El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ha actualizado su base de datos de huellas dactilares químicas, llamados espectros de masas, que se utilizan para identificar compuestos químicos desconocidos. La biblioteca espectral de masas del NIST y su nueva versión, llamado NIST20, se utiliza en el cuidado de la salud, descubrimiento de medicamento, alimentos y fragancias, petróleo y gas natural, protección del medio ambiente, ciencia forense y casi todas las demás industrias que fabrican o miden material físico.

"Si tiene una sustancia misteriosa, no tiene idea de qué es, genera sus huellas digitales y luego las ejecuta en nuestra biblioteca, ", dijo el bioestadístico del NIST Tytus Mak." Si encuentra una coincidencia, sabes cuál es la sustancia ".

Esas huellas químicas se generan utilizando un instrumento de laboratorio llamado espectrómetro de masas que rompe las moléculas en pedazos y luego las alinea en un gráfico de acuerdo con su masa. El espectro de masas resultante aparece como una serie de líneas verticales que forman un patrón único para cada compuesto.

La biblioteca espectral de masas del NIST viene preinstalada en muchos instrumentos, y los usuarios pueden adquirir la actualización del fabricante de su instrumento o de otros distribuidores. Las colecciones de espectros de masas utilizadas en áreas especializadas de investigación se pueden descargar de forma gratuita desde el sitio web del NIST.

La espectrometría de masas es particularmente útil para identificar compuestos orgánicos, los componentes básicos de la vida. Parte del papel de Mak en este proyecto fue decidir, de los innumerables compuestos orgánicos que existen, cuáles incluir en la biblioteca.

Para hacer esto, recorrió los catálogos de fabricantes de productos químicos y listas de compuestos importantes publicados por empresas privadas, agencias gubernamentales e investigadores científicos. Luego, dio prioridad a los compuestos en función de su importancia relativa y el costo de comprar muestras para el análisis.

Esta actualización incluye más de 14, 000 metabolitos humanos y vegetales. Esas son las sustancias que se forman cuando los seres vivos descomponen los alimentos, drogas o su propio tejido, como cuando quema grasa haciendo ejercicio. Las pruebas médicas a menudo implican la identificación de metabolitos en sangre u orina. Los metabolitos de las plantas constituyen un universo aún mayor de compuestos químicos. Están en todo lo que comemos y son importantes en el sector agrícola.

La actualización también incluyó pesticidas y contaminantes ambientales, productos químicos utilizados en la fabricación, como lubricantes y tensioactivos, drogas farmacéuticas y drogas ilícitas como nuevas variedades de fentanilo, la droga que está provocando una epidemia de sobredosis en todo el país.

Después de que NIST compró muestras de los compuestos, los químicos los pasaron por espectrómetros de masas cuidadosamente calibrados. Hicieron esto en diferentes instrumentos bajo diferentes condiciones, produciendo múltiples espectros de masas para cada compuesto. De acuerdo con los altos estándares del NIST como laboratorio de medición de la nación, Luego, un equipo de expertos analizó los datos para garantizar una alta exactitud y precisión.

"Adquirimos y seleccionamos cuidadosamente los datos para que los usuarios puedan tener una gran confianza en sus identificaciones, "dijo la bióloga computacional del NIST Sara Yang, que trabajaba en control de calidad.

La biblioteca espectral de masas del NIST, que se encuentra entre las bibliotecas más grandes disponibles comercialmente y se usa ampliamente, tiene dos componentes principales. La biblioteca de ionización de electrones (EI) se utiliza para identificar compuestos volátiles como los que se pueden oler en el aire.

Aproximadamente 40, 000 nuevos compuestos se han agregado a esta biblioteca, para un total de más de 300, 000. La Biblioteca Tandem se utiliza para identificar compuestos más pesados ​​en líquidos como el agua subterránea o la sangre. Esta biblioteca casi ha duplicado su tamaño a más de 30, 000 compuestos e incluye 1,3 millones de espectros.

Los compuestos orgánicos son como Tinkertoys hechos principalmente de carbono, hidrógeno, átomos de oxígeno y nitrógeno. Se pueden juntar de innumerables formas. La diversidad de la vida en la Tierra existe debido a las vastas posibilidades de la química orgánica. De todos los compuestos orgánicos conocidos y desconocidos, la biblioteca del NIST apenas ha arañado la superficie.

Y la cantidad de compuestos importantes seguirá creciendo. Siempre habrá nuevas especies de microbios por descubrir que podrían causar una nueva enfermedad o producir un medicamento que salve vidas. Y los científicos seguirán sintetizando nuevos compuestos, desde armas químicas hasta curas para el cáncer.

Continuará el trabajo de actualización de la biblioteca espectral de masas del NIST con nuevos compuestos. Pero por ahora, los químicos pueden identificar fácilmente decenas de miles más de ellos.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de NIST. Lea la historia original aquí.