En esta foto de 1948, un científico del NIST opera un espectrómetro de masas temprano. Crédito:NIST
Cuando los científicos necesitan identificar un compuesto desconocido, hacen lo que podría hacer un detective de policía. Obtienen huellas digitales, en este caso, las "huellas digitales moleculares" del compuesto desconocido, y pasarlas por una base de datos de huellas digitales de sospechosos conocidos para buscar una coincidencia.
Una de las bases de datos de huellas dactilares moleculares más grandes y más utilizadas del mundo es la Biblioteca espectral de masas del NIST, y esa biblioteca se hizo aún más grande. El 6 de junio NIST agregó huellas digitales de más de 25, 000 compuestos a la biblioteca, elevando el número total a más de 265, 000.
Esta biblioteca contiene huellas digitales de compuestos orgánicos, una clase de moléculas que contienen carbono que existen en una variedad infinita, tanto naturales como artificiales.
"Esta biblioteca es utilizada por científicos e ingenieros en prácticamente todas las industrias, "dijo Stephen Stein, el químico del NIST que supervisa la Biblioteca espectral de masas. Él recitó solo algunos usos:diagnóstico de afecciones médicas, realizar investigaciones forenses, identificación de contaminantes ambientales y desarrollo de nuevos combustibles.
"Y todo lo que tenga que ver con la comida, " él dijo, ya que el sabor de un alimento está determinado por la compleja mezcla de moléculas orgánicas que contiene. "Las industrias de los aromas y las fragancias viven y mueren por estas cosas".
Para generar la huella molecular de un compuesto orgánico, Los científicos colocan una muestra del compuesto en un instrumento de laboratorio llamado espectrómetro de masas. En la práctica más común, ese instrumento calienta la muestra para vaporizarla, luego lo dispara con un haz de electrones de alta energía. Eso hace que las moléculas se rompan en fragmentos cargados eléctricamente, que el instrumento separa en función de su peso, o misa.
El espectro de masas del opioide sintético, fentanilo. El espectro de masas es como una huella molecular, y se utiliza para identificar compuestos desconocidos. Las líneas rojas representan los fragmentos cargados de la molécula creados durante el análisis. El eje vertical muestra la intensidad relativa, o cantidad, de cada fragmento, mientras que el eje horizontal muestra la relación masa-carga de cada fragmento. Crédito:NIST
Cuando alinea los fragmentos en orden de su relación masa-carga, obtienes los "espectros de masas" distintivos de la molécula, "que parece un código de barras y funciona como una huella digital.
El número de compuestos orgánicos en el mundo es astronómico, y cualquier base de datos solo puede esperar capturar una pequeña fracción de ellos. Por tanto, Stein y sus colegas deben centrarse en los compuestos que creen que son los más importantes.
Entre los compuestos importantes cuyas huellas dactilares se incluyen en esta actualización se encuentran muchas drogas peligrosas. Estos incluyen docenas de cannabinoides sintéticos, también conocidos como "marihuana sintética", que pueden causar episodios psicóticos, convulsiones y muerte. También se incluyen más de 30 tipos de fentanilo, el opioide sintético que está provocando una epidemia de sobredosis en todo el país.
Tener las huellas dactilares de estos compuestos en la Biblioteca Mass Spectral ayudará a las fuerzas del orden y a los funcionarios de salud pública a combatir la propagación de estas sustancias nuevas y peligrosas.
NIST ha lanzado la última versión de Mass Spectral Library, y el software necesario para ejecutarlo, a más de 60 distribuidores que agrupan los datos y el software en instrumentos de espectrometría de masas. Los propietarios de instrumentos existentes también pueden descargar la última versión de los distribuidores en línea.
La biblioteca espectral de masas del NIST es en realidad varias bibliotecas, cada uno cubriendo una variación del método analítico básico. La biblioteca que cubre una técnica llamada espectrometría de masas en tándem ha expandido en más del 65 por ciento el número de compuestos cubiertos. Para obtener más información sobre las diversas bibliotecas y herramientas de software, consulte el Centro de datos de espectrometría de masas del NIST.
NIST ha estado publicando su biblioteca espectral masiva desde 1989. Para garantizar que los datos de esa biblioteca sean precisos, Los científicos del NIST aplican un nivel muy alto de control de calidad. "Es una actividad muy especializada, y nadie más lo hace al nivel y escala que hacemos, "Dijo Stein.
