¿Por qué los isótopos son un problema en la lectura de espectros de masas?

Question

Es mi entendimiento de que la distribución isotópica de carbono y de hidrógeno, por ejemplo, está fuertemente sesgada hacia una de las especies, es decir, un isótopo cuentas por ~99% de la abundancia del elemento en la naturaleza. Si esto es cierto (me pregunta mi ignorancia sobre este punto y otros), entonces, el otro isótopo, picos de ser insignificante en los espectros de masas o al menos por debajo del umbral para el procesamiento y permanecen sin procesar picos.

Estoy haciendo esta pregunta en el ámbito de lo biológico compuesto de espectros de masas. He leído un post aquí que los estados que la Br tiene cerca de 1:1 de la abundancia para los dos isótopos. Eso explicaría la necesidad de considerar los isótopos de los compuestos biológicos con elementos tales como Cl, que tiene ~3:1 relación de sus dos más abundante de los isótopos. Así, en la luz del hecho de que el C, H, N, y O hacer hasta el 96,5% de un organismo biológico del peso, son los isótopos de un problema sólo cuando elementos tales como Cl o Br son constituyentes del compuesto?

Answer 1

Aquí está la "tabla periódica de biomoléculas" (dejando de lado el hidrógeno, por favor, ignore silicio):

El gráfico circular muestra la distribución isotópica. De los elementos C, N, O, P, S y H, el azufre tiene la mayor abundancia de isótopos menores (alrededor del 4%). En el otro extremo del espectro,el fósforo es un mono-isotópico elemento, con sólo un isótopo estable. Hay una versión interactiva en https://www.isotopesmatter.com/applets/IPTEI/IPTEI.html.

Así que para pequeños metabolitos, habrá poca señal debido a la menor isótopos. Sin embargo, en una macromolécula con cientos de átomos de carbono, de 13 de isótopos de carbono (alrededor de 1% de la abundancia) no es relevante. La señal para la masa de iones de aproximadamente siga una distribución de Poisson, con cero o uno, de 13 de isótopos de carbono en la molécula como más probable:

Fuente: https://homepage.divms.uiowa.edu/~mbognar/applets/pois.html

Para un reducido número de átomos en una molécula, la distribución multinomial es apropiado, como se explica aquí: https://chemistry.stackexchange.com/a/87669/72973

Answer 2

Que ya tienes una respuesta por el Dr. Karsten, pero permítanme añadir que la moderna espectros de masas se han convertido sensibles más allá de la imaginación.

En segundo lugar, la resolución de la misa ya no es un problema. La transformada de Fourier de ion-ciclotrón de resonancia espectrómetro de masas (un trago) es extremadamente sensible a la masa de las diferencias. Sí, si usted tiene una baja concentración, su principal pico de analito puede ser enterrado y el patrón isotópico puede ser difícil de distinguir.

Sin embargo, si la concentración es decente, usted debería ser capaz de ver C-13 (y de otros isótopos) como se indicó anteriormente. Uno puede encontrar un gráfico, donde el patrón isotópico de cada elemento para ayudar en la interpretación del espectro de masas. Isotópicas patrón no es realmente un problema, sino una bendición, porque se confirma la presencia de un determinado elemento en un completo desconocido.