Conjuntos comparados con la MS nativa de un solo ión de apoferritina. unoUn espectro de masas nativo estándar de apoferritina muestra la distribución del estado de carga de los iones correspondientes a las especies de 24 unidades (azul), 23 unidades (púrpura) y 22 unidades (rojo). bUna distribución del estado de carga compuesta 1:1 de apoferritina de 24 unidades (azul) y 22 unidades (roja). C, izquierda: histogramas bidimensionales de señales de un solo ión emitidas en diferentes longitudes temporales (1 y 25 s). Derecha: histograma de masas derivado de CDMS. Las masas para 24 unidades (azul), 23 unidades (púrpura) y 22 unidades (rojo) se obtuvieron mediante ajuste gaussiano. Nuestro conocimiento previo de las especies actuales y sus masas nos permite ajustar los tres oligómeros en 1 s después de ajustar los parámetros. Si se desconocía la estructura de la muestra, era difícil obtener un ajuste preciso porque las poblaciones se superponían en gran medida. dhistogramas de carga extraídos para estados de carga de 60+ (24 mer) y 55+ (22 mer), correspondientes a las especies isobáricas en ~8,556 metro/ z. Incertidumbre de cargo pagz se determinan a partir de ajustes gaussianos. crédito: Los caminos de la naturaleza (2024). DOI: 10.1038/s41592-024-02207-8
Un equipo de químicos dirigido por el profesor Albert Hack da un nuevo giro al análisis y la comprensión de las moléculas. Al optimizar inteligentemente los equipos de medición existentes, el equipo pudo atrapar y observar moléculas individuales durante hasta 25 segundos. Este tiempo de observación prolongado les permitió ver detalles más finos de las moléculas, lo que aumentó su comprensión.
Una mejora de precisión equivale a medir una enorme diferencia en un millón. Heck lo compara con la caña de azúcar. Heck dice: «Esta precisión es capaz de determinar si falta un grano de azúcar en una bolsa de 1 kg de azúcar llena».
El equipo publicó sus hallazgos hoy en la revista.Los caminos de la naturaleza. Mejorar su resolución a gran escala podría beneficiar el diseño de vacunas y vectores moleculares utilizados en terapia génica.
Mil veces más
Tradicionalmente, los químicos utilizan una técnica llamada espectrometría de masas para examinar la composición de las moléculas. Aunque esto ofrece un gran nivel de detalle de análisis, su desventaja es que analiza millones de moléculas a la vez. Esto dificulta el estudio de moléculas grandes porque la gran cantidad de moléculas atrapadas interfieren entre sí.
Entonces, desarrollaron un nuevo método en el que solo una molécula queda atrapada en un llamado Orbitrap mientras gira mucho. Midiendo el comportamiento rotacional, pueden analizar la masa y composición de las moléculas.
Normalmente, este método sólo puede registrar señales durante un corto período de tiempo, normalmente alrededor de 25 milisegundos. En su estudio, los científicos modificaron el método de adquisición de datos, permitiéndoles impactar iones individuales más de mil veces, durante 25 segundos.
Para comprender esta progresión, imagine balancearse durante unos pocos segundos en lugar de hacerlo durante un largo período de tiempo. Cuanto más hagas swing, con mayor precisión un observador podrá medir tu ritmo y describir tus características. De manera similar, al atrapar los iones que giran durante períodos prolongados de tiempo, los científicos pueden obtener información más detallada sobre su frecuencia de giro y así caracterizar mejor las moléculas.
Hack afirma que poder medir moléculas gigantes con tanto detalle podría allanar el camino para avances en diversos campos. Un ejemplo es la producción de moléculas terapéuticas, como los virus, utilizadas clínicamente en terapia génica. Estos virus están cargados de genes humanizados que reemplazan genes defectuosos en el ADN de pacientes con trastornos genéticos.
«Hasta ahora, los desarrolladores de virus para terapia génica no han podido confirmar realmente si un virus alberga el gen específico que se supone que debe administrar», dice Heck. Se estima que con los métodos actuales sólo se produce entre el 1 y el 2 por ciento de los virus de la terapia génica. Ser llenado exitosamente con los genes deseados. Esto sugiere que una gran proporción del virus terapéutico introducido en el paciente no tendrá ningún efecto.
Si los desarrolladores de terapias génicas pueden medir mejor la diferencia entre virus «vacíos» y «buenos», podrán hacer que sus líneas de productos sean más eficientes. Heck afirma: «Si se tiene en cuenta que algunos tratamientos de terapia génica cuestan alrededor de 1 millón de euros por tratamiento, esta mejora del rendimiento puede tener un efecto beneficioso significativo».
Más información:
Evolène Deslignière et al, Los transitorios ultralargos mejoran la sensibilidad y la resolución en la espectrometría de masas de ión único basada en Orbitrap,Los caminos de la naturaleza (2024). DOI: 10.1038/s41592-024-02207-8
Proporcionado por la Universidad de Utrecht
referencia: Los químicos rompen barreras y desbloquean el análisis de masas moleculares de súper resolución (6 de marzo de 2024) Obtenido el 6 de marzo de 2024 de https://phys.org/news/2024-03-chemists-barriers-super-solving-molecule.html
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