Nye fingeraftryk tilføjet til kemisk identifikationsdatabase

National Institute of Standards and Technology (NIST) har opdateret sin database over kemiske fingeraftryk, kaldet massespektre, der bruges til at identificere ukendte kemiske forbindelser. NIST Mass Spectral Library og dets nye version, kaldet NIST20, bruges i sundhedsvæsenet, opdagelse af medicin, mad og dufte, olie og naturgas, miljøbeskyttelse, retsmedicin og næsten enhver anden industri, der fremstiller eller måler fysiske ting.

"Hvis du har et mystisk stof - du aner ikke, hvad det er - genererer du dets fingeraftryk, og kører disse udskrifter gennem vores bibliotek, "sagde NIST biostatistiker Tytus Mak." Hvis du finder et match, du ved, hvad stoffet er. "

Disse kemiske fingeraftryk genereres ved hjælp af et laboratorieinstrument kaldet et massespektrometer, der bryder molekyler i stykker og derefter linierer disse stykker op på en graf efter deres masse. Det resulterende massespektrum fremstår som en række lodrette linjer, der danner et unikt mønster for hver forbindelse.

NIST Mass Spectral Library leveres forudinstalleret på mange instrumenter, og brugere kan købe opdateringen fra deres instrumentproducent eller andre distributører. Samlinger af massespektre, der bruges inden for specialiserede forskningsområder, kan downloades gratis fra NIST -webstedet.

Massespektrometri er særlig nyttig til at identificere organiske forbindelser - livets byggesten. En del af Maks rolle i dette projekt var at beslutte, af de utallige organiske forbindelser derude, hvilke der skal medtages på biblioteket.

At gøre dette, han gennemsøgte kataloger over kemiske producenter og lister over vigtige forbindelser udgivet af private virksomheder, offentlige instanser og videnskabelige forskere. Derefter prioriterede han forbindelserne baseret på deres relative betydning og omkostningerne ved køb af prøver til analyse.

Denne opdatering indeholder mere end 14, 000 menneskelige og plantemetabolitter. Det er de stoffer, der dannes, når levende ting nedbryder mad, medicin eller deres eget væv, såsom når du forbrænder fedt ved at træne. Medicinske tests involverer ofte identifikation af metabolitter i blod eller urin. Plantemetabolitter udgør et endnu større univers af kemiske forbindelser. De er i alt, hvad vi spiser og er vigtige i landbrugssektoren.

Opdateringen omfattede også pesticider og miljøforurenende stoffer, kemikalier, der anvendes til fremstilling, såsom smøremidler og overfladeaktive stoffer, farmaceutiske lægemidler og ulovlige lægemidler såsom nye sorter af fentanyl, stoffet, der driver en landsdækkende overdosisepidemi.

Efter NIST købte prøver af forbindelserne, kemikere kørte dem igennem omhyggeligt kalibrerede massespektrometre. De gjorde dette på forskellige instrumenter under forskellige betingelser, producerer flere massespektre for hver forbindelse. I overensstemmelse med NIST's høje standarder som landets måle -laboratorium, et team af eksperter analyserede derefter dataene for at sikre høj nøjagtighed og præcision.

"Vi indhenter og kuraterer omhyggeligt dataene, så brugerne kan have stor tillid til deres identifikationer, "sagde NIST beregningsbiolog Sara Yang, der arbejdede med kvalitetskontrol.

NIST Mass Spectral Library, som er blandt de større kommercielt tilgængelige biblioteker og er meget udbredt, har to hovedkomponenter. Elektronioniseringsbiblioteket (EI) bruges til at identificere flygtige forbindelser, f.eks. Dem, du kan lugte i luften.

Cirka 40, 000 nye forbindelser er blevet føjet til dette bibliotek, i alt over 300, 000. Tandem -biblioteket bruges til at identificere tungere forbindelser i væsker som grundvand eller blod. Dette bibliotek er næsten fordoblet i størrelse til mere end 30, 000 forbindelser og inkluderer 1,3 millioner spektre.

Organiske forbindelser er ligesom Tinkertoys hovedsageligt lavet af kulstof, brint, oxygen- og nitrogenatomer. De kan sættes sammen på et uendeligt antal måder. Livets mangfoldighed eksisterer på grund af de store muligheder inden for organisk kemi. Af alle de kendte og ukendte organiske forbindelser, NIST -biblioteket har næsten ikke ridset overfladen.

Og antallet af vigtige forbindelser vil fortsætte med at vokse. Der vil altid være nye arter af mikrober at opdage, der kan forårsage en ny sygdom eller producere et livreddende lægemiddel. Og forskere vil fortsætte med at syntetisere nye forbindelser, fra kemiske våben til helbredelser mod kræft.

Jobbet med at opdatere NIST Mass Spectral Library med nye forbindelser vil fortsætte. Men for nu, kemikere kan let identificere titusinder flere af dem.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra NIST. Læs den originale historie her.