Udbredt database med molekylære fingeraftryk opgraderet

Når videnskabsmænd skal identificere en ukendt forbindelse, de gør, hvad en politidetektiv kan gøre. De får fingeraftryk - i dette tilfælde, de "molekylære fingeraftryk" af den ukendte forbindelse - og kør dem gennem en database med fingeraftryk fra kendte mistænkte for at lede efter et match.

En af verdens største og mest udbredte databaser med molekylære fingeraftryk er NIST Mass Spectral Library, og det bibliotek er lige blevet større. Den 6. juni NIST tilføjede fingeraftryk fra mere end 25, 000 forbindelser til biblioteket, bringer det samlede antal til mere end 265, 000.

Dette bibliotek indeholder fingeraftryk af organiske forbindelser - en klasse af kulstofholdige molekyler, der findes i en endeløs variation, både naturligt og menneskeskabt.

"Dette bibliotek bruges af videnskabsmænd og ingeniører i stort set alle brancher, " sagde Stephen Stein, NIST-kemikeren, der fører tilsyn med Mass Spectral Library. Han raslede kun nogle få anvendelser af:diagnosticering af medicinske tilstande, udføre retsmedicinske undersøgelser, identifikation af miljøforurenende stoffer og udvikling af nye brændstoffer.

"Og alt der har med mad at gøre, " han sagde, da smagen af ​​en fødevare bestemmes af den komplekse blanding af organiske molekyler i den. "Smags- og duftindustrien lever og dør af disse ting."

For at generere det molekylære fingeraftryk af en organisk forbindelse, videnskabsmænd puttede en prøve af forbindelsen i et laboratorieinstrument kaldet et massespektrometer. I den mest almindelige praksis, det instrument opvarmer prøven for at fordampe den, skyder den derefter med en stråle af højenergielektroner. Det får molekylerne til at bryde ind i elektrisk ladede fragmenter, som instrumentet adskiller baseret på deres vægt, eller masse.

Når du opretter fragmenterne i rækkefølge efter deres masse-til-ladning-forhold, du får molekylets karakteristiske "massespektre, ", der ligner en stregkode og fungerer som et fingeraftryk.

Antallet af organiske forbindelser i verden er astronomisk, og enhver database kan kun håbe på at fange en lille brøkdel af dem. Så Stein og hans kolleger er nødt til at fokusere på de forbindelser, de synes er vigtigst.

Blandt de vigtige forbindelser, hvis fingeraftryk er inkluderet i denne opgradering, er mange farlige stoffer. Disse omfatter snesevis af syntetiske cannabinoider - også kaldet "syntetisk marihuana" - som kan forårsage psykotiske episoder, anfald og død. Også inkluderet er mere end 30 typer fentanyl, det syntetiske opioid, der driver en epidemi af overdoser på landsplan.

At have fingeraftryk af disse forbindelser i Mass Spectral Library vil hjælpe retshåndhævelse og offentlige sundhedsembedsmænd med at bekæmpe spredningen af ​​disse nye og farlige stoffer.

NIST har udgivet den seneste version af Mass Spectral Library, og den nødvendige software til at køre den, til mere end 60 distributører, der samler data og software i massespektrometriinstrumenter. Ejere af eksisterende instrumenter kan også downloade den seneste version fra distributører online.

NIST Mass Spectral Library er faktisk flere biblioteker, hver dækker en variation af den grundlæggende analysemetode. Biblioteket, der dækker en teknik kaldet tandem massespektrometri, er udvidet med mere end 65 procent af antallet af omfattede forbindelser. For mere information om de forskellige biblioteker og softwareværktøjer, tjek NISTs massespektrometridatacenter.

NIST har udgivet dets Mass Spectral Library siden 1989. For at sikre, at dataene i det bibliotek er nøjagtige, NIST-forskere anvender et meget højt niveau af kvalitetskontrol. "Det er en meget specialiseret aktivitet, og ingen andre gør det på det niveau og den skala, vi gør, " sagde Stein.