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Espectrómetro de masas
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Haz de iones por electrospray en un espectrómetro de masa.
La espectrometría de masas es una técnica experimental que permite la medición de iones derivados de moléculas. El espectrómetro de masas es un instrumento que permite analizar con gran precisión lacomposición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación masa-carga (m/z). Puede utilizarse para identificar los diferentes elementos químicos que forman un compuesto, o para determinar el contenido isotópico de diferentes elementos en un mismo compuesto. Con frecuencia se encuentra como detector de un cromatógrafo de gases, en unatécnica híbrida conocida por sus iniciales en inglés, GC-MS.
El espectrómetro de masas mide razones carga/masa de iones, calentando un haz de material del compuesto a analizar hasta vaporizarlo e ionizar los diferentes átomos. El haz de iones produce un patrón específico en el detector, que permite analizar el compuesto. En la industria es altamente utilizado en el análisis elemental desemiconductores, biosensores y cadenas poliméricas complejas.
Contenido[ocultar] * 1 Historia * 2 Fundamentos de la espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS) * 2.1 Conceptos clave * 3 Límites de detección * 4 Asistencia de iones positivos o negativos * 5 Funcionamiento * 6 Componentes * 6.1 Fuente de ionización * 6.2 Analizador de masa * 6.3 Detector * 7Referencias * 8 Enlaces externos |
[editar] Historia
El fenómeno de espectometro de iones secundarios fue observado por primera vez a comienzos del siglo XX. El primer instrumento similar a un espectrómetro de masas fue descrito en 1899 por el científico inglés J. J. Thomson, que estaba interesado en medir la relación masa-carga del electrón. En 1918 y 1919, A. J. Dempster y F. W. Astonconstruyeron los primeros instrumentos capaces de actuar como un espectrómetro de masas.
[editar] Fundamentos de la espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS)
La técnica de detección de iones se basa en el fenómeno conocido como desbastado (sputtering, en inglés) de partículas centradas en un blanco, que son bombardeadas por iones, átomos o moléculas. Dependiendo del intervalo de energía de lapartícula primaria, ocurren colisiones elásticas e inelásticas:
* En el intervalo de los keV, las interacciones dominantes son las elásticas.
* Las colisiones inelásticas aumentan como aumenta la energía. Estas son más comunes en el intervalo de energía de los MeV.
El proceso de dispersión produce iones secundarios en el rango de las energías cinéticas traslacionales. Las distribuciones deenergía son distintas para iones atómicos o moleculares. La eficiencia de ionización del SIMS es definida como la fracción de los átomos esparcidos que se vuelven ionizados. La eficiencia varía con respecto al elemento de análisis en varios órdenes de magnitud. Las influencias más obvias son el potencial de ionización y la afinidad electrónica de los iones negativos.
[editar] Conceptos clave* La resolución (m/∆m) es la capacidad de separar y medir masas de iones de similar masa molecular.
* Masa monoisotópica y masa media:
* La masa monoisotópica es la suma de las masas monoisotópicas de cada elemento del analito.
* La masa media es la suma de la media química de las masas de sus componentes considerando su abundancia.
* La precisión de masa es un porcentaje dela masa medida y se mide tanto en tanto por ciento como en partes por millón.
[editar] Límites de detección
En general, a mayor velocidad de erosión, mejor sensibilidad, por lo que, a corriente alta, el haz primario de iones de alta energía es el ideal. Pero, desafortunadamente, con la energía, no solo la eficiencia del “sputtering” aumenta; también la profundidad de penetración y el volumen...