w stosunku do ich budowy odgrywają istotną rolę przy projektowaniu specyfików terapeutycznych. Dlatego ważne jest opracowanie metod i procedur analitycznych, które pozwolą odpowiedzieć na pytanie: „co to jest ta bioaktywność?” [1,2].
Teoretyczne podejście do określania bioaktywności obejmuje zależności struktura-aktywność (SAR), ilościowe zależności struktura-aktywność (QSAR), ilościowe zależności struktura-retencja (QSRR). Wymienione metody opierają się na założeniu, że związki o podobnej budowie wykazują podobną aktywność i pozwalają na zbadanie, czy istniej relacja między budową badanego związku a jego potencjalną aktywnością. Metoda QSAR pozwala ocenić te zależności ilościowo w porównaniu do innych zależności, natomiast QSRR wiążąca retencją chromatograficzną, najlepiej służy do opisu i interpretacji mechanizmów zachodzących podczas procesu separacyjnego. Może też z powodzeniem posłużyć do przewidywania czasów retencji. Stosując różne fizyko-chemiczne deskryptory chrakteryzujące badane indywidua, takie jak lipofilowość, czy kwasowość lub/i zasadowość można określić zachowania retencyjne podczas elucji chromatograficznej w hydro-organicznym modusie RP HPLC lub/i HILIC (QSRR). Ponadto możliwe jest też badanie zależności pomiędzy analitami i matrycami w odniesieniu do właściwości leków, takich jak wiązanie białek krwi i przepuszczalność błon komórkowych, można określić poprzez badanie oddziaływań. W takich badaniach unieruchomiona sztuczna membrana (IAM) lub kolumna cholesterolowa czy fosfolipidowa naśladują błony komórkowe (bariera biologiczna), stosowane jako fazy stacjonarne.
Zagadnienia te będą przedmiotem rozważań i odnosić się będą do opisu wspomnianych faz czy wypełnień nowej generacji zawierających różne grupy funkcyjne (aminokwasy, peptydy i białka). Materiały te zastosowano do poszukiwania korelacji pomiędzy selektywnością chromatograficzną, specyficznością i podobieństwem (relacja „3S”). Wykorzystując metodologię QSRR, interpretowano chromatograficzną retencję badanych analitów zgodnie z założeniem „3S” Badania miały także na celu przewidywanie zachowania analitów, w celu rozszerzenia zbiór danych przy wyznaczaniu aktywności biologicznej, określając przepuszczalność błony, wiązania z białkami surowicy, rozkładu objętości leku z zastosowaniem nowej generacji kolumn [3,4].
References
[1] R. Kaliszan, QSRR: Quantitative Structure-(Chromatographic) Retention Relationships, Chem. Rev. 107 (2007) 3212–3246. doi:10.1021/cr068412z. [2] G.N. Sagandykova, P.P. Pomastowski, R. Kaliszan, B. Buszewski, Modern analytical methods for consideration of natural biological activity, TrAC – Trends in Anal. Chem. (2018). doi:10.1016/j.trac.2018.10.012. [3] P. Žuvela, M. Skoczylas, J. Jay Liu, T. Ba̧czek, R. Kaliszan, M.W. Wong, B. Buszewski, Column Characterization and Selection Systems in Reversed-Phase High-Performance Liquid Chromatography, Chem. Rev. (2019). doi:10.1021/acs.chemrev.8b00246. [4] B. Buszewski and G.N. Sagandykova, Perspectives and recent advances in QSRR for high performance liquid chromatography. How far we are?, TrAC – Trends in Anal. Chem. (2021) TRAC-D-20-00330R1
Prof. dr hab. Ewa Bulska
Prof. dr hab. Ewa Bulska, Pracownik Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego (UW). Od 2005 r. kierownik Centrum Metrologii Chemicznej UW, a od 2013 roku dyrektor Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych UW. Członek Komitetu Chemii Analitycznej PAN oraz przewodnicząca Zespołu Spektrometrii Atomowej KChA PAN, członek Polskiego Towarzystwa Chemicznego, członek zarządu Klubu Polskich Laboratoriów Badawczych POLLAB, członek zarządu międzynarodowej organizacji Eurolab. Od 2017 roku przewodnicząca Rady Metrologii przy Prezesie Głównego Urzędu Miar. Jest przewodniczącą Rady Programowej wydawnictwa MALAMUT. Prof. E. Bulska posiada w swoim dorobku ponad 200 publikacji naukowych. Jest również autorką podręcznika „Metrologia Chemiczna”, wydanego przez wydawnictwo MALAMUT oraz powstałej na tej podstawie monografii „Metrology in Chemistry” (Springer, 2018 r.). Jest laureatka wielu nagród, w tym nagrody im. Bunsena-Kirchoffa przyznanej przez Niemieckie Towarzystwo Chemiczne w zakresie spektroskopii atomowej (2004 r.); nagrody Uniwersytetu Warszawskiego im W. Świętosławskiego za wybitne osiągnięcia naukowe w zakresie zastosowań chemii analitycznej (2006 r.); medalu im. Wiktora Kemuli przyznanego przez Polskie Towarzystwo Chemiczne, za wybitne osiągnięcia z zakresu chemii analitycznej (2012 r.).; tytuł IUPAC’2015 Distinguished Women in Chemistry, przyznanej przez organizację IUPAC (2015 r.); nagrody im. Jerzego Fijałkowskiego przyznanej przez Komitet Chemii Analitycznej PAN, za wybitne osiągnięcia w zakresie analitycznej spektrometrii atomowej i spektrometrii mas (2016 r.). Została wyróżniona odznaczeniami państwowymi, Złoty Krzyż Zasługi (2015 r.) oraz Krzyż Kawalerski Odrodzenia Polski (2019 r.)
Wydział Chemii, Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych, Uniwersytet Warszawski, Żwirki i Wigury 101, 02-093 Warszawa, Polska
Od wielu lat spotykamy się w gronie specjalistów zajmujących się piękną dziedziną – chemometrią oraz specjalistów zajmujących się pomiarami zgodnie z zasadami metrologicznymi. Nie raz w kuluarach dyskutowaliśmy o tym, czy są to dziedziny spójne, uzupełniające się, czy też w kontekście naukowym, całkiem oddzielne.
Z pewnością zakres działań merytorycznych chemometrii i metrologii jest odrębny. Tak jak metrologia odnosi się do zasad prowadzenia pomiarów, to w chemometrii wykorzystuje się metody statystyczne i algorytmy matematyczne do analizy uzyskanych danych pomiarowych. Już z tego opisu wynika logiczne połączenie tych dwóch dziedzin. Uproszczając, w wyniku pomiarów uzyskujemy dane liczbowe, dane chemiczne, które następnie mogą być analizowane za pomocą algorytmów chemometrycznych. Bez wiarygodnych danych pomiarowych trudno jest oczekiwać właściwego wnioskowania na podstawie analizy chemometrycznej.
Celem wystąpienia jest dyskusja na temat współdziałania specjalistów zajmujących się chemometrią oraz tych zajmujących się metrologią, ze szczególnym uwzględnieniem metrologii chemicznej.
[1] Chemometria praktyczna, Jan Mazerski, wyd. Malamut (2009) [2] Chemometria w analityce, redakcja D. Zuba i A. Parczewski, wyd. Instytut Ekspertyz Sądowych (2008) [3] Metrologia chemiczna, Ewa Bulska, wyd. Malamut (2012) [4] Ocena i kontrola jakości wyników pomiarów analitycznych, red. P. Konieczka i J. Namieśnik, PWN/WNT (2023)
Dr Monica Casale
Dr Monica Casale (Dipartimento di Farmacia Università di Genova, Italy) got her MSc degree in Pharmaceutical Chemistry and Technology, cum laude, in 2003 and her PhD in Medical, Food and Cosmetic Sciences in 2007, at the University of Genova. She is currently Associate Professor in the Research Group in Analytical Chemistry and Chemometrics at the University of Genova, Department of Pharmacy. Research Interests: scientific activity in theoretical and applicative chemometrics and development of advanced and non-destructive analytical methods for food traceability and clinical-diagnostic problems. Collaborations, demonstrated by scientific publications, with numerous research groups from national or international Universities or Research Institutes. She spent three periods of Training Abroad, in Spain and Germany. She is Scientific Referent and participant of several research projects and supervisor of PhD students. Awarded as the BuchiNirAward during the ‘14th International Conference on NIR’ held in Bangkok in 2009. She is currently President of the Italian Society of NIR Spectroscopy -SISNIR (since October 2016) and Associate Editor for ‘JNIRS- Journal of Near Infrared Spectroscopy’
Chemometric methods to interpret spectroscopic data: basic principles and selected applications
Monica Casale
Department of Pharmacy, University of Genova, Viale Cembrano 4, 16148, Genova, Italy
The spectroscopic techniques have, in recent decades, become one of the most used and promising detection methods in different fields due to their advantages which include rapidity, versatility, cheapness, possibility to be assembled in the production line, ability to record spectra without sample preparation and so on. At the same time, in the last years, chemometrics has become the leading and preferred methodology for the experimental data analysis, especially in analytical chemistry and increasingly high-performance data processing methods have been developed to extract useful information from complex spectral data. This presentation aims to show with practical examples which possible chemometric approaches can be used to process spectroscopic data in order to solve real problems in different field, such as food, pharmaceutical, clinical or environmental. In order to reach this goal, some applications of spectroscopic techniques combined with chemometric strategies will be presented focusing on their advantages, limitations, and future perspectives. Initially we will focus on exploratory methods: PCA applied on NIR spectra or on hyperspectral images after unfolding or even n-way methods such as PARAFAC for the visualization of fluorescence emission excitation matrices (EEMs). Next, passing through PCA-based process monitoring applications, we will move to the construction of class models and multivariate regression models for the prediction of qualitative and quantitative parameters. In conclusion an overview on multi-block strategies for combining information coming from different spectral ranges (e.g MIR-NIR- UV-VIS) will be shown.
Prof Marc Elskens
Prof. Marc Elskens (Analytical, Environmental and Geo-Chemistry (AMGC), Chemistry Department (DSCH), Faculty of Science and Bioengineering Sciences (WE-BIR), Vrije Universiteit Brussel (VUB) is an environmental chemist with expertise in the domain of transformations, transport and fate of chemicals in water; water resources and quality; chemical risk assessment and stable isotope modelling. His research approach is based on the development and application of chemometric methods to environmental analysis and data mining. The past few years he became involved in the development of Effects-Based Methodology for the assessment of xenoestrogen- and dioxin-like persistent organic pollutants in several matrices including food contact materials, human fluids and environmental samples. The list of publications in these research fields are listed at https://researchportal.vub.be/en/persons/marc-elskens/publications/
Use and misuse of R² and associated goodness of fit parameters
Marc Elskens
Department of Analytical, Environmental and Geo-Chemistry Vrije Universiteit Brussel, Belgium
In predictive modelling, R2 is considered as a reliable statistical tool, widely used to test the goodness of fit of explanatory variables in generalised linear regression model (GLM) and to compare the performance of these different models. Indeed, R2 is generally interpreted as summarising the percentage of variation in the response variable explained by the regression model. However, from the point of view of Cosma Shalizi of Carnegie Mellon University:
R2 does not measure goodness of fit.
R2 does not measure prediction error.
R2 does not allow comparison of models using transformed responses.
R2 does not measure the ability of one variable to explain another.
This presentation reviews some of the important work that has been done, particularly on the strengths and weaknesses of R2, and cautions users of this statistic widely used in predictive methodology. It also mentions alternative and complementary statistics in the context of implementing GLM through multiple linear regression (MLR), principal component regression (PCR) and partial least squares (PLS) regression.
Professional address: Analytical, Environmental and Geo-Chemistry (AMGC), Chemistry Department (DSCH), Faculty of Science and Bioengineering Sciences (WE-BIR), Vrije Universiteit Brussel (VUB)
D.in Sciences, Free University of Brussels (VUB), Belgium, 1999
Engineer in Agronomy, Free University of Brussels (ULB), Belgium, 1984.
Current position
Since 2023: Full Professor, Faculty of Science and Bioengineering Sciences, VUB
2008 – present: Guest Professor, Department of Earth and Environmental Sciences, Division of Soil and Water Management, KU Leuven
Position Held
2018 – 2023: Associate Professor, Faculty of Science and Bioengineering Sciences, VUB
2015 – 2019: Chairman of the Chemistry Department, Faculty of Science and Bioengineering Sciences, VUB
2008-2018: Research Professor (ZAP-BOF), Faculty of Science and Bioengineering Sciences, Chemistry Department, VUB
2000-2015: Guest Professor, Département des Sciences et Gestion de l’Environnement, Ulg.
2002-2007: Senior Scientist at the Laboratory of Analytical and Environmental Chemistry, VUB.
2000-2002: Program leader at the Section of Food, department of Pharmaco-Bromatology, Scientific Institute of Public Health (WIV-ISP).
1989-2000: Research Scientist at the Laboratory of Analytical and Environmental Chemistry, VUB.
1984-1989: Assistant at the Laboratory of Microbiology, ULB, IRSIA Fellow
Scientific Folder
Mid- term priority research niche (2022-2026)
The AMGC’s expertise focuses on the development of analytical methods applied to Environmental Chemistry and Earth Sciences. This expertise is based on the management and operation of an exceptional instrumental platform including state-of-the-art ICP-MS, IRMS, XRF devices and Bioanalytical lab, which gives AMGC a leading position in Europe. For this reason, the extension of existing know-how will remain the priority in the coming years. In this niche, the research conducted by Marc Elskens concerns the “assessment of risks induced by the anthropogenic release of chemicals into the environment and the underlying threat for public health” in compliance with European legislations such as (i) REACH – Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals, (ii) WFD – The EU Water Framework Directive – Integrated River Basin Management for Europe and (iii) FCM – Food Contact Materials – Plastic materials and articles intended for contact with food. Human exposure to chemicals via air, water, soil and food contact materials is investigated and assessed using stable isotopic techniques (C, N, O), trace element analyses (Al, Ag, As, Au, Cd, Cr, Cu, Pb, Zn, …), bio-analytical screening techniques for xenoestrogens & persistent organic micro-pollutants (PCDD/Fs, PCBs) as well as chemometric methods, including supervised and unsupervised machine learning techniques.
Publications
Currently Marc Elskens (ORCID 0000-0002-2973-1662) is the author of ~157 publications in peer reviewed and top quartiles (Q1 & Q2) journals with subject areas in Earth and Planetary Sciences; Environmental and Analytical Science; Agricultural and Biological Sciences; h-index = 42 (Google Scholar); 35 (Scopus); 32 (Web of Sciences – WoS).
List of Services
Member of HBM4EU for the prioritization of chemicals (EEA and ANSES) and Partnership for the Assessment of Risk in Chemicals (PARC).
Member, Belgian committee of UNESCO-International Hydrological Programme.
Member of the consortium Measurement Science in Chemistry, Euromaster MSC
2014 – 2018: Member of the AdviesCommissie directive Voeding, Geneesmiddelen en Consumentenveligheid (ISP-WIV)
2016 – 2019: Member of the Beoordelingscomité van Contractueel Onderzoek, FOD Volksgezondheid – SPF Santé publique
Prof. dr hab. Beata Walczak
Prof. dr hab. Beata Walczak (Instytut Chemii, Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych, Uniwersytet Śląski w Katowicach) ukończyła studia chemiczne w 1979 r. na byłym Wydziale Matematyki, Fizyki i Chemii (obecnie Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych) Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach. Od czasu ukończenia studiów jest zatrudniona w Instytucie Chemii Uniwersytetu Śląskiego. Studia po-doktorskie odbyła na Uniwersytecie Orleańskim (Francja) oraz na Uniwersytecie Technicznym w Grazu (Austria). Ponadto jako profesor wizytujący współpracowała z Vrije Universitiet Brussel w Belgii, z Uniwersytetem ‘La Sapienza’ w Rzymie (Włochy), z Uniwersytetem AgroParisTech w Paryżu (Francja), z Uniwersytetem Modeny i Reggio Emilia w Modenie (Włochy) i z Uniwersytetem Radboud w Nijmegen (Niderlandy). Od samego początku lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku prof. Beata Walczak związała się naukowo z chemometrią, a jej główne zainteresowania badawcze związane są ze wszelkimi aspektami eksploracji i modelowania danych, wzmacnianiem sygnałów instrumentalnych, ich nakładaniem, kompresją, liniowymi i nieliniowymi metodami projekcji, opracowywaniem nowych metod modelowania czy też wyborem zmiennych istotnych. Jest autorką i współautorką ok. 180 publikacji naukowych i ok. 400 prezentacji konferencyjnych, wygłaszając na licznych, międzynarodowych konferencjach z zakresu chemii referaty na zaproszenie. Jest redaktorem i współautorką książki Wavelets in Chemistry (tom 22 serii wydawniczej 'Data Handling in Science and Technology’, Elsevier, Amsterdam, 2000). Ponadto współredagowała czterotomowe wydanie Comprehensive Chemometrics, Elsevier, Amsterdam, 2009 i 2020 (drugie wydanie). Obecnie jest redaktorem czasopisma Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, a także serii książkowej ‘Data Handling in Chemistry and Technology’ (Elsevier). Ponadto jest członkiem komitetów redakcyjnych czasopism Talanta, Analytical Letters, J. Chemometrics i Acta Chromatographica.
TOPOLOGICZNA ANALIZA DANYCH CHEMICZNYCH: WPROWADZENIE
Beata Walczak
Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski, Katowice, Polska
Topologiczna Analiza Danych (Topological Data Analysis, TDA) to stosunkowo nowa dziedzina, której głównym celem jest badanie kształtu danych, co może ujawnić istotne informacje na temat rozważanego systemu lub zjawiska (np. [1]). Topologia zajmuje się właściwościami geometrycznymi przestrzeni, które są zachowywane podczas ciągłych deformacji, takich jak zginanie i rozciąganie (ale nie rozdzieranie ani sklejanie). Głównie zajmuje się liczeniem podstawowych cech topologicznych, takich jak składniki i dziury. TDA znalazła już bardzo atrakcyjne zastosowania. Może być przydatna w eksploracji danych, grupowaniu licznych próbek i porównywaniu różnych platform. Głównym celem tej prezentacji jest wprowadzenie i opisanie podstawowych terminów i koncepcji TDA w społeczności chemicznej. Takie terminy jak np. przestrzeń topologiczna, jej przybliżenie i właściwości, trwałość cech topologicznych, soczewki i grafy, zostaną wprowadzone, a główne kroki TDA zostaną zaprezentowane na zestawach danych symulowanych i eksperymentalnych.
[1] G. Carlsson, Topology and data, Bulletin of The American Mathematical Society 46, 255 (2009)