p Uma representação do processo de redução de carga que é utilizado como um processo de pré-tratamento de espectrometria de massa, MS (ou espectrometria de mobilidade iônica, IMS). Para aumentar a precisão do espectro, o excesso de cargas no íon molecular (PEG nesta figura) é removido por meio da colisão com o ânion no gás. Crédito:Kanazawa University
p Os espectrômetros de massa (MS) tornaram-se ferramentas essenciais em laboratórios de química e biologia. A capacidade de identificar rapidamente os componentes químicos em uma amostra permite que eles participem de uma ampla variedade de experimentos, incluindo datação por radiocarbono, análise de proteína, e monitorar o metabolismo da droga. p Os instrumentos de MS funcionam dando às moléculas de analito uma carga elétrica, e atirando neles através de uma região do espaço com um campo elétrico uniforme, que curva sua trajetória em um círculo. O raio do círculo, que depende da razão entre a massa da molécula e sua carga, é detectado e comparado com amostras conhecidas. Como o método só pode medir essa proporção, não a própria massa, encargos excessivos podem levar a resultados imprecisos ou ambíguos.
p Agora, uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade de Kanazawa usou uma poderosa simulação de dinâmica molecular para entender melhor o efeito do excesso de cargas nas moléculas testadas por um MS. Eles modelaram o efeito da adição de moléculas de carga oposta para neutralizar o excesso de carga. Nesse caso, a carga positiva no polietilenoglicol (PEG) pode ser reduzida através da colisão com NO carregado negativamente
2 - íons.
p Contudo, isso é complicado pelo fato de que a probabilidade de colisão depende da quantidade de carga em primeiro lugar. "Polímeros carregados podem adotar estruturas dependentes do estado de carga devido ao alongamento eletrostático, "o primeiro autor, Tomoya Tamadate, diz. Por exemplo, com um pequeno excesso de carga, O PEG assume uma forma compacta. Contudo, conforme a carga aumentava, a repulsão mútua entre as cargas positivas faz com que ele se endireite.
p Um esboço do modelo de cálculo desenvolvido (contínuo - método híbrido de simulação de dinâmica molecular). Neste modelo, quando a distância inter-íon é suficientemente grande, movimento relativo é descrito por equações de difusão (continuum), entretanto, dentro de uma distância específica (escrita em linha tracejada), Simulações de dinâmica molecular (MD) são utilizadas para calcular a trajetória. A fim de aumentar o custo de cálculo. realizamos simulação MD com o arranjo de moléculas de gás apenas em torno de íons alvo. Crédito:Kanazawa University
p Para ajudar a acelerar os cálculos, a equipe usou o método de 'aproximação contínua', que só começou a simular todos os átomos do NÃO
2 - molécula uma vez que se aproximou o suficiente do PEG.
p (a) O coeficiente da taxa de recombinação (colisão) do íon PEG com número diferente de cargas. Este coeficiente de taxa de colisão mostrou boa concordância com a taxa de redução de carga medida experimentalmente. (b) Distribuição da velocidade de translação de NO 2 - íon na colisão. Esperamos que a energia cinética possa ser usada para avaliar a possibilidade de reação induzida por colisão. Crédito:Kanazawa University
p "O sucesso deste projeto mostra que simulações híbridas de dinâmica molecular contínua podem ser usadas de forma mais geral para estudar moléculas de reações dirigidas por colisão que podem assumir diferentes conformações, "O autor sênior Takafumi Seto diz. Os resultados podem levar a métodos mais eficazes de controlar o excesso de carga nas moléculas da amostra, o que permitirá resultados mais precisos.
