Cartografiando territorio inexplorado: imagen por espectrometría de masas

 José A. Fernández

La espectrometría de masas es una poderosa técnica analítica que permite determinar la identidad de las moléculas a partir del dato de su masa. Para la aplicación de la técnica de espectrometría de masas, la muestra, independientemente del estado en que se encuentre, debe ser transferida intacta y cargada eléctricamente a fase gas. Por supuesto, esta definición es una supersimplificación de los principios físico-químicos que subyacen a la técnica. Sin embargo, de ella se desprenden varios datos importantes: la técnica permite analizar muestras muy complejas sin marcado previo (es decir, sin necesidad de marcar las moléculas que se quieren detectar). Estas dos características, junto con la de su enorme precisión, sensibilidad y velocidad, la hacen especialmente útil para el análisis de muestras biológicas. Sin embargo, se necesitó del desarrollo de las denominadas técnicas de ionización blanda, para poder transferir las moléculas biológicas intactas a fase gas.

La técnica de MALDI (Matrix Assisted Laser Desoption/Ionization, Figura 1) es una de las más utilizadas para la introducción de moléculas termolábiles en un espectrómetro de masas. Comienza depositando una porción representativa de la muestra biológica en una placa de acero y recubriéndola con una sustancia orgánica (la matriz), que absorbe la luz en la zona de emisión de los láseres comerciales (normalmente en el UV, en torno a los 335-350 nm). Las moléculas biológicas son, normalmente, transparentes a esta radiación, por lo que no se ven afectadas por el láser. Sin embargo, la matriz sí absorbe la radiación láser, se fragmenta, y libera el analito ionizado en fase gas.

Figura 1. Esquema de la espectrometría de masas por MALDI. Fuente: José A. Fernández.

A new hero is born: La espectrometría de masas al servicio de la justicia

Luis Bartolomé

Hace unos pocos años, apareció en algunos medios locales gallegos una noticia sobre la lucha judicial entre los herederos de un abuelo acaudalado. Este hombre falleció un año después de haber perdido su capacidad legal debido a un diagnóstico de alzhéimer. Uno de los nietos que había cuidado de él en sus últimos años alegaba ser el único heredero y, para ello, presentaba un testamento ológrafo (testamento que el testador formaliza por sí mismo, escribiéndolo y firmándolo de su puño y letra sin intervención de testigo alguno) a su favor fechado 3 años antes de su muerte. El resto de los herederos potenciales alegaban que este testamento era falso y se remitían al oficial realizado ante notario décadas antes en el que el abuelo repartía su fortuna de forma equitativa entre todos ellos. No cuestionaban el hecho que de que el testamento estuviera hecho por otra persona (había sido corroborado por peritos calígrafos), sino que cuestionaban la fecha de realización. Si se demostraba que el testamento ológrafo estaba realizado en la fecha descrita, le otorgaría vigencia y validez, ya que era posterior al realizado ante notario y anterior a que el abuelo perdiera sus facultades.

Espectrometría de masas: de un isótopo de neón a elefantes que vuelan

Oskar González

A principios del siglo XX J. J. Thomson estudiaba el cambio de trayectoria de los iones de ciertos gases sometidos a campos eléctricos y magnéticos. Estos experimentos derivaban del estudio de rayos catódicos que le habían valido el premio Nobel en 1906 y que habían esclarecido la naturaleza del electrón, entonces una partícula subatómica desconocida. Sir Thomson observó que los gases con carga positiva se podían separar en función de su relación masa/carga y que, conociendo el valor del campo eléctrico y magnético aplicado, podría determinar esta relación. En otras palabras, podía saber cuánto pesaban átomos o moléculas. Había nacido la espectrometría de masas.

Imagen 1. Espectro del monóxido de carbono (CO), uno de los primeros espectros de masas de la historia. Extraído de Rays of positive electricty and their applications to chemical Analysis de J.J. Thomson (1921). Fuente: Archive.org.

La espectrometría de masas es hoy en día la técnica analítica más versátil y potente que disponemos. En campos como el análisis forense, el análisis de alimentos o el estudio de contaminantes nos permite determinar la concentración de compuestos a niveles extremadamente bajos. Además, también sirve para identificar nuevas moléculas, algo que resulta de gran ayuda en el desarrollo de fármacos. Por si esto fuera poco, en el ámbito de la Medicina y la Fisiología está propiciando grandes avances médicos, porque permite estudiar cómo se distribuyen ciertas moléculas en órganos vitales. A lo largo de los artículos que componen esta serie nos adentraremos en este fascinante abanico de aplicaciones. Pero antes, veamos cómo hemos podido llegar a este punto en apenas cien años.

Wilhelm Wien y la radiación térmica

El físico Wilhelm Wien (1864-1928) falleció un 30 de agosto.

Sus trabajos de investigación abarcaron varios campos de la física, como la hidrodinámica, las descargas eléctricas a través de gases enrarecidos, el estudio de los rayos catódicos y la acción de campos eléctricos y magnéticos sobre los mismos.

En 1893 logró combinar la formulación de Maxwell con las leyes de la termodinámica para intentar explicar la emisividad del denominado cuerpo negro: enunció una de las leyes de la radiación, la ley de desplazamiento de Wien.