Estudando as misturas formadas por máquinas moleculares dentro das células, ou as misturas encontradas em uma pluma de água subterrânea exigem instrumentos poderosos. Os cientistas estão usando um dos mais poderosos espectrômetros de ressonância de ressonância de íon ciclotron de 21 Tesla de Fourier (21T FTICR MS) do mundo para obter respostas. O instrumento está em EMSL, o Laboratório de Ciências Moleculares Ambientais, uma instalação de usuário do Departamento de Energia do Departamento de Ciência dos EUA. Dois estudos mostram o potencial do instrumento. Em um estudo, Os cientistas da EMSL criaram mais de 8, 000 atribuições de fórmulas moleculares a partir de misturas de matéria orgânica dissolvida. Noutro, cientistas identificaram e descobriram rapidamente novos tipos de moléculas de ligação a metais chamadas sideróforos, feito por células bacterianas.

O instrumento permitirá que cientistas de todo o mundo lidem com questões anteriormente intratáveis ​​sobre como as misturas de produtos químicos e outros constituintes interagem, transformar-se ao longo do tempo, e levam a fenômenos de maior escala e desafios diários. Esses desafios incluem o comportamento das células em um biorreator, o movimento de contaminantes na subsuperfície, e a formação e transformação de partículas de aerossol que contribuem para os poluentes atmosféricos.

Como a técnica de espectrometria de massa de mais alto desempenho, o FTICR MS tem se tornado cada vez mais valioso nos últimos anos para aplicações de pesquisa. O FTICR MS determina a razão massa-carga de íons medindo a frequência na qual os íons giram em um campo magnético, fornecendo resolução ultra-alta e precisão de medição de massa. O 21T FTICR MS, que é um dos dois únicos no mundo com esta alta intensidade de campo magnético, entrou online na EMSL em 2015. Em um estudo recente, uma equipe de cientistas da EMSL avaliou os ganhos de desempenho produzidos por essa alta intensidade de campo magnético. Eles descobriram que este instrumento de última geração capacita a análise de rotina de grandes proteínas intactas, mede precisamente a estrutura fina dos isótopos, e extrai mais informações do que nunca de misturas complexas de matéria orgânica natural. A caracterização do desempenho inicial do 21T FTICR MS demonstra um enorme potencial para aplicações futuras em misturas moleculares extremamente complexas e sistemas frequentemente encontrados no meio ambiente, biológico, atmosférico, e pesquisa de energia. Além disso, este nível sem precedentes de resolução de massa e precisão ajudará a promover o uso generalizado de proteômica de cima para baixo - uma abordagem que permite a caracterização precisa de diferentes variantes de proteínas com diferentes atividades biológicas.

Como resultado, este instrumento transformador permitirá que usuários de todo o mundo lidem com questões anteriormente intratáveis ​​relacionadas à atmosfera, terrestre, e processos de subsuperfície; comunidades microbianas; desenvolvimento de biocombustíveis; e remediação ambiental.