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Desde que en 1918 se construyera el primer instrumento capaz de actuar como espectrómetro de masas este tipo de tecnología ha avanzado hasta lograr resultados cada vez más precisos. Hoy los sistemas de tiempo de vuelo, un tipo de sistemas de espectrometría de masas, permiten la caracterización de extractos naturales, screening de compuestos desconocidos/inesperados, confirmación de presencia de compuestos contaminantes basada en masa exacta, purificación, identificación de transformaciones metabólicas, o la anticipación de posibles efectos adversos de moléculas activas.
En 1899, el científico inglés J.J. Thomson, que estaba interesado en medir la relación masa-carga del electrón, describió el primer instrumento similar a un espectrómetro de masas. La espectrometría de masas es una técnica experimental que permite la medición de iones derivados de moléculas y esta técnica así como los aparatos desarrollados para realizar estas medidas han ido mejorando desde 1918 y 1919, cuando A. J. Dempster y F. W. Aston construyeron los primeros instrumentos capaces de actuar como un espectrómetro de masas.
La tecnología avanza hoy día a pasos agigantados y actualmente se cuenta con espectrómetros de masas cada vez más precisos que permiten obtener resultados más fiables. Juan Luis Aybar, especialista de Espectrometría de Masas, ha hablado sobre este tema en el Salón de Actos de la Estación Experimental del Zaidín en la que ha realizado una introducción al trabajo con sistemas de vuelo, un tipo de sistemas de espectrometría de masas, y cuales son las aplicaciones al estudio comparativo y de elucidación estructural de productos de origen natural.
Los sistemas de tiempo de vuelo son sistemas de espectrometría de masas que básicamente y como característica principal, proporcionan unos elevadísimos niveles de exactitud de masa y resolución espectral. Su modo de operación se basa en el movimiento que se promueve en una distribución de iones a lo largo de un espacio de longitud conocida, tratando de obtener una relación entre la masa exacta de los iones, el tiempo que tardan en recorrer el espacio antes mencionado y la energía que se aporta inicialmente para conseguir su movimiento
Las aplicaciones a las que se pueden destinar este tipo de sistemas de espectrometría de masas son muchas. En principio la masa exacta aporta grandes capacidades para el screening de compuestos desconocidos/conocidos con capacidades muy superiores a las que pueden proporcionar otros sistemas MS.
La principal ventaja reside en que permiten utilizar los elevados niveles de masa exacta que proporcionan para hacer un trabajo de identificación de compuestos desconocidos, de manera que resultan el sistema ideal para aplicaciones tales como la caracterización de extractos naturales o la comparación de niveles de expresión metabólica en muestras biológicas sometidas a diferentes tratamientos o entornos.
Otras ventajas de interés, de este tipo de sistemas, residen en su modo habitual de funcionamiento (en modo scan) que almacena en el disco duro del ordenador toda la información obtenida y permite el análisis retrospectivo de muestras incluso años después de llevada a cabo la adquisición.
En general, suele necesitarse el uso de software estadísticos de comparación multivariante que acepten datos de masa exacta proveniente de los software de medida. En líneas muy generales, se tratan de comparar los niveles de expresión de entidades moleculares entre poblaciones/muestras “patrón” y poblaciones/muestras “problema”.
Finalmente se trata de extraer conclusiones relacionadas con la presencia/ausencia de determinados metabolitos, tratan de determinarse las biotransformaciones que han podido ocurrir y se estudian las variaciones en los niveles de concentración de posibles especies de interés.
Descubrimiento de sustancias desconocidas
Los software de identificación con los que trabajan este tipo de sistemas son capaces de proporcionar fórmulas empíricas tentativas para cada una de las entidades moleculares descubiertas. Para ello se basan en los niveles de exactitud de masa obtenidos y en las relaciones isotópicas obtenidas experimentalmente a nivel espectral.
Éstas se comparan con aquellas que debieran esperarse en función de la fórmula propuesta. Ésta última información es especialmente valiosa para el éxito final en el descubrimiento de especies desconocidas. Otros flujos de trabajo en campos de cierta relevancia social, permiten el uso de bases de datos de compuestos desarrolladas de modo comercial
Los casos para los que está recomendado este sistema son muchos; caracterización de extractos naturales, screening de compuestos desconocidos/inesperados, confirmación de presencia de compuestos (por ejemplo contaminantes) basada en masa exacta, purificación, identificación de transformaciones metabólicas, anticipación de posibles efectos adversos de moléculas activas, entre otros.
Científicos de la Universidad del País Vasco y de la Estación Biológica de Doñana han estudiado un grupo de murciélagos de cueva (Miniopterus schreibersii) en la Sierra de San Cristóbal, ubicada en el Puerto de Santa María, en Cádiz. Esta colonia llega a eliminar unas 60.000 polillas de procesionaria cada noche durante buena parte de los meses de agosto y septiembre.
Científicos del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas han descrito cómo se produce un precursor común necesario para el crecimiento y la defensa de estas plantas. Este hallazgo abre el camino para controlar la producción de este compuesto.
