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Erra-Balsells, Rosa

Doctora en Ciencias Químicas

MATERIALES ORGÁNICOS MOLECULARES y IÓNICOS NANOESTRUCTURADOS (LÍQUIDOS IÓNICOS) PARA SER USADOS COMO MATRICES (FOTOSENSIBILIZADORES) EN ESPECTROMETRIA DE MASA UV-MALDI. DISEÑO, SÍNTESIS y ESTUDIO DE SUCOMPORTAMIENTO TÉRMICO Y FOTOQUÍMICO

Una de las aplicaciones analíticas más exitosa de la fotoquímica es la Espectrometría de Masa de macromoléculas y moléculas termolábiles en general (analito) donde la volatilización / ionización es inducida por un fotosensibilizador (matriz) el cual es electrónicamente excitado por un laser UV. Esta técnica denominada UV-MALDI-MS (siglas del inglés UV-Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Mass Spectrometry) ha revolucionado la analítica de las moléculas termolábiles en dos campos: el de los polímeros/macromoléculas sintéticas y el de la biología molecular (biociencias).

Como parte de un estudio que tiene por objeto encontrar un modelo que describa cuales son las condiciones que debe reunir el par analito – matriz para optimizar la eficiencia del proceso UV-MALDI, se prepararán y caracterizarán nuevos compuestos moleculares y nanoestructurados iónicos, líquidos iónicos (ILs), cuyo comportamiento como matrices será detalladamente estudiado.

Aún en la actualidad se carece de un modelo general para explicar este proceso de fotosensibilización que induce la volatilización(desorción)/ionización sin descomposición de macromoléculas (p.m. ³ 500 Da) y moléculas termolábiles en general.

Por tratarse el proceso a estudiar de una reacción fotoquímica seguida de una ablación térmica, a la primer etapa de síntesis y caracterización de los posibles fotosensibilizadores (matrices; moléculas neutras y líquidos iónicos)  le sigue el estudio de:

(i)la fotoquímica (fotofísica y fototransformación química permanente si la hubiera) de los mismos tanto en solución como puros ya sea en estado sólido o líquido y (ii) su estabilidad térmica, además de su carácter ácido-base y su capacidad donora y aceptora de electrones tanto en el estado electrónico fundamental como en los estados electrónicos excitados. Se efectúan estudios de su potencial utilidad como matrices en el análisis por UV-MALDI-MS de macromoléculas, especialmente en el campo de los polímeros sintéticos y biociencias en general. El presente proyecto une tres aspectos importantes como la investigación básica, la generación de conocimiento y el aporte al desarrollo de nuevas tecnologías.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Molecular and ionic nano-structured organic compounds (Ionic Liquids) to be used

as photosensitizers in UV-MALDI M as Spectrometry. Design, synthesis and study of  its thermal and photochemical properties.

 

Mass spectrometry of thermo-unstable compounds (synthetic and bio-molecules including low molecular weight and macromolecules) based on desorption/ionization induced by a photosensitizer (matrix) electronic excited by a UV laser (UV-MALDI-MS) is currently one of the most outstanding analytical application of the photochemistry. Its application in polymer/macromolecule sciences and in biosciences (molecular biology) has strongly impacted.

To reach as final goal a model that fix the optimal conditions for analyte-matrix system in which desorption/ionization is highest efficient, we face the preparation of new organic molecular materials and nano-structured organic materials (i.e., ionic liquid, IIL) and the study of its performance as matrix. Currently the general model/theory to explain why can be desorbed/volatilized as stable gas-ions macromolecules (m.w. ³ 500 Da) and thermolabil molecules is not available.

As the MALDI process involves an inicial photochemical event ending in a thermal ablation. after new materials preparation and characterization  (matrix: neutral molecules nanomaterial, ILs) several analysis steps will follow: (i) Photochemistry (Photophysics and photostability) in solution and in its natural state at room temperatura and (ii) Thermal stability, acid-base character, electron donor and aceptor properties in ground state (So) and in the corresponding electronic excited states (Sn and/or Tn).

Their performance as matrix in UV-MALDI-MS analysis of synthetic species and biomolecules will be studied. The present project focus the attention simultaneously in quite essential aspects of current science such as basic research, improvment of foundation/comprenhension of a nowadays top technology (UV-MALDI-MS) and contribution to new tecnologies development.

 

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