La aparición de fullerenos prístinos y funcionalizados como constituyentes de aerosoles en el aire.

Sep 02, 2023

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 4248 (2023) Citar este artículo

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Investigamos si los fullerenos prístinos y funcionalizados podrían ser componentes reales de los finos aerosoles atmosféricos. Se elaboraron perfiles completos de fullerenos a partir de extractos de 1 µL mediante espectrometría de masas de tiempo de vuelo por ionización y desorción láser de matriz (MALDI-MS) en unos pocos minutos. El ion con m/z 720, correspondiente a [C60]-•, se identificó como fullereno después de que se aplicara 1 µL de solución de matriz de ácido α-ciano-4-hidroxicinámico sobre los extractos secos. Los iones con m/z correspondientes a C70, C76, C84, C100, C118, C128 y C130 también se atribuyeron a otras especies de fullereno detectadas en las muestras. Se encontró que el ion m/z 878 era el derivado de fullereno metano[60]fullereno dicarboxilato de dietilo. Dado que los iones de moléculas de fullereno fragmentadas no se detectaron ni siquiera con altas energías láser, consideramos que los fullerenos se producen como constituyentes originales de matrices de partículas atmosféricas reales en lugar de formarse como artefactos de la acción del láser sobre las muestras. Por lo tanto, este protocolo sería útil para comprender la distribución de fullerenos prístinos o funcionalizados en el medio ambiente y su participación en la química atmosférica en condiciones típicas, así como su aplicación en estudios de (eco)toxicidad in vitro e in vivo.

Los fullerenos prístinos o no sustituidos (como los C60 y C70, entre otros) y sus derivados (fulerenos funcionalizados) son compuestos formados principalmente por átomos de carbono dispuestos en forma esférica a modo de buckybolas1,2,3,4,5. La versatilidad química de los fullerenos y sus derivados los hace útiles para una amplia gama de aplicaciones, incluida la generación de energía6, electrónica, óptica, fotovoltaica, (bio)medicina y productos de cuidado personal, entre otras7,8,9. De hecho, hasta 2012, una estimación de la producción de fullerenos era de aproximadamente decenas de miles de toneladas por año7,10. Aunque entre 2014 y 2019 la producción de fullerenos aumentó solo alrededor del 6%11, es probable que su producción aumente en breve.

La presencia real de fullerenos en el medio ambiente aún no es un consenso en la literatura3,12, a pesar de que se han encontrado en aguas residuales y superficiales13, sedimentos14,15,16, suelos7,14, hollín de motores17 y partículas en el aire expulsadas del carbón18. ,19 y quemas de diésel20 y meteoritos2. La presencia de fullerenos en el medio ambiente se ha propuesto como una ocurrencia real o atribuida a su formación de artefactos láser durante los análisis de espectrometría de masas (MS) de ionización por desorción láser (LDI) o ionización por desorción láser asistida por matriz (MALDI)12.

Los fullerenos y sus derivados se han relacionado en algunos estudios, probablemente porque su aparición en muestras ambientales o biológicas es difícil de detectar4,12. Otra razón es que los fullerenos pueden sufrir transformación atmosférica bajo varios procesos, incluida la agregación, el recubrimiento y reacciones como la oxidación21 y la fotooxidación22. Algunos estudios han realizado una búsqueda exploratoria sobre la composición química de los metales y la fracción orgánica hidrosoluble de los aerosoles finos (PM2,5), encontrando principalmente metales provenientes de la industria (Cu, Cd y Pb) y del tráfico (Cr, Mn, Ni, V y Zn), así como las procedentes de emisiones naturales (Na, K, Ca, Ti, Al, Mg y Fe)23. Sin embargo, no se ha relacionado con ninguna influencia del contenido de metal en la formación de derivados de fullereno. Los fullerenos generalmente se encuentran en niveles de trazas o ultratrazas, lo que dificulta su extracción cuantitativa con métodos convencionales. En consecuencia, también pueden ser difíciles de detectar y cuantificar en matrices ambientales cuando se consideran cientos o miles de otros componentes de la muestra, que pueden actuar como interferencias, según la técnica de extracción y análisis de muestras que se emplee.

Actualmente, todavía faltan metodologías para la extracción, detección e identificación integrales de varios compuestos de fullereno (prístinos y funcionalizados) en matrices complejas. Los estudios publicados recientemente se han centrado principalmente en el C60 y el C70, así como en algunos fullerenos sustituidos4. Los enfoques analíticos para la detección y cuantificación integrales son desafiantes, especialmente en matrices biológicas (por ejemplo, orina, sangre, plasma, leche y tejidos) y ambientales (suelo, agua, sedimentos y aerosoles atmosféricos) más complejas. Además, esto limita los estudios sobre la evaluación del riesgo de exposición y la determinación de posibles efectos biológicos relacionados con los fullerenos24.

Los fullerenos se han extraído de muestras ambientales como agua25, suelo7,14 y sedimentos14, más comúnmente mediante extracción líquido-líquido (LLE) utilizando tolueno o, más recientemente, mediante microextracción líquido-líquido dispersiva asistida por ultrasonido23. También se han probado los protocolos de extracción Soxhlet, sonicación y supercríticos en relación con su capacidad para extraer fullerenos de materiales carbonosos. Sin embargo, se obtuvieron rendimientos muy por debajo del 5% para la extracción con C60 para todas las matrices carbonosas.

En cuanto al paso de análisis, se han utilizado diferentes tipos de fuentes de ionización, como APPI, ESI y APCI, pero solo unos pocos estudios han aplicado MALDI-MS. Se han utilizado diferentes plataformas de espectrometría de masas, como configuraciones sin cromatografía, para caracterizar los fullerenos, con diferentes fuentes de ionización, como la ionización por electropulverización (ESI), la ionización química a presión atmosférica (APCI), la fotoionización a presión atmosférica (APPI), la ionización por desorción láser (LDI). )12 y ionización por desorción láser asistida por matriz (MALDI)12, y diferentes analizadores de masas (como Time-of-Flight (TOF) y Ion Mobility)3. También se aplicó LC-QTOF-MS para determinar los prístinos fullerenos C60 y C70, además de seis metanofullerenos, como el éster metílico del ácido [6,6]-fenil-C61-butírico ([60]PCBM) en muestras de suelo7.

La cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS) también se ha utilizado para la cuantificación de fullereno23. Por ejemplo, Carboni et al.14 desarrollaron un método analítico para matrices de suelo y sedimentos que alcanzó los límites de detección del método instrumental (ILoD) a 6 y 12 fg para C60 y C70, respectivamente. En el mismo estudio, los límites de cuantificación del método instrumental (ILoQ) fueron 20 y 39 fg, respectivamente, para C60 y C7014. Por otro lado, la cuantificación mediante MALDI-MS a menudo se reconoce como una técnica limitada debido a su menor reproducibilidad y su desviación estándar relativa más alta. Sin embargo, algunos estudios han presentado avances significativos, presentando resultados MALDI-MS comparables a los de LC-MS que cuantifican compuestos nitroaromáticos en suelos contaminados24.

No obstante, existe la necesidad de métodos analíticos sólidos, sensibles y completos para los fullerenos para comprender mejor los posibles efectos adversos relacionados con los fullerenos en seres humanos y animales. De hecho, los estudios de toxicidad y ecotoxicidad aún son limitados hoy en día debido a la falta de una metodología para la determinación de fullerenos prístinos y derivatizados que sea capaz de detectarlos de manera inequívoca como constituyentes reales de muestras ambientales14. Lo mismo se aplica a las muestras atmosféricas.

Dado que los fullerenos pueden funcionar como intramatrices (matrices mismas), se detectarían en las partículas atmosféricas como constituyentes reales. En el presente estudio, utilizamos muestras de partículas finas atmosféricas (PM2.5). Estas muestras se utilizaron para determinar si los fullerenos se encuentran entre sus constituyentes originales. Luego, realizamos un perfil completo de fullerenos utilizando la técnica de ionización por desorción láser asistida por matriz (MALDI) en un entorno sin cromatografía. Los resultados se discuten críticamente.

Para comenzar, se probaron matrices para análisis de fullereno utilizando ácido 2,5-dihidroxibenzoico (DHB) (comúnmente usado en análisis de hidrocarburos) y ácido α-ciano-4-hidroxicinámico (CHCA) (comúnmente usado en análisis de péptidos o proteínas). Para este ensayo, se utilizó un filtro de muestra que contenía partículas PM2,5 recolectadas el 1 de diciembre de 2017. El CHCA presentó una mejor matriz MALDI para fullereno que el DHB en el rango de masas de interés (600-2000 Da). Se puede observar por la cantidad de iones detectados y su abundancia cuando se comparan los espectros de la Fig. 1 entre sí. Por ejemplo, el ion con m/z 720 (C60) fue más abundante usando el CHCA en lugar de la matriz DHB, y la detección de más especies también mejoró cuando se usó el CHCA.

Perfil MALDI-MS de una muestra de aerosol fino. Espectros típicos de las muestras de filtro que muestran algunos fullerenos y el efecto de matriz de las matrices del ácido α-ciano-4-hidroxicinámico -CHCA (A) y del ácido 2,5-dihidroxibenzoico-DHB (B) sobre los iones fullereno detectados.

Después de elegir CHCA como matriz MALDI para este estudio, investigamos si las señales y perfiles de tres porciones de la misma muestra de filtro (muestreada el 1 de diciembre de 2017) extraídas, bajo análisis sucesivos, serían similares. De hecho, los espectros obtenidos presentaron una alta repetibilidad con tres réplicas verdaderas (Fig. 2). En consecuencia, los espectros del filtro en blanco se presentan en Datos complementarios (Figs. S1, S2 y S3).

Perfil MALDI-MS de una muestra de aerosol fino analizada por triplicado. Espectros típicos de la muestra que presentan alta repetibilidad entre tres réplicas utilizando la matriz CHCA.

A continuación, aplicamos análisis de espectrometría de masas de ionización y desorción láser asistida por matriz (MALDI-MS) para detectar fullerenos en filtros atmosféricos reales muestreados. Durante el análisis, las muestras se sometieron a fotoionización y no requirieron sales cationizantes adicionales.

El ion fullereno con m/z 720 (C60) se detectó con alta precisión de masa en diferentes muestras (Fig. 3), así como el derivado de dicarboxilato de dietil metano [60] fullereno (Fig. 4). Cabe mencionar que no se encontró ningún indicio en la literatura de este derivado en muestras atmosféricas. Hasta donde sabemos, esta puede ser la primera vez que se encuentra este derivado de fullereno en este tipo de muestra. Debido a que los compuestos de fullereno en el estudio actual son constituyentes genuinos de aerosoles atmosféricos, planteamos la hipótesis de que el dicarboxilato de dietil metano [60] fullereno se formó durante el envejecimiento de las partículas a través del transporte a larga distancia. Puede haberse formado por fotooxidación por radicales OH, ozonólisis, oxidación, fotólisis o reacción con radicales NO3 del fullereno C60. Dado que la región donde recolectamos las muestras es remota, creímos que el precursor derivado (el fullereno C60) pudo haberse originado lejos de los puntos de muestreo y luego sufrió una serie de modificaciones hasta que lo recolectamos.

Espectros MALDI-MS de muestras de partículas finas recolectadas el 1 de diciembre de 2017 (A), el 13 de diciembre de 2017 (B) y el 14 de diciembre de 2017 (C) (de arriba a abajo). Esos espectros de muestra presentaron el núcleo de fullereno de la molécula observada como el ion con m/z 720 (C60) usando la matriz CHCA.

Espectros MALDI-MS de una muestra de partículas finas que muestran el dietilmetano[60]fullerenodicarboxilato de fullereno observado como el ion con m/z 878.

En este estudio, empleamos un procedimiento de preparación de muestras miniaturizado para extraer fullerenos combinados con MALDI-MS por primera vez, empleando algunos de los principios de la Química Verde. Algunos de los aspectos de la Química Verde considerados aquí son: (i) minimización de la cantidad de muestra; (ii) reducción del consumo de reactivos y energía; (iii) miniaturización y automatización; (iv) reducción de residuos; (v) determinación de múltiples analitos; (vi) mejora de la seguridad de los analistas; y (vii) la sustitución de reactivos tóxicos por alternativas menos tóxicas26. Tanto los procedimientos de extracción como de análisis MALDI se han demostrado como pruebas decisivas para abordar un análisis integral de los fullerenos. En nuestros estudios anteriores, se cuantificaron con éxito varios compuestos aromáticos policíclicos en aerosoles finos utilizando dispositivos de extracción miniaturizados27,28,29. Sin embargo, el uso de un GC-MS con una fuente de ionización de electrones y un analizador de espectrómetro de masas típico de baja resolución fueron los principales factores limitantes para detectar PAC o fullerenos más complejos en ese momento. Nuestro procedimiento de extracción con disolventes miniaturizado y de bajo consumo ha demostrado que se necesita una cantidad baja de muestra para el análisis (solo el 2 % del área total del filtro, 4,15 cm2). Esta reducción también refleja el empleo de volúmenes de solventes orgánicos tan bajos como 500 μL. En el presente trabajo, reemplazamos solventes más tóxicos y menos amigables con el medio ambiente (como el diclorometano30, que se ha desaconsejado desde el Protocolo de Montreal) con acetato de etilo, que tiene muchas ventajas analíticas. Por tanto, en cuanto a las prerrogativas de la Química Verde, nuestro método de extracción es más ventajoso.

Aquí, la principal hipótesis a investigar es si los fullerenos podrían ser constituyentes originales de las muestras de aerosoles. Y si es así, en realidad se encuentran en las finas partículas de aire reales como fullerenos prístinos o sustituidos que se pueden detectar en esas muestras. De hecho, recientemente se han reportado algunas evidencias de fullerenos a partir de partículas expulsadas de la combustión del carbón19 y del hollín de los motores diésel20. De hecho, Wang et al.18 señalaron que los fullerenos pueden ser parte de la porción de carbono negro (BC) o carbono marrón (BrC) de las partículas atmosféricas recolectadas en el aire ambiente en el este de China. Schnaiter et al., por otro lado, sugirieron que los fullerenos serían componentes de las partículas de aerosol en muestras de nieve fresca recolectadas en Alemania.

Por otro lado, algunos otros estudios han encontrado que los fullerenos podrían producirse potencialmente como artefactos debido a la energía del láser durante el proceso de ionización. Esto es especialmente cierto cuando se utiliza el protocolo sin matriz de ionización por desorción láser (LDI)12 para el análisis de ciertos tipos de muestras geológicas. Por lo tanto, si los fullerenos tuvieran apariciones relacionadas con artefactos, probablemente habría una dependencia de la abundancia de fullerenos directamente proporcional a la energía láser aplicada. Si ese fuera el caso, con frecuencia se detectarían fragmentos de masa de longitud inferior a m/z 720 (del C60) dentro de los espectros de la muestra. Sin embargo, no hay suficiente evidencia en la literatura sobre la dependencia de la abundancia de los fullerenos al aplicar diferentes energías láser. No hay evidencia de una fragmentación extensa asociada con una alta energía del láser ni una comparación suficiente del proceso de ionización por desorción por láser tanto en presencia como en ausencia de matriz.

Sin embargo, algunos estudios han demostrado que las moléculas aromáticas y de fullereno policondensadas pueden funcionar como “automatrices”32. Según esta evidencia, los fullerenos se detectarían en partículas atmosféricas independientemente de la presencia de una matriz (LDI o MALDI). Dado que esos estudios detectaron fullerenos mediante la técnica LDI12, investigamos si el tipo de matriz también influiría en la detección de fullerenos. Nuestros resultados mostraron que diferentes tipos de matrices podrían haber afectado si las intensidades de los iones fullereno aumentaban o disminuían cuando se usaba energía láser. Esto se debe a que la energía láser puede ayudar a que se produzcan procesos de desorción/ionización además de la supresión iónica. Detectamos simultáneamente muchos compuestos de fullereno mediante el análisis de ionización por desorción con láser de matriz. El ion m/z 720, correspondiente a [C60]•+, se anotó como un compuesto de fullereno (Fig. 3). Además, el ion con m/z 840 está relacionado con la especie [C70]•+. También se detectaron en las muestras las especies C76, C84 y C100, atribuidas a derivados del fullereno (Fig. 3) (Tabla 1). Dado que: (i) la fuente MALDI generalmente se reconoce como un método de desorción/ionización más suave (en comparación con otros métodos de ionización), y (ii) nuestros resultados no presentaron ningún ion de fullereno fragmentado detectable incluso bajo altas energías láser, creemos que los fullerenos Probablemente sean constituyentes reales de los aerosoles finos.

También observamos un fuerte efecto de matriz en los perfiles de los fullerenos en función de sus intensidades de señal y el número de iones detectados. Esos hallazgos señalan la importancia de estudiar y optimizar el tipo de matriz que se utilizará para mejorar los análisis MALDI-MS (Fig. 1). La matriz CHCA, comúnmente utilizada en el MALDI-TOF para analizar péptidos y proteínas, presentó el doble de iones con intensidades más altas que los de la matriz DHB (Fig. 1).

La alta miscibilidad entre la solución de matriz MALDI y la solución de muestra durante el paso de preparación puntual es crucial para mejorar la ionización de los analitos y luego la desorción de los iones en la fase gaseosa durante el impacto del láser. También podría minimizar la fragmentación no deseada de las moléculas de los analitos durante el análisis MALDI. Además, las interacciones intermoleculares entre los núcleos aromáticos de los fullerenos y la matriz durante el paso de fotoionización y las transferencias de carga intermoleculares resultan en una disminución en la probabilidad de ionización de los analitos32. Nuestros resultados han demostrado que los procesos de desorción/fotoionización de los fullerenos en partículas atmosféricas son más favorables cuando se utiliza la matriz CHCA porque se detectaron más iones fullerenos en sus intensidades más altas32.

La cuantificación de fullerenos o derivados mediante MALDI-MS sigue siendo difícil porque la relación matriz/analito tiene una fuerte influencia en la correlación entre la intensidad de la señal y la cantidad de analito. El efecto de supresión de iones también se ha informado debido a fuertes interacciones intermoleculares entre los núcleos aromáticos de hexabenzocoroneno (HBC)32. Sin embargo, se han informado pocos estudios que traten el análisis cuantitativo MALDI-MS de los fullerenos C60 y C70 porque las estructuras esféricas de buckyball C60 y C70 les impiden tener una fuerte agregación con los iones de la matriz. Si bien el efecto de supresión iónica en el análisis de cuantificación de fullereno es insuficiente, no se reconocen anomalías dependientes de moléculas en su comportamiento de desorción-fotoionización32.

En conclusión, nuestro estudio presentó pruebas sólidas de que los compuestos de fullereno prístinos y sustituidos son componentes reales de los aerosoles atmosféricos finos. Según el número de especies detectadas y sus intensidades iónicas relativas, demostramos que el ácido α-ciano-4-hidroxicinámico es adecuado para detectar fullerenos. Los análisis de muestras de partículas atmosféricas finas reales revelaron perfiles completos de fullerenos, así como del derivado de fullereno, dietil metano[60]fullereno dicarboxilato C60, C70, C76, C84, C100, C118, C128 y C130. Nuestro método también podría aplicarse para detectar potencialmente especies de fullereno oxigenados, como C60O, C60O2 y C60O3, entre otros, que pueden formarse en condiciones atmosféricas típicas mediante reacciones de ozonólisis o fotooxidación. Sin embargo, en nuestras muestras no se detectaron esos derivados oxigenados.

Los disolventes utilizados para preparar las muestras fueron acetonitrilo hipergrado para LC-MS LiChrosolv® pureza ≥ 99,9 % (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO), acetato de etilo 99,7 % (Sigma-Aldrich, St. Louis, EE. UU.), metanol hipergrado para Pureza LC-MS LiChrosolv® ≥ 99,9% (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO). El ácido trifluoroacético era de grado LC-MS y LiChropur era ≥ 99,0% (GC) (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO). El agua ultrapura utilizada para preparar los extractos se purificó mediante el sistema de agua Direct-Q (Millipore, Bedford, MA). Las matrices MALDI eran de grado MALDI-MS de ácido α-ciano-4-hidroxicinámico (CHCA), pureza ≥ 99,0 % (HPLC) (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) y de ácido 2,5-dihidroxibenzoico (DHB) MALDI-MS grado, pureza ≥ 99,0% (HPLC) (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO). Los estándares de fosfolípidos utilizados para la calibración TOF fueron 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfatidiletanolamina (sal de amonio) con una pureza ≥ 99% (DOPE), 1,2-dimiristoil-sn-glicero-3-fosfo-rac-( 1-glicerol) sal sódica, pureza ≥ 99% (DMPG), sal monosódica de 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfato, polvo, pureza ≥ 99% (DPPA), 1,2-dipalmitoil-sn-glicero Sal sódica de -3-fosfo-L-serina, polvo, pureza ≥ 99 % (DPPS) obtenida de Avanti Polar Lipids, Inc. (Alabaster, Al, EE. UU.).

Durante la expedición PIRATA (noviembre-diciembre de 2017), se recolectaron diariamente muestras finas de aerosoles atmosféricos (PM2,5) a bordo del buque de investigación hidroceanográfica Vital de Oliveira (de la Armada de Brasil). El barco oscilaba entre las latitudes 0° 50′ 27,54″ N y 15° 00′ 00″ N dentro de la misma longitud de 38° 19′ 0.00.36″ W, luego hasta 4° 39′ 57,12″ S y 35° 36′ 46,62 ″ W al final del período de muestreo. La presión atmosférica fue de aproximadamente 1 atm durante toda la campaña de muestreo. La humedad relativa, la dirección y la velocidad del viento (con respecto al barco) oscilaron entre 73 y 76%, 69° y 197° y 16 a 18 nudos. El muestreo se realizó utilizando un muestreador de alto volumen (Hi-Vol, Energética, Brasil) equipado con una entrada para clasificar partículas con dp < 2,5 µm, que operó a una velocidad de muestreo de 1,112 m3 min-1 durante 24 h. Esto correspondió a 1457 m3 de volumen total de aire muestreado. Las muestras se recogieron en filtros de microfibra de cuarzo (QFF, 203 mm × 254 mm, CAT No. 1851-865, Whatman, EE. UU.). Para el paso de ponderación, utilizamos una balanza analítica Shimadzu AUY220 (0,0001 g ± 0,1 mg). La masa de PM2,5 retenida en el filtro QFF después del muestreo osciló entre 0,0100 y 0,0215 g. Se llevaron cinco filtros en blanco (QQF no se usó para recolectar partículas) al recipiente y se mantuvieron en las mismas condiciones que las muestras de filtro reales.

Realizamos la extracción de los compuestos de fullereno a partir de partículas finas (PM 2,5) empleando un sistema de extracción miniaturizado compuesto por un dispositivo de microextracción sin jeringa con cámara de vidrio (Whatman Mini Uniprep G2 Filters, Maidstone, Reino Unido)27,28. El procedimiento se realizó utilizando un trozo de 4,15 cm2 del filtro muestreado. Este trozo de filtro se cortó en partículas más pequeñas y se transfirió a la cámara de vidrio del dispositivo de microextracción. Luego, agregamos 500 μL de la mezcla de solvente de extracción (7:3, acetonitrilo: acetato de etilo) a las piezas de muestra y las cerramos con el émbolo del microextractor. Todo el sistema microextractor se sonicó durante 17 minutos utilizando un limpiador ultrasónico VWR (Radnor, Pensilvania, EE. UU.) a 60 kHz y 39 °C. Después de eso, el émbolo se presionó cuidadosamente hacia abajo en la cámara de vidrio que filtraba el extracto25. Los blancos de filtro se extrajeron de la misma manera que las muestras.

Después de eso, el extracto se colocó (gotita de 1 µL) en una placa MALDI (Bruker-Daltonik GmbH, Bremen, Alemania) y luego se secó al aire. Luego, se aplicó 1 µl de solución de matriz de ácido α-ciano-4-hidroxicinámico (CHCA) sobre la muestra seca. También se depositó una solución estándar de mezcla de fosfolípidos compuesta de DOPE, DMPG, DPPA y DPPS en el punto de calibración de la placa para realizar una calibración externa. La solución de matriz de CHCA se preparó a 50 mg ml-1 en 7:3 de ACN: agua con TFA al 0,1 %. En consecuencia, la matriz de ácido 2,5-dihidroxibenzoico (DHB) se preparó a 10 mg ml-1 en 8:2 ACN:agua con 0,1 % de TFA.

La adquisición de datos MALDI-MS se realizó en un espectrómetro de masas Bruker Autoflex III MALDI-TOF/TOF equipado con un láser de haz inteligente de 334 nm. Los perfiles de fullerenos se obtuvieron utilizando un analizador de tiempo de vuelo (TOF) configurado en modo reflector y modo de iones positivos con una extracción retardada de 260 ns a 20 kV de voltaje de aceleración. Cada espectro se recopiló manualmente como un promedio de 5000 disparos de láser (1000 disparos de láser en cinco posiciones diferentes) aplicando energía láser justo por encima del umbral. Se utilizó un rango de m / z de 600 a 2000 para obtener espectros por triplicado utilizando el software de adquisición AutoExecute de Flexcontrol (Versión 2.4; Bruker-Daltonik GmbH). El análisis de los datos MALDI se realizó en los espectros sin procesar en el software FlexAnalysis (Bruker-Daltonik) después de la resta de la línea base para la eliminación del fondo, la alineación de la escala espectral, la selección de iones con una relación S/N superior a 3 y la normalización de las intensidades.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado [y sus archivos de información complementaria].

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Descargar referencias

Los autores agradecen el apoyo financiero del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq 465497/2014-4), Proyecto Kirimurê (CNPq 442187/2018-1), Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de Bahía (FAPESB), Coordinación de Mejoramiento de la Educación Superior Personal (CAPES, Código de Finanzas 001), y Financiamiento de Estudios y Proyectos (FINEP, 14.01.0215.00). Los autores también están muy agradecidos a la Marinha do Brasil (Armada de Brasil) y a la tripulación del Buque de Investigación Vital de Oliveira y al Proyecto PIRATA por su valiosa ayuda en la logística, así como el apoyo financiero asociado. JBA y GOR agradecen sus becas de investigación del CNPq, y MMN por sus becas de CNPq (DTI-A, 381058/2021-2) y SENAI-CIMATEC.

Estos autores contribuyeron por igual: Fábio N. dos Santos, Madson M. Nascimento, Gisele O. da Rocha y Jailson B. de Andrade.

Centro Interdisciplinario de Energía y Medio Ambiente-CIEnAm, Universidad Federal de Bahía, Salvador, BA, 40170-115, Brasil

Fábio N. dos Santos, Madson M. Nascimento, Gisele O. da Rocha & Jailson B. de Andrade

Laboratorio de Espectrometría de Masas ThoMSon, Instituto de Química, Universidad de Campinas, Campinas, São Paulo, 13083-970, Brasil

Fábio N. dos Santos

Instituto de Química, Universidad Federal de Bahía, Salvador, BA, 40170-290, Brasil

Gisele O. da Rocha y Jailson B. de Andrade

Centro Universitario SENAI-CIMATEC, Av. Orlando Gomes, 1845-Piatã, Salvador, BA, 41650-010, Brasil

Madson M. Nascimento, Gisele O. da Rocha & Jailson B. de Andrade

Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología en Energía y Medio Ambiente-INCT, Universidad Federal de Bahía, Salvador, BA, 40170-115, Brasil

Madson M. Nascimento, Gisele O. da Rocha & Jailson B. de Andrade

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FNdS: conceptualización, metodología, análisis formal, investigación, redacción—borrador original. MMN: conceptualización, metodología, análisis formal, investigación, redacción—borrador original. GOdR: conceptualización, metodología, análisis formal, investigación, redacción—borrador original. JBA: conceptualización, redacción del borrador original, administración del proyecto, adquisición de fondos, supervisión, visualización.

Correspondencia a Jailson B. de Andrade.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

dos Santos, FN, Nascimento, MM, da Rocha, GO et al. La aparición de fullerenos prístinos y funcionalizados como constituyentes de aerosoles en el aire. Representante científico 13, 4248 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31119-4

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Recibido: 06 de octubre de 2022

Aceptado: 07 de marzo de 2023

Publicado: 14 de marzo de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-31119-4

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