Estudiar las mezclas formadas por máquinas moleculares dentro de las células, o las mezclas que se encuentran en una columna de agua subterránea exigen instrumentos potentes. Los científicos están utilizando uno de los espectrómetros de masas de resonancia ciclotrónica de iones de transformación de Fourier de 21 Tesla más potentes del mundo (21T FTICR MS) para obtener respuestas. El instrumento está en EMSL, el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU. Dos estudios muestran el potencial del instrumento. En un estudio, Los científicos de EMSL crearon más de 8, 000 asignaciones de fórmulas moleculares a partir de mezclas de materia orgánica disuelta. En otro, Los científicos identificaron y descubrieron rápidamente nuevos tipos de moléculas de unión a metales llamadas sideróforos, fabricado por células bacterianas.

El instrumento permitirá a los científicos de todo el mundo abordar cuestiones que antes eran difíciles de resolver sobre cómo interactúan las mezclas de sustancias químicas y otros componentes. transformar con el tiempo, y dar lugar a fenómenos de mayor escala y desafíos cotidianos. Estos desafíos incluyen el comportamiento de las células en un biorreactor, el movimiento de contaminantes en el subsuelo, y la formación y transformación de partículas de aerosoles que contribuyen a los contaminantes atmosféricos.

Como la técnica de espectrometría de masas de más alto rendimiento, el FTICR MS se ha vuelto cada vez más valioso en los últimos años para aplicaciones de investigación. El FTICR MS determina la relación masa-carga de los iones midiendo la frecuencia a la que los iones giran en un campo magnético, proporcionando una resolución ultra alta y precisión de medición de masa. El 21T FTICR MS, que es uno de los dos únicos en el mundo con esta alta intensidad de campo magnético, se puso en línea en EMSL en 2015. En un estudio reciente, un equipo de científicos de EMSL evaluó las mejoras de rendimiento producidas por esta alta intensidad de campo magnético. Descubrieron que este instrumento de próxima generación permite el análisis de rutina de grandes proteínas intactas, mide con precisión la estructura fina de los isótopos, y obtiene más información que nunca a partir de mezclas complejas de materia orgánica natural. La caracterización inicial del rendimiento del 21T FTICR MS demuestra un enorme potencial para aplicaciones futuras en mezclas y sistemas moleculares extremadamente complejos que se encuentran con frecuencia en entornos, biológico, atmosférico, e investigación energética. Es más, Este nivel sin precedentes de resolución de masas y precisión ayudará a promover el uso generalizado de la proteómica de arriba hacia abajo, un enfoque que permite la caracterización precisa de diferentes variantes de proteínas con diferente actividad biológica.

Como resultado, Este instrumento transformador permitirá a los usuarios de todo el mundo abordar cuestiones anteriormente intratables relacionadas con la atmósfera, terrestre, y procesos subsuperficiales; comunidades microbianas; desarrollo de biocombustibles; y remediación ambiental.