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化学识别数据库中添加了新的指纹

美国国家标准技术研究院(NIST)已更新了其化学指纹数据库(称为质谱),用于识别未知化合物。NIST质谱库及其新版本称为NIST20,可用于医疗保健,药物发现,食品和香料,石油和天然气,环境保护,法医科学以及几乎所有制造或测量有形物品的行业。

NIST生物统计学家Tytus Mak说:“如果您有一种神秘的物质,不知道它是什么,就可以生成其指纹,然后在我们的图书馆中进行打印。” “如果找到匹配物,您就会知道该物质是什么。”

这些化学指纹是使用称为质谱仪的实验室仪器生成的,该仪器将分子分解成碎片,然后根据其质量将这些碎片排列在图形上。所得质谱图显示为一系列垂直线,这些垂直线形成每种化合物的独特图案。

NIST质谱库已预先安装在许多仪器上,用户可以从其仪器制造商或其他分销商处购买更新。可以从NIST网站免费下载专门研究领域中使用的质谱集合。

质谱对于识别有机化合物(生命的基础)特别有用。Mak在该项目中的部分职责是决定其中的无数有机化合物中应包括哪些化合物。

为此,他搜寻了化学品制造商的目录以及私营公司,政府机构和科学研究人员发布的重要化合物的清单。然后,他根据化合物的相对重要性和购买样品进行分析的成本确定了化合物的优先级。

此更新包括14,000多种人类和植物代谢物。这些是当生物分解食物,药物或自身组织时形成的物质,例如当您通过锻炼燃烧脂肪时。医学检查通常涉及鉴定血液或尿液中的代谢产物。植物代谢物构成了更大范围的化学化合物。它们存在于我们所吃的一切食物中,在农业领域中至关重要。

在这张1948年的照片中,一位NIST的工作人员正在操作一台早期的质谱仪。信用:NIST

该更新还包括农药和环境污染物,制造中使用的化学药品(例如润滑剂和表面活性剂),药物和非法药物(例如新品种的芬太尼),这种药物正在推动全国范围的药物过量流行。

NIST购买的化合物的样品后,化学家跑他们通过仔细校准质量光谱仪。他们在不同的仪器上,在不同的条件下进行了分析,从而为每种化合物产生了多个质谱图。为了符合NIST作为国家测量实验室的高标准,专家团队随后对数据进行了分析,以确保高精度和高精度。

NIST计算生物学家Sara Yang说:“我们会仔细地获取和整理数据,以便用户对他们的识别具有高度的信心。”

NIST质谱库是较大的市售数据库之一,被广泛使用,它具有两个主要组件。电子电离(EI)库用于识别挥发性化合物,例如您在空气中会闻到的气味。

大约40,000种新化合物已添加到该库中,总计超过300,000种。串联库用于鉴定液体(如地下水或血液)中的较重化合物。该库的大小几乎增加了一倍,达到30,000多种化合物,并包含130万个光谱。

有机化合物就像Tinkertoys,主要由碳,氢,氧和氮原子组成。它们可以无数种方式组合在一起。由于有机化学的巨大可能性,地球上存在着生命的多样性。在所有已知和未知的有机化合物中,NIST库几乎没有刮擦表面。

重要化合物的数量将继续增长。总是会有新的微生物物种发现,它们可能引起新的疾病或产生拯救生命的药物。科学家将继续合成从化学武器到治疗癌症的新化合物。

用新化合物更新NIST质谱库的工作将继续。但是目前,化学家可以轻松地识别出成千上万的化学物质。

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