Aplicación de isótopos estables en biomedicina. Espectrometría de ...
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<strong>Aplicación</strong> Aplicaci n <strong>de</strong> <strong>isótopos</strong> is topos<br />
<strong>estables</strong> <strong>en</strong> <strong>biomedicina</strong>.<br />
<strong>Espectrometría</strong> Espectrometr a <strong>de</strong> masas<br />
Mª José Jos Fernán<strong>de</strong>z Fern n<strong>de</strong>z Suárez Su rez<br />
R2 Bioquímica Bioqu mica clínica cl nica
Índice ndice<br />
Espectrómetros Espectr metros <strong>de</strong> masas<br />
Partes <strong>de</strong> un espectrómetro espectr metro <strong>de</strong> masas.<br />
¿Qu Qué es un isótopo? is topo?<br />
Tipos <strong>de</strong> <strong>isótopos</strong> is topos<br />
<strong>Espectrometría</strong> Espectrometr a <strong>de</strong> masas <strong>de</strong> relación relaci n isotópica isot pica<br />
(IRMS)<br />
Aplicaciones g<strong>en</strong>erales <strong>de</strong>l análisis an lisis isotópico isot pico por MS.<br />
Aplicaciones clínicas. cl nicas.
Espectrómetro Espectr Espectrómetro metro <strong>de</strong> masas: Ejemplo elem<strong>en</strong>tal
Esquema <strong>de</strong> un espectrómetro espectr espectrómetro metro <strong>de</strong> masas<br />
IONIZACIÓN<br />
ACELERACIÓN SEPARACIÓN<br />
ENTRADA<br />
DETECCIÓN
Espectrómetro Espectr metro <strong>de</strong> masas<br />
Entrada<br />
Aceleración<br />
Aceleraci<br />
Ionización<br />
Ionizaci<br />
Detección Detecci<br />
Separación<br />
Separaci
Entrada <strong>de</strong> la muestra al equipo<br />
HPLC<br />
Muestra<br />
gaseosa<br />
Muestra<br />
líquida<br />
CG<br />
Volatización directa<br />
ablación por láser<br />
Muestra<br />
sólida<br />
Presión
Espectrómetro Espectr metro <strong>de</strong> masas<br />
Entrada<br />
Aceleración<br />
Aceleraci<br />
Ionización<br />
Ionizaci<br />
Detección Detecci<br />
Separación<br />
Separaci
Ionización Ionizaci n por impacto<br />
electrónico electr nico (EI)<br />
ABC + e -<br />
ABC +<br />
AB + + C AC + + B BC + + A<br />
A + + B<br />
B + + A<br />
A + + C<br />
C + + A<br />
B + + C<br />
C + + B<br />
Filam<strong>en</strong>tos:<br />
Tungst<strong>en</strong>o.<br />
R<strong>en</strong>io.<br />
Iridio Toriado.<br />
Hexaboruro <strong>de</strong> lantano.<br />
Patrón <strong>de</strong><br />
fragm<strong>en</strong>tación
Espectrómetro Espectr metro <strong>de</strong> masas<br />
Entrada<br />
Aceleración<br />
Aceleraci<br />
Ionización<br />
Ionizaci<br />
Detección Detecci<br />
Separación<br />
Separaci
Espectro <strong>de</strong> masas<br />
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3<br />
CH 3CH 2CH 2 +<br />
CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3 +
Resumi<strong>en</strong>do…<br />
Resumi<strong>en</strong>do<br />
La espectrometría <strong>de</strong> masas es una técnica muy<br />
po<strong>de</strong>rosa que permite cuantificar, i<strong>de</strong>ntificar y da<br />
información estructural acerca <strong>de</strong> compon<strong>en</strong>tes<br />
<strong>de</strong>sconocidos. Para ello:<br />
Crea iones <strong>en</strong> fase gaseosa.<br />
Separa esos iones <strong>en</strong> base a su relación m/z<br />
Mi<strong>de</strong> la cantidad <strong>de</strong> iones <strong>de</strong> cada relación m/z
Análisis An lisis Isotópico Isot pico por<br />
espectrometría espectrometr a <strong>de</strong> masas<br />
¿Qué es un isótopo?
Medida <strong>de</strong> Relaciones Isotópicas<br />
Isot picas<br />
FRACCIONAMIENTO ISOTOPICO<br />
40% 30%<br />
50%<br />
50%<br />
(% <strong>de</strong>l átomo<br />
pesado)<br />
20% 10%<br />
Isótopos pesados<br />
Isótopos ligeros<br />
40% 30%<br />
Transporte<br />
Con<strong>de</strong>nsación<br />
Evaporación
APLICACIONES<br />
HIDROLOGÍA HIDROLOG A Y METEOROLOGÍA<br />
METEOROLOG<br />
- acuíferos acu feros subterráneos<br />
subterr neos<br />
- formación formaci n <strong>de</strong> glaciares<br />
- movimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> nubes y precipitaciones<br />
GEOLOGÍA GEOLOG A Y PALEOCLIMATOLOGÍA<br />
PALEOCLIMATOLOG<br />
- tipo o edad <strong>de</strong>l petróleo petr leo<br />
- yacimi<strong>en</strong>tos <strong>de</strong> sulfuro metálico met lico<br />
- rocas ígneas gneas y metamórficas<br />
metam rficas<br />
AGRICULTURA Y ALIMENTACIÓN<br />
ALIMENTACI<br />
- fijación fijaci n <strong>de</strong> nitróg<strong>en</strong>o nitr g<strong>en</strong>o <strong>en</strong> plantas<br />
- fertilizantes<br />
- dieta <strong>de</strong> humanos y animales<br />
MEDIO AMBIENTE<br />
- contaminación contaminaci n por residuos urbanos y <strong>de</strong> granjas<br />
- filtración filtraci n <strong>de</strong> aguas <strong>de</strong> dr<strong>en</strong>ado portadoras <strong>de</strong> fertilizantes<br />
- proce<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong>l CO2 <strong>en</strong> el “efecto efecto inverna<strong>de</strong>ro”<br />
inverna<strong>de</strong>ro
Isótopos Is topos <strong>estables</strong><br />
18 O<br />
HIDROLOGÍA.<br />
HIDROLOG A. 2H H 18<br />
Valores similares<br />
Recarga frecu<strong>en</strong>te <strong>de</strong>l acuífero<br />
Valores muy difer<strong>en</strong>tes<br />
Agua muy vieja. El clima muy difer<strong>en</strong>te<br />
<strong>en</strong> el mom<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la recarga.<br />
Agua <strong>de</strong> un lago, <strong>en</strong>riquecido por<br />
evaporación.<br />
Agua <strong>de</strong> montaña, empobrecida por la<br />
altitud.
Isótopos Is topos <strong>estables</strong><br />
13 C<br />
Alim<strong>en</strong>tación.<br />
Alim<strong>en</strong>taci n. 13<br />
Plantas C3: Produc<strong>en</strong> un mayor empobrecimi<strong>en</strong>to<br />
<strong>en</strong> C13. Maíz, caña <strong>de</strong> azúcar.<br />
Plantas C4: Mayor cont<strong>en</strong>ido <strong>de</strong> 13 C. Patata y<br />
remolacha
Isótopos Is topos <strong>estables</strong><br />
Déficit ficit <strong>de</strong> amilasa<br />
(C 6H10O 10 5) n<br />
13C 12 12C5H10 ( 13<br />
Amilasa<br />
C6H12O 12 6<br />
12C5H12 13 C12 10O 5) n<br />
12O 6<br />
Ciclo Ciclo<br />
Krebs Krebs<br />
13 CO CO2 2<br />
ATP ATP + + CO 2<br />
13<br />
13 CO 2<br />
13 CO 13 COCO2<br />
2<br />
CÉLULA LULA<br />
13 CO CO2 2
Isótopos Is topos <strong>estables</strong><br />
Déficit ficit <strong>de</strong> amilasa<br />
(C 6H10O 10 5) n<br />
13C 12 12C5H10O 10 5) n CO<br />
( 13<br />
C6H12O 12 6<br />
Amilasa<br />
Ciclo Ciclo<br />
Krebs Krebs<br />
CO 2<br />
ATP + CO 2<br />
CO 2<br />
CÉLULA LULA<br />
CO 2
Aplicaciones Clínicas<br />
Agua corporal total → H 2 18 O<br />
Gasto <strong>en</strong>ergético → 2 H 2 18 O<br />
Metabolismo Oxidativo<br />
-Carbohidratos → 13 C - glucosa<br />
- Ácidos grasos → 13 C - palmítico; 13 C - octanoico<br />
- Aminoácidos → 13 C - leucina; 13 C - valina; 2 H 5 - f<strong>en</strong>ilalanina<br />
- Metabolismo mitocondrial → ácido 13 C - cetoisocaproico<br />
- Actividad <strong>de</strong>l citocromo P450 → 13 C - eritromicina ; 13 C - aminopirina
Aplicaciones Clínicas<br />
Metabolismo Sintético<br />
- Gluconeogénesis → 2,3- 13 C - alanina; 13 C - glicerol<br />
-Proteínas → 13 C - leucina; 2 H 5 - f<strong>en</strong>ilalanina<br />
- Ácidos Grasos → ácido- 13 C - linoleico<br />
- Metabolismo <strong>de</strong> Lipoproteínas → 13 C - leucina<br />
- F<strong>en</strong>ilcetonuria → 2 H 5 - f<strong>en</strong>ilalanina<br />
- Déficit <strong>de</strong> Lactasa → 13 C - lactosa<br />
Patología Digestiva (test <strong>de</strong>l ali<strong>en</strong>to)<br />
- Déficit <strong>de</strong> lipasa intestinal → 13 C - trioctanoína; 13 C - triglicérido mixto<br />
- Déficit <strong>de</strong> amilasa → 13 C - almidón<br />
- Infección por H. pylori → 13 C - urea<br />
- Vaciami<strong>en</strong>to gástrico → 13 C - octanoato; 13 C - acetato; 13 C - glicina<br />
- Sobrecrecimi<strong>en</strong>to bacteriano → 13 C - glicocólico<br />
-Malabsorción → 13 C - glucosa<br />
- Masa funcional hepática → 13 C - aminopirina; 13 C - galactosa
¡Gracias por<br />
vuestra<br />
at<strong>en</strong>ción!
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