Source: https://es.scribd.com/doc/81011957/espectroscopia-de-masas
Timestamp: 2015-11-30 22:41:40+00:00

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P. 1espectroscopia de masasespectroscopia de masas|Views: 89|Likes: 1Publicado porMartin ParedesMore info:Published by: Martin Paredes on Feb 09, 2012Copyright:Attribution Non-commercialAvailability:Read on Scribd mobile: iPhone, iPad and Android.download as DOCX, PDF, TXT or read online from ScribdFlag for inappropriate content|Agregar a la colecciónSee moreSee lesshttps://es.scribd.com/doc/81011957/espectroscopia-de-masas01/04/2013pdftextoriginalINTRODUCCIÓNLa Espectrometría de Masas es una poderosa técnica microanalítica usada para identificar compuestos desconocidos, para cuantificar compuestos conocidos, y para elucidar la estructura y propiedades químicas de moléculas. La detección de compuestos puede ser llevada a cabo con cantidades realmente pequeñas (algunos pmoles) de muestra y obtener información característica como el peso y algunas veces la estructura del analito. En todos los casos, alguna forma de energía es transferida a las moléculas a analizar para afectar la ionización. En la técnica clásica de impacto electrónico (electron ionization EI), algunas de las moléculas ionizadas del analito ³explotan´ en una variedad de fragmentos ionizados, el patrón de fragmentación resultante así como los iones residuales constituyen el espectro de masas. En principio, el espectro de masas de cada compuesto es único y puede ser usado como se ³huella química´ para caracterizar el analito.
Corría el año 1912 cuando el científico J. J. Thomson (Premio Nobel en 1906) empujado por su afán de descubrir los secretos más profundos de la química, se las ingenió para crear el primer espectrómetro de masa y obtener de él los primeros espectros de elementos como O2, N2, CO y COCl2. Pero el mérito no fue solo de él, ya que la espectrometría de masas comenzó a ver la luz en el año 1886 cuando Goldstein descubrió los iones positivos, siguió cogiendo forma con W. Wien que consiguó analizarlos por deflección magnética en 1898 y que dio un paso definitivo cuando W. Kaufmam consguió analizar los rayos catódicos usando campos eléctricos y magnéticos paralelos en 1901. Todos estos avances permitieron a la privilegiada mente de J. J. Thomson idear el primer espectrómetro de masas (Skoog, Hiller, Nieman, 2000, 182). A partir de ese día se comenzó a usar en los laboratorios de química para separar iones atómicos y moleculares en función del cociente masa/carga con la unidad Thomson (Th) como unidad fundamental. Y aunque su avance era firme, su uso para analizar macromoléculas no fue posible hasta la década de los 80, cuando el profesor J. B. Fenn utilizó el método de ionización por electropulverización ("electrospray") de una solución acuosa de proteínas. De esta forma consiguió producir pequeñas gotas de una muestra que se reducen de tamaño al evaporarse el agua que las transporta, mientras los iones de
proteínas permanecen en forma de suspensión libre. La relación masa/carga de los iones así obtenidos permite su análisis en cualquier espectrómetro de masas. Biólogos y químicos pueden ahora rápidamente identificar las proteínas y obtener su imagen tridimensional (Rubinson, Rubinson, 2000, pg. 289). La espectrometría de masas atómicas es una herramienta muy versátil y util para identificar los elementos presentes en una muestra y determinar las concentraciones de cada una de las materias que la componen. Esta técnica nos permite determinar prácticamente todos los elementos del sistema periódico. Esta técnica ofrece numerosas ventajas frente a las técnicas espectofotométricas ya que:
Los límites de detección que son, para muchos elementos, tres órdenes de magnitud más sensibles frente a los métodos ópticos. Espectros notablemente más sencillos, generalmente únicos y con frecuencia fácilmente interpretables. Capacidad para medir relaciones isotópicas atómicas.
El coste del instrumento es de dos a tres veces el de los instrumentos ópticos atómicos. La deriva del instrumento puede ser del orden del 5 o 10%/hora. Contiene unas determinadas interferencias.
La composición elemental de las muestras: de esta se encarga la espectrometría de masas atómico. De la composición de las moléculas inorgánicas, orgánicas y biológicas. De la composición cualitativa y cuantitativa de mezclas complejas. De la estructura y composición de superficies sólidas. De las relaciones isotópicas de átomos en las muestras.
Hoy en día se continúa avanzando y cabe citar al científico japonés K. Tanaka, que bombardeando muestras de macromoléculas biológicas en estado sólido o viscoso con rayos láser, consiguió su dispersión en porciones ionizadas de pequeñísimo tamaño, aptas para su análisis por espectrometría de masas. Un método para determinar la masa de macromoléculas en espectrometría es acelerarlas en una cámara de vacío y medir su "tiempo de vuelo". Los blancos del espectrómetro son alcanzados por las moléculas en un orden determinado por sus unidades Thomson. Las más rápidas son las más ligeras y de mayor carga (Rubinson, Rubinson, 2000, pg.291) Estos métodos poseen muchas aplicaciones como son el desarrollo de productos farmacéuticos, control de sustancias nutritivas y diagnósticos precoces de enfermedades como la malaria, cáncer de mama, cáncer de próstata, etc.
Ionización de la muestra (Oriol. Detección de los iones y producción de la correspondiente señal eléctrica.
Hoy en día.VOLVER AL INDICE
FUNDAMENTOS TEÓRICO. 1998. A.
Fig. La espectrometría de masas se fundamenta en la separación de partículas moleculares o atómicas por su diferente masa.1: Esquematización del paso de una muestra por los principales componentes de un instrumento de espectroscopia de masas. 312-313)
. aunque el espectrómetro de hoy en día poco tenga que ver con su predecesor.TÉCNICOS DE E. esta técnica continúa teniendo los mismos fundamentos que en su origen. Aceleración de los iones por un campo eléctrico. Dispersión de los iones según su masa/carga.M. El proceso de la espectrometría de masas comprende básicamente cuatro etapas:
Ionización de la muestra.
la cual es igual a la fuerza de atracción del campo Hev.r2/2V Dado que la mayoría de los iones formados en la segunda etapa tienen una sola carga y que el resto de parámetros se mantienen constantes. VOLVER AL INDICE
. 313) Convertimos una fracción significativa de los átomos formados en la etapa 1 en un flujo de iones. 1998. De esto deducimos que el radio es igual a: r = (2Vm/H2e) ½ C. la relación m/e suele ser la masa del ión. La velocidad que adquieren viene regida por la formula: v = [2eV/m] ½ Donde V es el potencial aplicado.La ionización de la muestra se consigue por bombardeo mediante electrones (e-) según el proceso:
M + e. desarrollando una fuerza centrífuga mv2/r. generalmente positivos y de carga única. El ordenador al que está conectado el aparato recoge las distintas señales y las reproduce en forma de espectrograma.à M+ + 2eB. Cuando las partículas aceleradas se someten a la acción de un campo magnético (H) describen una trayectoria circular de radio r alrededor de este campo. 317). Detección de los iones y producción de la correspondiente señal eléctrica (Oriol. Aceleración de los iones por un campo eléctrico(Oriol. o capacidad del mismo para separar dos partículas de diferente masa. 315) Basándonos en la ecuación anterior podemos calcular la relación m/e que es: m/e = H2. 1998. La utilidad analítica de un espectrómetro de masas depende de la resolución del instrumento. 1998. Dispersión de los iones según su relación masa/carga (Oriol. ³e´ la carga del electrón y ³m´ la masa. formato de fácil interpretación. D.
El sistema de entrada es normalmente de vidrio para evitar posibles pérdidas por adsorción.INSTRUMENTACIÓN EN E. Acelerador.
Básicamente un espectrómetro de masas costa esencialmente de las siguientes partes:
Sistema de entrada de muestras. Entrada por sonda indirecta: los líquidos y los sólidos no volátiles se pueden introducir en la región de ionización mediante un soporte para muestra o sonda. En los espectrómetros de masas más modernos encontramos diferentes tipos de sistemas de entrada:
Sistemas indirectos de entrada: es el sistema más clásico y el más simple. 2006)
. Las sondas también se usan cuando la cantidad de muestra es limitada ya que se pierde mucha menos cantidad. esta indicado su uso cuando al espectrómetro de masa va acoplado un sistema de cromatrografía de gases o de líquidos de alta eficacia o a columnas de electroforesis capilar que permiten la separación y determinación de los componentes de mezclas complejas (Métodos. La finalidad del sistema de entrada es permitir la introducción de una muestra representativa en la fuente de iones con la mínima perdida de vacío.M. un micromol o menos de muestra se convierte al estado gaseoso por calentamiento a unos 400ºC y se introduce lentamente en la cámara de ionización. Sistemas de entrada cromatrográficos y de electroforesis capilar : es un tipo de sistema de entrada especial. en el cual la muestra se volatiliza externamente y se introduce en la región de ionización que esta a baja presión. Detector.
Sistema de entrada de muestras. el cual se inserta a través de un cierre de vacío.
En el sistema de entrada de muestras. Cámara de ionización. Analizadores. El sistema de cierre se utiliza para controlar la cantidad de aire que entra después de la inserción de la sonda en la región de ionización.
En todos los casos. estos requerimientos limitan la utilización de las fuentes de fase gaseosa a compuestos con pesos moleculares menores de unos 103 Daltons. 212). Hiller.(Skoog.
Están generalmente restringidas a compuestos térmicamente estables que tengan puntos de ebullición menores de unos 500ºC. 486) Normalmente los espectrómetros de masas están equipados con accesorios que permiten intercambiar ambos tipos de fuentes. La formación de iones del analito es el punto de arranque de arranque de un análisis por espectrometría de masas. Hieman. El aspecto de los espectros de masas para distintas especies moleculares. 2000. La relajación posterior.  Fuentes de desorción : es estas la muestra en estado sólido o líquido. Fuentes blandas: dan lugar a poca fragmentación y el resultado es un espectro con muy pocos picos dándonos información útil ya que nos permite la determinación exacta del peso molecular de la molécula o moléculas
. 2002. implica la rotura de las uniones produciendo iones fragmentados.
Fuentes duras: comunican suficiente energía a las moléculas para que estén en un estado de energía altamente excitado. En muchos casos el sistema de entrada y la fuente de iones están combinados en un único componente. depende en gran medida del método utilizado para la formación de los iones. se obtiene un haz de iones positivos o negativos (normalmente positivos) que posteriormente se acelera hacia el interior del analizador de masas o sistema separador a través del acelerador. En la mayoría de los casos. Son aplicables a muestras no volátiles y térmicamente inestables (Harvey.Las fuentes de iones de los espectrómetros de masas. 486) Normalmente los espectrómetros de masas están equipados con accesorios que permiten intercambiar ambos tipos de fuentes. tienen todas unas características comunes. Las fuentes de iones se pueden clasificar también en fuentes duras y fuentes blandas. Son aplicables a compuestos que tienen pesos moleculares superiores de 1000 Daltons. se transforman directamente en iones gaseosos. Son aplicables a muestras no volátiles y térmicamente inestables (Harvey. 2002. Su espectro da lugar a muchos picos y nos da información acerca de la naturaleza de los grupos funcionales e información estructural de los analitos. pese a la variabilidad de tipos existente y es que todas transforman los componentes de una muestra en iones. Estos métodos los podemos dividir en dos categorías:
Fuentes de fase gaseosa: en estas primero se volatiliza la muestra y luego se ioniza. Son aplicables a compuestos que tienen pesos moleculares superiores de 100000 Daltons.
FUENTES DE FASE GASEOSA
Fuentes de ionización por campo (FI). indicando sus nombres y acrónimos y especificando cada sus agentes ionizantes. aunque la ionización química de iones negativos se utiliza ocasionalmente en aquellos analitos que contienen átomos muy electrónegativos. 2003. Pese a sus desventajas. esta técnica es la que se ha usado para determinar la mayoría de los espectros que componen las colecciones de espectros (Rouesac. Rouesac. 78)
Se somete a la muestra a una temperatura suficientemente elevada (normalmente mediante un filamento caliente de wolframio o de renio) como para producir un vapor molecular.TIPO Fase Gaseosa
NOMBRE Y ACRÓNIMO Impacto de electrones (EI) Ionización química (CI) Ionización por campo (FI)
AGENTE IONIZANTE electrones energéticos iones gaseosos reactivos
electrodo de elevado potencial Desorción por campo (FD) electrodo de elevado potencial Ionización por electronebulización (ESI) campo eléctrico elevado Desorción/ionización asistida por una matriz haz de láser (MALDI) Desorción Desorción por plasma (PD) fragmentos de fisión del 252Cf Bombardeo con átomos rápidos (FAB) haz de átomos energéticos Espectrometría de masas de iones haz de iones energéticos secundarios (SIMS) Ionización por termonebulización (TS) elevada temperatura Fig. el cual posteriormente se ioniza bombardeando las moléculas originadas con un haz de electrones de elevada energía. Normalmente se utilizan iones negativos.
En la ionización química los átomos gaseosos de la muestra (tanto de un sistema de entrada indirecto como de una sonda caliente) se ionizan al colisionar con los iones producidos al bombardear con electrones un exceso de gas reactivo (normalmente metano). 1: Clasificación de los distintos tipos de camaras de ionización. TIPOS DE CAMARAS DE IONIZACIÓN.
provocando la sublimación del analito a iones que son introducidos en un espectrómetro de tiempo de vuelo para el análisis de masas (Creel. 336-342). La disolución resultante se evapora en la superficie de una sonda metálica que se utiliza para la introducción de la muestra. Esta técnica de reciente descubrimiento nos permite calcular pesos moleculares exactos de extractos de biopolímeros polares en un intervalo de masas moleculares de varios cientos de miles de Daltons. 1993. Ionización por electronebulización (ESI/MS). 378)
En las dos últimas décadas se han desarrollado numerosos métodos de ionización por deserción para tratar muestras no volátiles o termodinámicamente inestables. Rouesaoc.000 Daltons. 1998. Howart. Como consecuencia se obtienen espectros muy simplificados. Esta fuente de ionización usa un emisor con múltiples puntas. Que están formados por numerosas puntas finas cuyos diámetros son menores a 1 µm.En las fuentes de ionización por campo. Desorción/ionización por láser asistida por una matriz (MALDI). similar al usado en las fuentes de ionización por campo. después de reinsertarla la ionización se produce tras proporcionar un potencial elevado a este electrodo. Se realiza en condiciones atmosféricas de presión y temperatura. Esta técnica se ha convertido en una de las más importantes para el análisis de biomoléculas de pesos superiores a 100. de modo que se provoca la formación directa de iones gaseosos. A menudo estos emisores adquieren la forma de un fino hilo de wolframio en el cual se han formado dendritas o filamentos microscópicos de carbono por pirólisis de benzonitrilo en un campo eléctrico elevado. Estos campos se producen al aplicar elevados potenciales (10 a 20 kV) a emisores especialmente construidos. En ocasiones es necesario calentarlo haciéndole pasar una corriente pero puede ocurrir una degradación térmica antes de completarse la degradación. Fuentes de desorción por campo (FD). En esta técnica se mezcla una disolución acuoso/alcohólica de la muestra con un exceso de una sustancia matriz que absorbe la radiación. 2003. 93-94)
FUENTES DE DESORCIÓN (Oriol. En este caso el electrodo se coloca sobre una sonda que puede retirarse y recubrirse con una disolución de la muestra. Estas técnicas prescinden de la volatilización y de la posterior ionización y en su lugar se suministra energía a la muestra sólida o líquida de diversas maneras. La mezcla sólida se expone a la acción de un haz de láser pulsante. La disolución de la muestra se bombardea a través de una aguja capilar de acero inoxidable a un flujo de
. En este caso el analito adquiere poca energía vibracional y rotacional por lo que tiene poca fragmentación (Rouesaoc. El resultado de este tratamiento es la aparición de centenares de microagujas de carbón que emergen desde la superficie del hilo. los iones se forman bajo la influencia de un campo eléctrico elevado (108 V/cm).
2003. Fuentes de bombardeo con átomos rápidos (FAB). La niebla de finas gotitas cargadas resultantes pasa a través de un capilar de desolvatación donde se produce la evaporación del disolvente y de las moléculas del analito y donde estas adquieren la carga. Este método es especialmente interesante para moléculas largas de origen biológico. Setos experimentan una reacción de intercambio de electrones en resonancia con los átomos obteniéndose un haz de átomos de alta energía. se ionizan por bombardeo con átomos de xenón o argón de elevada energía. (Plascencia. 13) Desorción por plasma (PD).
Sistema acelerador. Una muestra es depositada encima de una cinta metálica. o 40Ar+ es acelerado y enfocado hacia la superficie de la muestra y chisporrotea entrando dentro de la fase gas. Aproximadamente el 1% del material chisporroteado entra en forma ionizada. su densidad aumenta produciéndose la desorción de los iones en la atmósfera gaseosa. Un fragmento golpea la muestra anulando entre 1-10 iones analíticos. La ionización por termonebulización se usa para elementos reflectantes. Espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS). Las agujas se mantienen a un potencial de varios kV con respecto al electrodo cilíndrico que rodea a dicha aguja. Tanto los iones positivos como negativos del analito son expulsados de la superficie de la muestra por un proceso de desorción. a menudo en una matriz de una disolución de glicerol.16O+.algunos microlitros por minuto. El haz de átomos rápido se obtiene pasar iones acelerados de argón o xenón de una fuente o cañón de iones a través de una cámara que contiene átomos de argón o xenón a una presión de unos 10-5 torr.
En el sistema acelerador las partículas ionizadas producidas por el impacto de los electrones son obligados a atravesar una primera ranura aceleradora por una pequeña
. Un haz de luz ionizado primitivo como 3He+. Debido a que las gotitas se vuelven más pequeñas por la evaporación del disolvente. El otro fragmento golpea un detector y desencadena la puesta en marcha de la adquisición de datos. La cinta es revestida de grafito que reduce la desfragmentación. el cual ya puede ser analizado. El deterioro del 252Cf produce dos fragmentos de fisión que viajan en direcciones opuestas. las muestras en un estado condensado. SIMS tiene la ventaja que puede ser continuamente chisporroteado desde la superficie y determinar las concentraciones analíticas en función de la distancia desde la superficie original (perfil de profundidad) Ionización por termonebulización (TS). que puede ser de Pt o Re y una corriente eléctrica calienta el metal a altas temperaturas. Con este tipo de fuentes.
diferencia de potencial. lo cual es particularmente útil para realizar
.. Holler J. a los que los analizadores son análogos. los analizadores deberían de permitir el paso del número suficiente para producir corrientes iónicas fáciles de medir. Una tercera ranura actúa como colimador del haz de partículas. recalcar la ubicación del sector magnético (laminated magnet)
Espectrómetros de doble enfoque: este término se usa en los espectrómetros en los cuales las aberraciones direccionales y las aberraciones de energía de una población de iones se minimizan simultáneamente. 412). Además.. además también ofrecen la ventaja de emplear tiempos de barrido pequeños (<100ms).
Analizadores de masa. Estos analizadores también son llamados de enfoque simple. estas dos propiedades no son compatibles y se debe de llegar a un equilibrio que esta regido por la resolución del espectrómetro de masa (Skoog D. pág. Existen diferentes tipos de analizadores de masas:
Analizadores de sector magnético: los analizadores de sector magnético utilizan un imán permanente o un electroimán para hacer que el haz procedente de la fuente de iones se desplace con una trayectoria circular de 180. Lo ideal es que el analizador fuera capaz de distinguir entre diferencias muy pequeñas de masa. Nieman T. 90 o 60º. 2000.
Fig. Al igual que sucede con los monocromadores ópticos. Espectrómetro de masa cuadrupolar: son normalmente menos caros y más robustos que los de sector magnético.. Entre esta primera y una segunda ranura existe una diferencia de potencial muy elevada que imprime a las partículas su velocidad final. El doble enfoque se consigue utilizando combinaciones de campos magnéticos y electrostáticos cuidadosamente seleccionados.3:Diagrama esquemático de un analizador de masas de sector magnético equivalente a los utilizados en espectrometría de masas.
Para la separación de iones con diferente relación m/e se dispone de varios dispositivos.
compactos y más económicos que los anteriores. Los espectrómetros de trampa de iones son más robustos. fácil acceso a las fuentes de iones y el virtualmente ilimitado intervalo de masas. Transformada de Fourier (FT): Como sucede con los instrumentos de infrarrojo y de resonancia magnética nuclear. La separación de los iones en función de la masa se produce durante su recorrido hacia el detector. de iones secundarios o de fotones generados por láser. La resolución es espectrometría de masas de transformada de Fourier está limitada por la precisión en la medida de la frecuencia más que por las rendijas o las medidas de campo (Plasencia.4: Diagrama de un espectrómetro de masa cuadrupolar. Son.barridos de picos cromatrográficos en tiempo real. Analizadores de trampa de iones: es un dispositivo en el que los cationes o aniones gaseosos pueden formarse y quedar confinados durante largos periodos de tiempo por la acción de campos eléctricos y/o magnéticos. simplicidad.
. Tales cavidades se construyen aprovechando el fenómeno de resonancia iónica ciclotrónica. 2003. que es uno de los tipos de analizadores de masa más utilizados en espectrometria de masas dado su bajo precio y robustez. Estos aparatos presentan ventajas como la robustez. velocidades mayores y sensibilidad y resolución más elevadas.
La parte fundamental de un instrumento de transformada de Fourier es una trampa de iones en la cual los iones circulan en órbitas bien definidas durante largos periodos.
Analizadores de masas de tiempo de vuelo (TOF): en estos aparatos se producen los iones positivos periódicamente por bombardeo de la muestra con impulsos de electrones.
Fig. los espectrómetros de masas de transformada de Fourier proporcionan mejores relaciones señal/ruido. 2003. Los iones producidos de esta forma son acelerados en un tubo analizador libre de campo mediante un campo eléctrico pulsante de 103 a 104 V. 16-17). con diferencia los más utilizados hoy en día (Plasencia. situado al final del tubo. 15). pero tienen no obstante una sensibilidad y una resolución limitadas.
Es posible alcanzar una resolución extremadamente elevada (superior a 106) dado que las medidas de frecuencia se pueden realizar con elevada precisión. por un procedimiento muy similar al que se utiliza en los tubos fotomultiplicadores.
Detectores. Estos electrones son acelerados hacia un dínodo el cual emite varios electrones más al recibir el impacto de cada electrón. La corriente obtenida puede amplificarse de nuevo por procedimientos electrónicos y se lleva a un sistema registrador.
Fig. VOLVER AL INDICE
. reseñar la situación de la pompa de iones (turbo pump) cuya función se señala arriba y que es parte fundamental de este instrumento.
Los iones procedentes del sistema acelerador llegan al detector el cual generalmente esta constituido por un cátodo emisor que al recibir el impacto producido por las partículas cargadas emite electrones.5: Diagrama de un analizador de masa de transformada de Fourier donde podemos ver sus diferentes elementos. Este proceso se repite varias veces hasta obtenerse una cascada de electrones que llega al colector lográndose una corriente fuertemente amplificada.
siempre que se opere con una tensión de ionización no excesivamente elevada.OBTENCIÓN Y ANÁLISIS DE UN ESPECTROGRAMA DE MASAS. El pico del espectrograma que aparece con valor más elevado de m/e corresponde a la molécula ionizada sin fragmentar y recibe el nombre de masa patrón. Las intensidades de los demás picos se expresan en porcentajes de la intensidad del pico base. Gracias a esto se pueden determinar que es la muestra por comparación y por otra parte. las moléculas se rompen en una serie de fragmentos. 2003. en el que se señalan su pico base
. la intensidad relativa de los distintos picos. Rouessac. la cual produciría la fragmentación total de la molécula (Rouessac. permite deducir la proporción en que cada componente se encuentra en la muestra. Esta masa patrón nos permite determinar con rapidez y precisión la masa molecular.
Como consecuencia del bombardeo electrónico en la cámara de ionización. siempre que una misma molécula se rompa en las mismas condiciones nos dará el mismo tipo y número de fragmentos y constituyen la fragmentación patrón. Normalmente la altura de este pico se toma como valor cien.
Fig.6: Aspecto clásico de un espectrograma de masas. 312) El pico mayor del espectrograma de masa se llama pico base.
Análisis de partículas en aerosoles. según la cual todas las sustancias orgánicas con peso molecular par deben de contener un número par o ningún átomo de N y los de número impar deben de contener un número impar. Determinación del peso molecular de péptidos. Control de compuestos orgánicos volátiles en el agua de suministro
Vamos a ver ahora de un modo más extenso las principales aplicaciones de esta técnica.. Pruebas para confirmar la presencia de drogas en sangre de caballos de carreras y en atletas olímpicos. Determinación de la formula molecular.y su ión molecular más importante. La tabla situada a la derecha nos indica la concentración y la relación m/z de cada uno de los elementos presentes en el analito VOLVER AL INDICE
APLICACIONES DE E. Por el contrario los fragmentos moleculares por rotura de enlace. proteínas y oligonucleicos. Detección e identificación de especies separadas por cromatrografía y electroforesis capilar. orina y saliva.
Aplicaciones cualitativas (Skoog D. Nieman T. Determinación de residuos de pesticidas en alimentos.
Las aplicaciones son tan numerosas y abarcan tantos campos que resulta complicado citarlas todas.
2000.. Determinación de secuencias de aminoácidos en muestras de polipéptidos y proteínas. Identificación de drogas de abuso y sus metabolitos en sangre. Holler J. Identificación de los compuestos de cromatogramas en capa fina y papel..M. Control de gases en enfermos respiratorios durante los procesos quirúrgicos. Existe una tercera forma que sería con la regla del nitrógeno. tienen una masa impar
. Otras veces puede determinarse por la relación entre las alturas del pico correspondiente a la masa patrón y la de los picos de los isótopos. pág. a continuación veremos las más características:
Elucidación de la estructura de moléculas orgánicas y biológicas. Datación de ejemplares en arqueología. Si el instrumento es de gran resolución bastará la determinación precisa de su masa molecular para poder atribuirle una fórmula empírica. 272-285) Determinación del peso molecular de todas las sustancias que pueden volatilizarse por la posición del pico correspondiente a la masa patrón.
en menor medida. pág. Se crean curvas de calibrado que nos permiten el analisis
. La calibración se realiza por comparación de los picos con patrones adecuados.. de muestras orgánicas y biológicas: las concentraciones de analito en este caso se obtienen directamente a partir de las alturas de los picos de los espectros de masas. Holler J. gases anestésicos (como el NO). Se han descrito una serie de reglas generales que rigen los procesos de fragmentación. nitrógeno.y
si contienen cero o número par de átomos de N y masa par si el número de átomos de N es impar. Las aplicaciones cuantitativas de la espectrometría de masas para analisis cuantitativo son de dos tipos:
Determinación cuantitativa de especies moleculares o tipos de especies moleculares en muestras orgánicas. se puede emplear incluso como control durante un proceso quirúrgico.
Aplicaciones cuantitativas.. Determinación de la concentración de elementos en muestras inorgánicas y. Análisis de sangre: gracias ala rapidez del método. Estudiar la abundancia de isótopos: Esta fue la finalidad con la que fue creada la técnica y en la actualidad se usa para análisis por dilución de isótopos..
2000. los cuales son de gran utilidad para la determinación de los espectros. Identificación de productos de reacción o de productos metabólicos: se usa en cinética química y en farmacología pudiéndose llegar a identificar impurezas y metabolitos a concentraciones de pocas partes por millón. 286-302)
Para la determinación cuantitativa de los componentes de una mezcla es conveniente que cada uno de ellos presente por lo menos un pico que difiera claramente de los demás. estudiar la edad de las muestra por su proporción de isótopos con la ventaja frente a los radiactivos que se pueden medir los isótopos no radiactivos. Las alturas de los picos son directamente proporcionales a las presiones parciales de los componentes volatilizados en la muestra. estudios con trazadores isotrópicos . Caracterización y análisis de polímeros: el polímero se piroliza en condiciones controladas y los productos volátiles se hacen pasar a un espectrómetro para su análisis. biológicas y ocasionalmente inorgánicas: normalmente tales analisis se llevan a cabo haciendo pasar la muestra a través de una columna cromatrográfica o de electroforesis capilar y posteriormente por el espectrómetro. Identificación de compuestos por su fragmentación patrón: la fragmentación de la mayor parte de las moléculas produce un gran número de picos que permiten la identificación de numerosos compuestos y el reconocimiento de ciertos grupos funcionales de ellos.(Skoog D. Nieman T. Así se puede determinar a gran velocidad las concentraciones hemáticas de monóxido y dióxido de carbono. oxígeno.
como no. unido. VOLVER AL INDICE
Relación masa/carga: Esta expresión. Sus ámbitos de uso se encuentran un tanto restringidos dado su elevado precio.cuantitativo gracias a la existencia de picos únicos para cada componente y cada valor de m/z. pero que no está impidiendo que cada día se imponga más frente a otras más innovadoras y su demanda no haga más que aumentar. Pese a sus casi cien años de edad continua siendo uno de los instrumentos más recurridos a la hora de analizar todo tipo de muestras ya que de ella se destaca su gran versatilidad. De este trabajo me gustaría destacar la importancia de esta técnica desde sus comienzos hace más de cien años hasta la actualidad donde nos la encontramos como un instrumento altamente especializado y aplicable en multitud de campos. es la relación del número de masa (m) de una partícula dada entre el número (z) de unidades cargadas
. abreviada m/z. Vemos que el estudio exhaustivo de este instrumento es fundamental para su óptima utilidad. VOLVER AL INDICE
Espero que el estudio realizado sobre la Espectrometría de masas pueda resultar de ayuda a los lectores y les ayude a entender este complejo instrumento y poder aplicarl con una mayor efectividad. a su alta aplicabilidad en campos tan variados como la medicina. criminalística. ayudó a sentar las bases físico-químicas actuales y a derrumbar el modelo atómico de Bohr. ya que te permite combinar diferentes tipos de cada uno de sus elementos para adecuarlo a las necesidades de cada investigación. ya que cada día se exigen resultados con mayor precisión o simplemente porque se analizan muestras en las que se requiere una mayor especialización. Hoy en día se continua investigando en nuevas instrumentos de mejora para esta técnica. porque es uno de los pocos instrumentos que te permiten realizar un análisis cualitativo y cuantitativo de forma simultanea y de calidad. facilidad de uso y fundamentalmente. Esta variabilidad ha hecho que continúe vigente y se mantenga altamente adaptada en la actualidad. su principal enemigo y retractor. I+D farmacéutica o los laboratorios de biología molecular entre otros. Resultó indispensable en el conocimiento de la estructura molecular.
Porcentaje total de ionización: Este término expresa la abundancia de un ion individual comparado con la suma de las abundancias de todos los iones en un rango de masa especifico. El símbolo para las unidad de masa es u. Debido a que ocurre la fragmentación del analito. Pico base: Es el pico más intenso en el espectro de masas. Lancashire. Hijo de un librero que quiso que Thomson fuera ingeniero. Por convención. Los iones doblemente cargados son insignificantes en el espectro de masa para la mayoría de los compuestos. Con catorce años ingresó en Owens Collage (hoy parte de la Universidad de Manchester) posteriormente lo hizo en el Trinity College. m/z es una relación adimensional que es el parámetro medido por el analizador de masas. Se representa como % respecto al pico base que es 100%. al que se la ha asignado un valor de 12. Esta forma de registro de iones y sus intensidades sirven para establecer el peso molecular y estructura del compuesto a ser analizado. los picos correspondientes en el espectro de masas pueden ser usados en la interpretación de datos.
Iones doblemente cargados:Es posible para una molécula perder dos electrones durante el proceso de ionización. Estos iones que están doblemente cargados producirán un pico en el espectro de masas en un valor m/z numéricamente igual a la mitad de la masa molecular del ion. y corresponde a 1/12 de la masa del 12C. para aquellas moléculas que los produzcan en forma estable. Al pico base se le asigna una intensidad relativa de 100%. Este ion representa la molécula intacta y es el último precursor de todos los iones fragmentados que componen el espectro de masas. Sin embargo. El espectro de masas es frecuentemente representado como un histograma simple. Ion molecular: El ion molecular resulta de la ionización de la molécula a analizar.
. La escala de porcentaje total de ionización esta representada a la derecha del espectro de masas con el símbolo (%Sn). este dato se indica en la izquierda del espectro de masas. Es usado como base para normalizar las intensidades de los otros picos.
BIOGRAFÍAS. Espectro de masas: Un espectro de masas es una gráfica de intensidad relativa del ion como función de la relación masa/carga (m/z). Así. las fracciones del ion aparecen en el espectro a valores m/z menores que la molécula completa ionizada (ion molecular) a partir de es tos datos se deduce la estructura y peso molecular de la molécula completa.J. Thomson (1856-1940): Nació el 18 de diciembre de 1856 cerca de Manchester. Intensidad relativa: La intensidad relativa de un pico representa su intensidad en comparación con el pico base. La masa de una partícula dada es igual a la suma de sus masas atómicas (en Daltons) de todos los elementos que componen la partícula.000000 por convención.electrostáticamente (e) que posee la partícula. El pico del ion molecular aparece a un valor m/z numéricamente igual al peso molecular del compuesto. este dato puede ser utilizado para comparar diferentes espectros de masas de diferentes compuestos.
Jean Baptiste Joseph Fourier (1768. y fue rector del Trinity College (1918.htm
.1940).. pag.1: Imagén disponible en: http://www. 2002. ahora conocidas como las series de Fourier. A la edad de 30 años fue designado por Napoleón consejero científico en una expedición a Egipto Regresó a Francia en 1801 donde fue nombrado prefecto del departamento de Isere por Napoleón. Falleció el 16 de marzo de 1830.ac. Heidelberg y Berlín. Nació el 21 de Marzo de 1768 en Auxerre.html Fig. Le concedieron en 1906 el Premio Nobel de Física. ejerció como profesor de física experimental en el laboratorio de Cavendish. gracias a su trabajo sobre la conducción de la electricidad a través de los gases. Bourgogne. Fig.emsl. donde también enseñó matemáticas y física. Estableció la ecuación diferencial parcial que gobierna la difusión del calor solucionándolo por el uso de series infinitas de funciones trigonométricas.296.4: Imagen disponible en: http://www.
Fig. Würzburg y Munich.3: Imagen disponible en: http://www3. En el año 1890 fue ayudante del físico alemán Hermann Ludwig von Helmholtz en el Instituto Imperial de Técnica Física de Charlottenburg. Publicó "La teoría analítica del calor" en 1822.pnl.uk/ms/theory/quad-massspec.ac.uk/ear thscienceandengineering/research/ggp/icpmsmulticollect or/micromassisoprobe Fig. Introdujo la representación de una función como una serie de senos y cosenos.1830): Matemático Francés . Desde 1900 fue profesor de física en las universidades de Giessen. Por su descubrimiento de las leyes de la radiación del calor fue galardonado en 1911 con el Premio Nobel de Física.htm Fig. Falleció el 30 de agosto de 1940.ugr.la Universidad de Cambridge. Se le consideró el descubridor del electrón por sus experimentos con el flujo de partículas (electrones) que componen los rayos catódicos.
Wien.5: Imagen disponible en: http://collaboratory.gov/projects/AAAS/fticr/sld001.chm. Wilhem (1864-1928): Nació el 13 de enero de 1864 en Gaffken.2: Harvey.es/~quio red/espec/ms1.bris.imperial. Además fue presidente de la Sociedad Real (1915-1920) y profesor de filosofía natural de la Institución regia de Gran Bretaña (1905-1918). Cursó estudios en las universidades de Gotinga.
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