Espectrometria de masa

Espectrometría de Masas

4.5 Aplicaciones de la espectrometría de masas Las aplicaciones de la espectrometría de masas son múltiples. Una de las características más apreciadas de la espectrometría de masas es su altísima sensibilidad, que permite su aplicación en la detección y cuantificación de especies presentes en microcantidades en diferentes matrices. Así los controles antidopaje, ladetección de metabolitos en diferentes fluidos biológicos y la contaminación ambiental son campos donde la EM juega un papel principal. A continuación se ilustran algunas aplicaciones de la EM. 4.5.1 Razones isotópicas La espectrometría de masas permite determinar la composición isotópica de los elementos en una muestra, la que tiene numerosas aplicaciones prácticas. Las diferencias en masa entre losisótopos de un elemento son muy pequeñas y los isótopos menos abundantes son comúnmente muy raros por lo que se requieren instrumentos especialmente sensibles. Estos instrumentos son denominados espectrómetros de masas para la composición isotópica (isotope ratio mass spectrometer IR-MS por sus siglas en inglés). Para especies con masas pequeñas se manifiestan diferencias en las propiedadesfísicas, químicas y biológicas entre las diferentes composiciones isotópicas como la velocidad de vaporización entre H 2 O y HOD, fijación de
B B

C 16 O 2 y C 16 O 18 O como carbonato de calcio en un foraminífero, etc. La fijación selectiva de CO 2 con
P P B B P P P P B B

diferente composición isotópica por parte de organismos vivos depende de la temperatura ambiente. El estudio por EM demateriales fósiles permite el estudio de las condiciones climáticas en tiempos remotos (Paleoclimatología). Un equipo muy especializado se dedica a la determinación del contenido de deuterio en muestras de agua y otros compuestos. La razón isotópica D/H promedio en el agua de los océanos es de 156 ppm pero oscila varias decenas de ppm en las aguas fluviales de acuerdo a su procedencia. Las razonesisotópicas en una muestra son una fuente de información valiosa para determinar adulteración o falsificación de vinos u otros productos de alta calidad, establecer la procedencia geográfica de una droga (cocaína, marihuana) y en la detección de alteraciones metabólicas. La técnica IR-MS se aplica también a la determinación de la edad de materiales mediante el llamado fechaje del carbono. La determinaciónde los tiempos de permanencia a la intemperie o de tiempo de enterramiento de diferentes materiales se basa sobre el hecho de que un objeto enterrado unos pocos metros bajo el suelo, sedimentos, rocas o hielo está protegido de los rayos cósmicos y al ser desplazado a la superficie se expone a dicha radiación. Al ser expuesto se generan los llamados núcleos cosmogénicos como
10
P P

Be,

14P P

C,

26
P P

Al y

36
P P

Cl.

Estos núclidos son radiactivos con tiempos de vida medios desde miles hasta millones de años. Las mediciones en espectrómetros de masa especializados, con elevada exactitud, permite encontrar las razones entre los isótopos estables y los radiactivos. La determinación del tiempo de exposición de un material se
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Espectrometría de Masasrealiza partiendo de las razones entre los isótopos estables y los radioisótopos. De aquí se deduce la cantidad absoluta de radio-isótopos presentes, la que es proporcional al tiempo de permanencia en la superficie. Si la velocidad de producción de un radio-isótopo es conocida puede determinase entonces el tiempo de exposición del material. La determinación de los tiempos de enterramiento utilizatambién a los núclidos cosmogénicos. Si el objeto permaneció un tiempo determinado en la superficie puede estimarse la cantidad inicial de radioisótopos presentes en el material al momento del enterramiento. Posteriormente se produce una disminución de la concentración de los radioisótopos, que sólo depende de los tiempos de vida medios conocidos. Si se dispone de dos concentraciones en tiempos...