MALDI-TOF

Analizadores de masas
•

Información a recordar
– Capacidades y limitaciones de cada analizador
– Entender de forma básica como separan y midende los iones

4 Tipos principales de espectrómetros de masas

1.

Instrumentos de sector (magnético/ eléctrico) Fourier
Transform Ion Cyclotron Resonance (FT-ICR)

2.

Tiempo de vuelo

3.

Cuadrupolo

4.

Trampas iónicasCaracterísticas importantes en un analizador de masas:
Velocidad,
Sensibilidad, Precisión de masa, resolución, Rango de masas
Diferencias significativas en os analizadores de masas comunes

Tiempo de vuelo (TOF)
•

Primer TOF diseñado en 1946 por S.W. Stephens

•

1955 Wiley y McLaren publican el diseño del primer TOF lineal que fué
el primer analizador comercial

•

A partir de 1980con los progresos en la electrónica para manejar el alto
número aumenta el interés por este analizador

•

Posteriormente con su acoplamiento a MALDI que permite analizar no
sólo moléculas biológicas sino además polímeros sintéticos

•

Principio: medición del tiempo de vuelo de un ión en un espectrómetro de
masas

Imagen MALDI-TOF

Analizador TOF
•

Normalmente acoplado a unafuente MALDI

•

Los iones de distintas m/z son expelidos de la fuente en haces para
evitar que choque unos con otros

•

Los haces de iones son provocados por un proceso intermitente
como desorpción por láser (caso de MALDI) o por la aplicación

transitoria de potenciales eléctricos en las lentes de la fuente.
•

Existen varias lentes de enfoque en la fuente

Analizador TOF
•Estos iones son acelerados al mismo tiempo hacia el tubo de vuelo por
una diferencia de potencial aplicada entre el electrodo y una rejilla de

extracción
• Iones con diferencias de masa adquieren diferentes distribuciones de
velocidades
• Cuando dejan la región de aceleración entran en un tubo de vuelo en
vacío sin ningún campo donde se separan de acuerdo a sus velocidades
• Distancia típicade los tubos es de 1M para baja resolución y 2M para
alta con reflector

rejilla de extracción

placa

LASER

MALDI-TOF más sencillo
ANALIZADOR:Tubo de vuelo

+

+

+

V

+20 kVolts

ds
E=Vs/ds
región de aceleración

L= drift path
E=0
Región libre de campo

detector

muestra/matriz

+

•

Ion de masa= m y carga total q = ze es acelerado por un potencial Vs.•

Su potencial eléctrico Eel es convertido en energía cinética Ek

•

Después de la aceleración inicial los iones viajan en línea directa a velocidad
constante hacia el detector

•

La velocidad depende de m/z: los iones más pequeños alcanzan el detector
antes, cuanto mas pequeña es la m/z, el ión viaja más deprisa

•

Detector detecta el tiempo de vuelo o tiempo (t ) quetardan los iones en
recorrer la distancia L

•
•

m/z -proporcional al cuadrado de su tiempo de vuelo
m se obtiene midiendo t, siendo ctes el resto de los términos

mv 2
Eel  qVS  zeVS  Ek 
2
v






2 zeVs

m






L
t
v

m

z



2

2 t eVs

L

2

Eel= energía del potencial eléctrico
q = carga de un ión
V= voltaje de aceleración
z =número de cargas del ión
e = carga de un electrón
Ek = energía cinética
m = masa
v = velocidad
t= tiempo de vuelo
L= longitud de vuelo

m L 
t 
 2eVs 

z

2

2

•

En principio el TOF no tiene límite máximo de masas ( proteínas de 300 kDa)

•

Alta eficiencia en la transmisión de iones - alta sensibilidad del orden de
femtomoles (10-15) incluso centenas de atomoles(10-18)

•

Todos los iones que se forman son dirigidos hacia el detector (a diferencia de
otros analizadores que transmiten iones en una escala de tiempo)

•

La velocidad de análisis es muy alta: espectros de un amplio rango de masas en
microsegundos

•

En cada pulso se liberan muy pocos iones insuficientes para dar cierta exactitud
y precisión: los datos que se almacenan...