Comentario: La sección "Desarrollo" es pura publicidad. C F A 💬 03:42, 19 de agosto de 2024 (UTC) Comentario: Este artículo necesita una importante modificación para cumplir con las normas de Wikipedia. Algunas de las siguientes, tal vez no todas:* El segundo párrafo debe fusionarse con el primero como introducción.* Eliminar la publicidad sobre Martin Jarrold, totalmente inapropiada. Toda.* Proporcione hechos, no venda la técnica.* Proporcionar mejores enlaces a otros MS establecidos.*Proporcione de 1 a 3 cifras.* Eliminar otros WP:PEACOCK . Ldm1954 ( discusión ) 23:53 30 abr 2024 (UTC) Comentario: Hay algunos pasajes poco claros como "La frecuencia a la que oscilan los iones sufre una transformada de Fourier que permite una caracterización precisa con un error mínimo" o "Espectrómetros de masas Orbitrap". Se sugiere simplificar el artículo y eliminar el contenido que no tenga una cita en línea. nirmal ( discusión ) 07:41 23 abr 2024 (UTC)La espectrometría de masas con detección de carga (CDMS), una variante de la espectrometría de masas, mide tanto la m/z como la carga, lo que permite determinar la masa de los iones en una muestra. Es una técnica analítica avanzada que se utiliza en el campo de la espectrometría de masas. Es especialmente eficaz para analizar moléculas muy grandes, como proteínas y polímeros, con gran precisión. En la CDMS, las moléculas individuales se capturan en una trampa y luego se someten a un campo eléctrico. A medida que las moléculas se mueven dentro de este campo, se detecta su estado de carga con extrema precisión, a menudo hasta cargas individuales. Esta información sobre los estados de carga se puede utilizar para determinar la masa de las moléculas, lo que proporciona información detallada sobre su estructura y composición. La CDMS ha encontrado aplicaciones en varios campos, incluidos la bioquímica, la industria farmacéutica y la ciencia de los materiales.
La espectrometría de masas de detección de carga (CDMS) es una técnica analítica que se utiliza para la medición precisa de las relaciones masa-carga (m/z) de los iones. A diferencia de los métodos de espectrometría de masas convencionales, que miden las masas de los iones indirectamente en función de su aceleración en un campo eléctrico o magnético, la CDMS detecta directamente la carga de iones individuales. Esta técnica implica atrapar iones en un campo electrostático y medir la carga inducida a medida que se mueven dentro del campo. Al analizar la distribución de carga de los iones, la CDMS proporciona mediciones de masa precisas y tiene aplicaciones en el análisis de biomoléculas, nanopartículas y polímeros. Ofrece alta sensibilidad y resolución, lo que la hace valiosa para estudiar sistemas moleculares complejos y caracterizar macromoléculas con diversas estructuras. [1]
En la espectrometría de masas de detección de carga (CDMS), los iones se forman primero mediante una técnica separada, como la ionización por electrospray (ESI) o la ablación láser, que induce una carga en los átomos. Una vez cargados, los iones quedan atrapados en un tubo de metal con electrodos que aplican un campo eléctrico. Este campo eléctrico hace que los iones oscilen, lo que induce una carga en el tubo que luego puede ser detectada por el amplificador. La frecuencia a la que oscilan los iones experimenta una transformada de Fourier que permite una caracterización precisa con un error mínimo. Dependiendo del ion, existen diferentes frecuencias de oscilación que permiten una detección precisa de la masa del ion a la carga. Al analizar las relaciones masa a carga, se puede formar un espectro de masas para mostrar una distribución de las relaciones masa a carga de los iones presentes en la muestra. Por lo general, los datos se recopilan en un lapso de decenas de minutos a horas. [2] [3]
Cuando el CDMS se basa en trampas de iones lineales, sólo unos pocos iones entran en un tubo metálico simultáneamente. Estos iones rebotan de un lado a otro entre electrodos colocados en ambos extremos de la trampa de iones. Los iones oscilantes inducen una carga detectada por un amplificador; su frecuencia de oscilación se utiliza entonces para determinar m/z. Se induce la carga, que un amplificador detecta. La m/z se determina mediante la frecuencia de oscilación de los iones (se utiliza la transformada de Fourier para el análisis de datos). La señal de la transformada de Fourier proporciona una amplitud, que se utiliza para calcular la carga. La tasa de error de la asignación del estado de carga es muy baja debido al análisis de datos de la transformada de Fourier. Este tipo de CDMS es lento ya que cada ion se mide individualmente. En TrueMass (una operación de una sola persona), John Hoyes tiene un diseño de instrumento CDMS que incluye la sustitución de la configuración lineal por una trayectoria en forma de ocho. Esta nueva geometría podría ser una posible solución al inconveniente de la lentitud en la cantidad de iones analizados, ya que al final del tubo los iones no cambian de dirección. El instrumento se construyó en colaboración con algunas empresas, pero está previsto que esté disponible para todo el mundo. [4]
Cuando se realiza la CDMS en espectrómetros de masas Orbitrap, aproximadamente 800 iones pueden entrar en la trampa a la vez. La relación m/z de cada ion se determina entonces por su frecuencia de movimiento a lo largo de un electrodo central. Se mide la carga inducida del electrodo externo y esta carga es entonces proporcional a la carga de un ion específico. [5]
Uno de los principales contribuyentes al desarrollo de CDMS es el Grupo de Investigación Martin F. Jarrold , MFJ. El Laboratorio Jarrold se encuentra a la vanguardia mundial en el desarrollo y la aplicación pioneros de la espectrometría de masas de detección de carga para analizar moléculas biológicas grandes. [6] Martin F. Jarrold es un químico especializado en química física y analítica y ha realizado contribuciones significativas a la espectrometría de masas de detección de carga, así como a la espectrometría de movilidad iónica y las mediciones de capacidad térmica de grupos metálicos. También se desempeña como presidente de Robert & Marjorie Mann en el Departamento de Química de la Universidad de Indiana. Su participación en la espectrometría de masas de detección de carga (CDMS) se remonta a 2006, tiempo durante el cual ha encabezado numerosos avances técnicos que han aumentado significativamente la sensibilidad y precisión de la CDMS, avanzándola en órdenes de magnitud. Bajo la dirección de Jarrold, su grupo de investigación cuenta con dos instrumentos CDMS de vanguardia, que han demostrado ser fundamentales en colaboraciones con más de 25 equipos de investigación en todo el mundo. Estas colaboraciones han abarcado una amplia gama de moléculas, que abarcan complejos proteicos, virus, nanopartículas y lipoproteínas, entre otros. [7] Actualmente, el grupo MFJ está desarrollando un nuevo instrumento CDMS que implementa una alfombra de iones de CC, un cuadrupolo escaneado digitalmente y una trampa de cono cilíndrico. Estos dispositivos fueron diseñados por el grupo de investigación para medir la carga de iones de alta masa con una precisión casi perfecta. [8] La investigación de Jarrold también abarca el análisis de proteínas, cúmulos, etc. a través de la espectrometría de movilidad iónica para observar variaciones del estado original y varias conformaciones (distintos modos de plegamiento de proteínas). Ha contribuido a la publicación de más de 250 artículos y ha ganado el premio John B. Fenn, otorgado a químicos que han hecho contribuciones distinguidas al campo de la espectrometría de masas, en la Conferencia de la Sociedad Estadounidense de Espectrometría de Masas por su investigación. En años más recientes, Jarrold y su grupo han explorado la formación de cápsides virales analizando los intermediarios en su ensamblaje utilizando CDMS.
En comparación con la espectrometría de masas normal, la CDMS es más adecuada para moléculas con pesos moleculares mayores. [9] Esto proporciona uso en el campo bioquímico al analizar varias proteínas. Cuando estas proteínas están fragmentadas e ionizadas, tienden a tener múltiples cargas, ya que son moléculas voluminosas. Demasiadas cargas diferentes en la molécula pueden causar un ensanchamiento de picos en la espectrometría de masas regular, lo que es difícil de analizar. La CDMS puede asignar cargas específicas a cada ion. Se genera un espectro más claro ya que el instrumento puede dar cuenta de múltiples cargas. Esto permite calcular la masa multiplicando la carga por la relación m/z. Esto conduce a varios avances en los campos bioquímicos y médicos, ya que permite recopilar más información sobre los virus. [10]
La espectrometría de masas de detección de carga se ha aplicado en biología molecular y biotecnología. Un ejemplo son los complejos proteicos. Cuando se utiliza para complejos proteicos, con masas en el rango de medio megadalton, se utiliza para caracterizar la CDMS. Esto puede proporcionar información como la estequiometría de los complejos. [9] La CDMS también se utiliza para rastrear la agregación de proteínas que está asociada con varias enfermedades. Esto permite la caracterización de la distribución de carga y longitud que es difícil o no posible para otros métodos de caracterización. [9] La CDMS ha llevado a varios avances en las industrias de la biología molecular y la biotecnología, incluida la caracterización de la agresión y los complejos proteicos.
La exploración de la espectrometría de masas con detección de carga (CDMS) presenta varios desafíos generales. La complejidad de la instrumentación, que abarca las complejidades de los dispositivos de detección de carga y la electrónica asociada, exige conocimientos especializados para su construcción y mantenimiento. La interpretación de los datos de la CDMS requiere algoritmos avanzados debido a su naturaleza multidimensional, lo que a menudo requiere importantes recursos computacionales. La optimización de las técnicas de preparación de muestras para preservar las estructuras biomoleculares añade otra capa de complejidad. Estos desafíos ponen de relieve la necesidad constante de avances en la instrumentación, las metodologías de análisis de datos y los protocolos de preparación de muestras para aprovechar al máximo el potencial de la CDMS en varios dominios de investigación. [11]
Determinación precisa de la carga: el CDMS mide directamente la carga de iones individuales, lo que proporciona información detallada y precisa sobre la distribución del estado de carga de las moléculas o complejos de muestra, lo que podría ser particularmente valioso para estudiar biomoléculas que contienen varios estados de carga. [1] [12]
Alta sensibilidad: el CDMS logra una alta sensibilidad para detectar iones individuales, lo que permite la detección de especies de baja abundancia y el estudio de muestras heterogéneas. [1] [3] [12]
Resolución mejorada para moléculas grandes: el CDMS proporciona una resolución mejorada para moléculas grandes o complejos en comparación con las técnicas de espectrometría de masas tradicionales, lo que permite un análisis detallado de las estructuras de una muestra. [12] [13]
Estudio de interacciones biomoleculares: la CDMS se puede utilizar para estudiar interacciones biomoleculares mediante el análisis de cambios en los estados de carga o la estequiometría tras interacciones con otras moléculas de la misma especie o de especies diferentes. Esto puede proporcionar información detallada sobre las afinidades de unión y la cinética molecular. [14]
Instrumentación compleja: Las configuraciones de CDMS pueden ser complejas y requerir instrumentación especializada, lo que limita la accesibilidad para los investigadores y aumenta los costos operativos para obtener análisis de muestras. [14]
Resolución de masas limitada: si bien la espectrometría de masas por espectroscopía ofrece ventajas para la determinación de carga, su resolución de masas puede ser limitada en comparación con otras técnicas de espectrometría de masas. Esto puede afectar la capacidad de resolver picos de espectros de masas muy espaciados derivados de los espectrógrafos. [15]
Desafíos en la preparación de muestras: La preparación de muestras para el análisis de CDMS puede ser un desafío, en particular para moléculas frágiles o lábiles. Es fundamental garantizar la preservación del estado nativo de las biomoléculas durante la ionización y el análisis. [1] [13]
Complejidad del análisis de datos: el análisis de datos CDMS puede ser complejo y puede requerir algoritmos y herramientas de software sofisticados. La interpretación de las distribuciones de estados de carga y los espectros de masas puede ser un desafío, especialmente para muestras heterogéneas.
Estas ventajas y desventajas resaltan las capacidades y los desafíos asociados con la espectrometría de masas de detección de carga, ofreciendo información sobre su aplicabilidad y posibles limitaciones en varios contextos de investigación.