Espectrometria De Masas

Espectrometría de Masas

Fundamentos

La espectrometría de masas (EM) es una técnica de análisis basada sobre la separación de acuerdo a sus razones masa/carga de las especies cargadas formadas a partir de la ionización de una muestra. El proceso de la espectrometría de masas comprende básicamente cuatro etapas:
* Ionización de la muestra.
* Aceleración de los iones por un campoeléctrico.
* Dispersión de los iones según su masa/carga.
* Detección de los iones y producción de la correspondiente señal eléctrica.

Electrones acelerados a través de un campo eléctrico adquieren energía cinética considerable y pueden interactuar con moléculas (M) para originar especies cargadas:
M + e- M+ + 2e-
En este caso M+ es un catión-radical molecular. Normalmente M+ seforma en un estado excitado y puede sufrir fragmentación, que puede ser de dos formas:
E+ + R (radical)
M+
P+ + N (molécula)
Los iones E+ y P+ a su vez pueden fragmentarse y así sucesivamente, éstos son detectados como corrientes iónicas cuyas intensidades son proporcionales a sus abundancias respectivas. Los iones moleculares muy estables tendrán poca tendencia a fragmentar y serán muyabundantes. Al ión mas abundante del espectro se le denomina pico base. La forma de fragmentación dependerá en cada caso de la estructura molecular. La mayoría de los iones producidos tiene una carga correspondiente a la pérdida de un solo electrón (e = 1.6x10-19 C). La carga total de los iones se representa usualmente por “q” (q=ze), donde “e” es la carga del electrón y “z” el número de cargassobre el ión. Todos los iones producidos son separados en un espectrómetro de masas de acuerdo con su razón masa/carga. La masa se expresa en unidades de masa atómica (u) o Dalton (Da) de manera que la razón masa/carga (m/z) se expresa en Thompson (Th = Da/z). Procesando esta información se obtiene un espectro de masas. La interpretación de estos espectros se realiza aplicando la siguiente regla:“Una molécula fragmentará en un espectrómetro de masas de manera tal que se formarán los iones más estables”.

Instrumentación

De acuerdo con lo descrito hasta el momento, un espectro de masas puede ser representado por un gráfico en el cual el eje (x) corresponde a la razón m/z de cada ión y el eje (y) a la abundancia o intensidad relativa correspondiente a cada valor de m/z.
Para obtener unespectro de masas es necesario:
- Introducir la muestra en forma y cantidad apropiada [Sistema de introducción de la muestra]
- Producir iones [Fuente de ionización]
- Separar los iones de acuerdo con su razón m/z [Analizador]
- Registrar (detectar) el resultado de la separación de los iones [Detector ]
- Representar los resultados.

Sistema de entrada de muestras

En el sistema deentrada de muestras, 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. En los espectrómetros de masas más modernos encontramos diferentes tipos de sistemas de entrada:
* Sistemas indirectos de entrada: es el sistema más simple, en el cual la muestra se volatiliza externamente y se introduce en laregión de ionización que esta a baja presión.
* 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, el cual se inserta a través de un cierre de vacío. El sistema de cierre se utiliza para controlar la cantidad de aire que entra después de la inserción de la sonda en la región deionización.
* Sistemas de entrada cromatrográficos y de electroforesis capilar. Este sistema esta indicado 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.
Cámara de ionización

Las fuentes de iones de los...