teorico 1 y 2_2014
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ESPECTROSCOPÍA
Clases Teóricas: Prof. Dra. Sandra Martín
Prof. Dra. E. Laura Moyano
Clases Teórico-Prácticas:
Dra. Manuela García
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Transiciones
de spin nuclear
10-3 Kcal
Excitación
rotacional
101 KcalExcitación
vibracional
103 Kcal
Ionización
>109 Kcal
Excitación
nuclear
Diferentes técnicas espectroscópicas operan en
diferentes rangos de frecuencia del espectro
electromagnético dependiendo de los procesos
involucrados y las magnitudes de los cambios
energéticos
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ESPECTROSCOPÍA ULTRAVIOLETA-VISIBLE (UV-Vis)
ESPECTROSCOPÍA VIBRACIONAL: INFRARROJA y RAMAN
RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR (RMN)
RESONANCIA DE ESPÍN ELECTRÓNICO (ESR ó EPR)
ESPECTROSCOPÍA DE RAYOS X
DICROÍSMO CIRCULAR
ESPECTROMETRÍA DE MASAS
ESPECTROSCOPÍA
Medidas de las interacciones de los diferentes tipos de radiación
electromagnética con las moléculas.
Determinar gráficos de absorción.
Relacionar interacciones con la estructura de la molécula bajo estudio.
TÉCNICAS
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ESPECTROSCOPÍA ULTRAVIOLETA-VISIBLE (UV-vis)
Se basa en el análisis de la cantidad de radiación electromagnética en el rango de
longitudes de onda del UV(180-400 nm) y Vis(400-780 nm) que puede absorber o
transmitir una muestra en función de la cantidad de sustancia.
La excitación corresponde a los e- de enlace, en consecuencia los picos de absorción
pueden correlacionarse con los tipos de enlace.
La técnica no es destructiva y válida para identificar grupos funcionales en una
molécula.
Las bandas del espectro son anchas ya que se superponen transiciones vibracionales
y electrónicas.
Permite un análisis cuantitativo, utilizando la ley de Lambert-Beer se determina la
concentración de la muestra que absorbe radiación.
Técnica complementaria con la espectroscopía de fluorescencia.
Acetona
Cromóforo: Grupo carbonilo
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Aplicaciones
Determinación de procesos catalizados
por enzimas involucrados en diagnósticos
clínicos que detectan daños en el tejido
celular (hígado, páncreas).
La reducción de Nicotinamida Adenina
Dinucleotido (NAD) a NADH2.
NADH2
NAD
Control de calidad de vinos.
Medidas de intensidad de color :
profundidad A420 + A520 + A620
tonalidad A420/ A520
luminosidad
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Se basa en las vibraciones de los diferentes enlaces de una molécula que
ocurren a una determinada frecuencia.
No todas las vibraciones serán “activas” en IR, sólo aquellas en las que cambie
el momento dipolar permanente durante la vibración.
Identificación de grupos funcionales en un compuesto.
ESPECTROSCOPÍA INFRARROJA
Interacción puente de
hidrógeno en Paracetamol
Frecuencia / cm-1
Tra
ns
mis
ión
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Es una técnica fotónica de alta resolución que proporciona información química y
estructural en pocos seg. de cualquier material orgánico e inorgánico.
Se basa en la luz dispersada por un material al incidir sobre éste un haz de luz
monocromático. El fenómeno inelástico de la dispersión de la luz permite el estudio
de vibraciones y rotaciones moleculares.
Para que la vibración sea activa en Raman debe provocar un cambio en la
polarizabilidad de la molécula.
No destruye el material analizado y la preparación de la muestra es muy simple.
Chandrasekhara Raman
Premio Nobel de Física 1930
ESPECTROSCOPÍA RAMAN
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APLICACIONES DE IR y RAMAN
Identificación de
materiales pictóricos,
caracterización de
pigmentos
Química del
medioambiente:
Detección remota de
contaminantes
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ESPECTROSCOPÍA DE RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR
Una de las mas importantes técnicas no destructivas para la determinación de
estructura molecular.
Se requiere un momento angular de spin ≠ cero por parte de los núcleos para
experimentar el fenómeno de resonancia cuando energía de RF interacciona con
una molécula.
Aplicaciones en varias áreas: Biología, Física, Medicina, entre otras.
Identificación de aceites de oliva
aromatizados (Flavour and Fragrance
Journal, pag.250, Mayo 2012)
Imágenes por Resonancia Magnética
(MRI): Técnica de Diagnóstico
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RESONANCIA DE ESPÍN ELECTRÓNICO (REE, REP, ESR)
Es una técnica para el estudio de materiales con electrones desapareados. Es
similar a la RMN pero en este caso se excitan los espines electrónicos.
La REP es menos usada que la RMN, sin embargo es altamente específica y
sensible.
Se emplea en la detección e identificación de radicales libres y centros
paramagnéticos.
Application of EPR
spectroscopy to the
examination of pro-oxidant
activity of coffee
Food Chemistry 151 (2014)
110–119
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Brinda información acerca de las longitudes de enlace y ángulos.
Espectroscopía de absorción y de emisión de rayos X (también fluorescencia)
La cristalografía de Rayos X se basa en la difracción que sufren los rayos en
diferentes planos de un cristal y requiere de muestras sólidas cristalinas (tamaño de
cristales, cambios de fase, cristalinidad).
La DRX es una disciplina en si misma, requiere de un estudio previo de la muestra y se
reserva para la caracterización de moléculas nuevas y para estudios de orientaciones de
ciertas moléculas.
ESPECTROSCOPÍA DE RAYOS X
Estructura de la enzima [FeFe]-hidrogenasa
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DICROÍSMO CIRCULAR
Es una técnica de absorción que provee información acerca de la estructura de
macromoléculas biológicas.
La señal medida en DC es la diferencia entre las absorbancias de la luz polarizada
(UV-Vis) determinadas circularmente hacia la izquierda y hacia la derecha.
La muestra además de absorber debe ser ópticamente activa (poseer centro quiral).
Ideal para la investigación en genómica, pueden detectarse interacciones entre
proteínas y otras moléculas. Se puede determinar el cambio estructural de proteínas,
correcto apareamiento de bases e isomerizaciones conformacionales.
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Es una técnica microanalítica para identificar y cuantificar compuestos
desconocidos, estudiar la estructura molecular y probar los principios
fundamentales de la química.
El método mas exacto para determinar la masa molecular de una sustancia.
Análisis Cualitativo y Cuantitativo
Análisis de Mezclas Complejas
Alta Sensibilidad y Resolución
Técnica Rápida, Universal y Específica
Técnica Destructiva
ESPECTROMETRÍA DE MASAS
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m/z
m/z
Mm/z
m/z
m/ze –
30-100eV
M +.
Ionización
Absorción
de E
Descomposición
Unimolecular
de M+.
PROCESO
M .+
m+ + R.
m .+ + N
m/z Relación masa/carga
Unidad: Th Adimensional
Me -
M -. Se forman con un
rendimiento 10-4 veces
menor que los iones
positivos
P < 10-4 torr
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FUNDAMENTO: SEPARACIÓN POR PROPIEDADES FÍSICAS
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Introducción
de la muestra
Fuente de
Ionización
Analizador
de Masas
Detector
COMPONENTES DE UN ESPECTRÓMETRO DE MASAS
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Comprendiendo la espectrometría de masas…
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HISTORIA DE LA ESPECTROMETRÍA DE MASAS
1897- Joseph J. Thomson (Nobel de Física en 1906) descubre que descargas
eléctricas en gases producen iones y los rayos de iones adoptan distintas
trayectorias parabólicas de acuerdo a su masa en un campo electromagnético
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1920- Arthur J. Dempster desarrolla un analizador magnético que enfocaba iones
formados por impacto electrónico y Francis W. Aston desarrolla un equipo que
enfocaba los iones de acuerdo a su velocidad.
1940- Se construyen los primeros espectrómetros comerciales y se descubre la
medición de los tiempos de vuelo (TOF) de los iones como principio de análisis.
1950- El analizador de masas de cuadrupolo es reportado por Wolfgang Paul y se
analizaron las primeras muestras biológicas.
1960- Aparecen diferentes métodos de ionización: química, de campo, secundaria,
de plasma y láser. Se publica la revista Organic Mass Spectrometry y surge la
espectrometría en tándem (MS/MS).
1970- Aparece la espectrometría de masas Fourier FTR-ICR (Fourier Transform Ion
Cyclotron Resonance) para detectar simultáneamente varios iones.
1980- Aparece la aplicación de la técnica FAB que utiliza una fuente de átomos
pesados para ionizar compuestos de una superficie de una matriz líquida.
1985- Franz Hillenkamp describe la técnica MALDI (desorción/ionización láser
asistida por matriz) donde las moléculas son desorbidas por un láser de una
superficie sólida o líquida que implica una ionización suave.
1989- Wolfgang Paul recibe el Premio Nobel de física por el descubrimiento de la
técnica de con analizador de trampa de iones¨
2002- John Bennett Fenn y koichi Tanaka comparten premio Nobel por el desarrollo
de un método suave de desorción por láser/ionización ESI para el estudio de bio-
macromoléculas.
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ESPECTRO DE MASAS
Un gráfico que recoge y ordena en orden creciente de masa
los fragmentos obtenidos, indicando su abundancia relativa
H3C
O
CH3
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Ion Molecular
M+.
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Pico Base
CH3CO+
15
CH3+
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MECANISMO DE FRAGMENTACIÓN
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RESOLUCIÓN DE UN ESPECTRÓMETRO DE MASAS
Resolución R = Mn/(Mn- Mm)
Baja Resolución (MS)
Distingue entre masas de
iones que difieren en una
unidad
R hasta 3000
Alta Resolución (HRMS)
Distingue entre masas de
iones que difieren en 10-4
unidades
R de 100.000
Unidad de resolución: el valle entre dos picos no debe ser mayor que el 10% del picomas abundante
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MANIPULACIÓN DE LA MUESTRA
Vaporización Directa
Cromatografía Gaseosa/Líquida
Inserción Directa (Sondas)
Estado de la muestra (líquida, sólida, gaseosa)
Presión vapor
Estabilidad térmica
Cantidad
TIPOS DE INTRODUCCIÓN DE LA MUESTRA
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VAPORIZACIÓN DIRECTA
El analito en fase gaseosa es introducido directamente en la región de la
fuente a través de una llave aguja.
Las bombas de vacío son conectadas para remover el aire de la muestra.
Este tipo de entrada funciona muy bien para gases, líquidos y sólidos con
alta presión de vapor.
Está limitado a compuestos estables y a trabajos menores temperaturas.
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CROMATOGRAFÍA GASEOSA
Es la técnica mas común para introducir muestras en el espectrómetro.
Las interfases GC-MS usan columnas capilares.
El flujo de gas carrier es pequeño y la columna capilar se inserta
directamente en la fuente del MS.
La combinación GC-MS puede realizarse de dos formas: por acoplamiento
directo o por acoplamiento dividido (open-split).
Permite la caracterización de componentes en complejas mezclas sin
pérdida de material.
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CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA
El acoplamiento LC-MS posee más dificultades que el GC-MS.
Las interfases desarrolladas compensan los cambios de flujos gaseosos
de ambos sistemas.
Diferentes tipos de ionización permiten la transferencia de analitos polares
o iónicos de la fase líquida a la fase gaseosa.
Gran aplicación en el análisis de compuestos imposibles de analizar por
GC-MS: altamente polares, iónicos, termolábiles y bio-macromoléculas.
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INSERCIÓN DIRECTA (SONDAS)
Este sistema permite introducir líquidos no volátiles y sólidos.
Útil para poca cantidad de muestra.
La muestra puede ser introducida por medio de una sonda directa con
control de flujo.
Se utilizan temperaturas mayores que la vaporización directa.
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TÉCNICAS o FUENTES DE IONIZACIÓN
Impacto Electrónico (EI)
Ionización Química (CI)
Ionización de Campo (FI)
Desorción de Campo (FD)
Bombardeo con Átomos Rápidos (FAB)
Desorción por Láser de Matriz (MALDI)
Electrospray (ESI)
Termospray
SUAVES: Menor exceso de energía en la molécula, genera
fragmentos inestables los cuales vuelven a fragmentarse.
FUERTES: Gran exceso de energía en la molécula, genera
fragmentos estables que no vuelven a fragmentarse.
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Impacto Electrónico o Ionización Electrónica (EI)
Técnica más utilizada para producir la ionización, fácil y efectiva.
Se aplica únicamente para analitos en fase gaseosa.
Causa fragmentación extensiva y generalmente no se observa el IM.
El analito es introducido a 10-6 torr y ionizado por un flujo de e- a 70 eV.
Los e- son generados por emisión térmica de un filamento caliente y son
acelerados por un campo eléctrico produciendo una corriente (10-4 A).
Cambiando la energía de ionización cambia la distribución de los fragmentos
iónicos.
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Ionización Química (CI)
Método mas suave que produce iones con un pequeño exceso de energía.
Es una técnica complementaria a la de EI a 70eV.
Un gas reactivo es ionizado por impacto electrónico produciendo iones
donores de H+, éstos iones colisionan con el analito (M) transfiriéndoles un
protón (MH+).
La transferencia de protón es controlada por el uso de diferentes gases
reactivos (metano, isobutano, amoníaco) que son ácidos de Brønsted.
La muestra es introducida por una sonda directa o por CG.
Se produce el IM con abundancia pero hay menor información acerca de la
estructura de la molécula.
CH4 + e- CH4+. + CH3
+
CH4+. + CH4 CH5
+ + CH3.
CH3+ + CH4 C2H5
+ + H2
CH5+ + M [M-H]+ + CH4
[M + 15]+
[M + 29]+
[M + 43]+
[M + 18]+
TRANSFERENCIA DE H+
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MÉTODOS DE IONIZACIÓN EN FASE GASEOSA:
Se aplican a compuestos con presiones de vapor suficientes a 10-6 Torr a
temperaturas en las cuales la molécula no descompone.
MÉTODOS DE IONIZACIÓN POR DESORCIÓN:
La muestra es emitida directamente desde la fase condensada a la fase
gaseosa como ion.
Útil para compuestos de alto PM, no volátiles o iónicos.
La información acerca de la estructura molecular es escasa.
Contaminación de iones de la matriz.
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Ionización de Campo (FI)
Método de ionización suave.
Riesgo: descomposición térmica de la muestra.
La ionización ocurre en la punta del ánodo del campo (emisor).
El emisor es un alambre de Tungsteno (10 um) cuya
superficie se descompone a alta temperatura generando
miles de microagujas. Un alto voltaje (1030 eV) es aplicado
al emisor causando polarización y la ionización de las
moléculas que están cerca de la punta de las microagujas.
La muestra en solución es aplicada al alambre, el solvente
evaporado e introducida por sonda directa
Se analizan muestras de baja a mediana polaridad.
El paso crítico: la evaporación del analito previa a la ionización.
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Desorción de Campo (FD)Método de ionización suave basado en la ionización de campo.
Combina la desorción y la ionización del analito, sin necesidad de evaporar
antes de ionizar.
Fragmentación casi nula.
Una sonda transfiere el emisor FD dentro de la muestra y se suministra un
alto voltaje para la desorción/ionización.
La muestra se introduce como una solución por medio de microgotas
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COMPARACIÓN DE ESPECTROS CON DIFERENTES FUENTES
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Bombardeo con Átomos Rápidos (FAB)
Método suave que combina la desorción del analito desde una fase
condensada (analito sólido + matriz) con la posterior ionización.
La matriz es líquida, orgánica (glicerol, trietanolamina, alcohol 3-
nitrobencílico) y constituye una superficie homogénea para el bombardeo.
El bombardeo de la muestra se realiza con átomos rápidos: Ar ó Xe (1030
eV) o iones rápidos como Cs+(3090eV) (LSIMS-Liquid Secondary Ion Mass
Spectrometry).
Ideal para muestras polares, muestras de alta masa y compuestos iónicos.
Se detectan iones de la matriz y [M + Na]+
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Desorción/ionización de Matriz por Láser
(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization-MALDI)
La técnica permite la ionización directa y la vaporización del analito desde
la fase condensada.
La desorción y la ionización son inducidas por un láser de dos tipos: láser
CO2 que emite en la región de IR y láser Nd/YAG (Nd:Y3Al5O12) que emite
radiación en la región de UV a 266 nm.
La matriz absorbe el pulso del láser y se genera una cantidad de plasma
que se expande al vacío, del cual se extraen lo iones. La ionización ocurre por
protonación en el ambiente ácido.
Matrices empleadas: ácido nicotínico y ácido sinapínico, en las cuales se
depositan la muestra.
Genera el IM, iones de carga múltiple y pocos fragmentos.
Análisis de péptidos, polímeros y proteínas.
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MÉTODOS DE IONIZACIÓN EN FASE GASEOSA
MÉTODOS DE IONIZACIÓN POR DESORCIÓN
MÉTODOS DE IONIZACIÓN POR EVAPORACIÓN
La evaporación del solvente se realiza simultáneamente con la ionización.
Fácil ensamble con la cromatografía líquida (GC, HPLC) y de amplio
empleo
Existen varios tipos : Termospray, Electrospray
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Termospray (TSP)
La muestra es introducida en solución por medio de un tubo capilar de
acero, el cual ´nebuliza´ la muestra y parcialmente evapora el solvente.
Se genera un spray que contiene moléculas y solvente el cual es dirigido
hacia la cámara de vacío donde se produce la desolvatación de las
microgotas y los iones son introducidos al analizador.
Los iones se producen por fisión de gotas (filament –off) o por descarga
eléctrica generada por una corriente (filament-on) aplicada sobre las
moléculas de solvente (plasma). Se forman iones con múltiples cargas.
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Electrospray (ESI)
• Ocurre en la punta del emisor (capilar o aguja), donde la formación de
pequeñas gotas altamente cargadas genera moléculas altamente cargadas.
• Genera iones de carga múltiple, compuestos de alta masa son observados
a bajos valores de m/z.
• Análisis de moléculas
altamente polares como
péptidos,oligonucleótidos
y oligosacáridos.
• Método de ionización a
presión atmosférica.
•Empleo de analitos
termolábiles
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OTRAS TÉCNICAS DE IONIZACIÓN POR EVAPORACIÓN:
- IONIZACIÓN A PRESIÓN ATMOSFÉRICA (API)
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- IONIZACIÓN QUÍMICA A PRESIÓN ATMOSFÉRICA (APCI)
Proceso
-Muestras de mediana polaridad
y PM: PAHs, acidos grasos,
esteroides, heterociclos.
- Analitos térmicamente estables
- Complementaria a ESI
- Genera iones monocargados
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HPLC- APCI
Diferenciacion de Bz
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- FOTOIONIZACIÓN A PRESIÓN ATMOSFÉRICA (APPI)
-Útil para analitos no polares (PAHs) difíciles de ionizar
- Analitos termoestables
- Genera iones monocargados
- Mas sensible que ESI o APCI
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USO DE
DOPANTES
PARA LA FI
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Insecticida Metomil
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Budesonida: esteroide para el tratamiento de
asma y rinitis crónica
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APLICABILIDAD RELATIVA DE LAS TÉCNICAS API
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TABLAS COMPARATIVAS DE LOS DIFERENTES MÉTODOS DE IONIZACIÓN
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TABLAS COMPARATIVAS DE LOS DIFERENTES MÉTODOS DE IONIZACIÓN
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PROCESOS INVOLUCRADOS EN LA IONIZACIÓN
Protonación o Deprotonación
Cationización
Transferencia de una molécula cargada a Fase Gaseosa
Eliminación o Captura de e-
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PROTONACIÓN
Un protón es añadido a una molécula para formar cationes estables
Los péptidos son generalmente ionizados mediante protonación
Se emplean diferentes fuentes para producir la protonación: MALDI, ESI, API
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CATIONIZACIÓN
Se produce un complejo cargado por la adición no covalente de un catión a
la molécula neutra.
Los cationes pueden ser metales, amonio, derivados de grupos alquilo.
Se emplean las siguientes fuentes: MALDI, ESI, API.
Útil para moléculas que no toleran la protonación.
M + Catión+ MCatión+
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TRANSFERENCIA DE UNA MOLÉCULA CARGADA
Cuando una molécula cargada en solución (fase condensada) se transfiere
a la fase gaseosa.
Se emplean las siguientes fuentes: MALDI, ESI, APPI.
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DEPROTONACIÓN
Se produce por remoción de un protón de la molécula generando iones
negativos.
Se emplean diferentes fuentes para la deprotonación: MALDI, ESI, API.
Se emplea para la ionización de ácidos y fenoles.
ALGUNOS EJEMPLOS DE FORMACIÓN DE IONES NEGATIVOS
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ELIMINACIÓN Y CAPTURA DE ELECTRÓN
Ambas se observan con fuentes de ionización electrónica.
La eliminación de e- para dar un catión se observa en moléculas apolares.
La captura de e- se observa en compuestos con alta afinidad electrónica.
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ANALIZADORES DE MASA
Sector Magnético
Cuadrupolo
Trampa de Iones (Ion Trap)
Tiempo de Vuelo (Time of Flight - TOF)
Analizador FT-ICR
Efectúan la separación de los iones producidos de acuerdo a su relación
m/z.
Tipos de analizadores: continuos (cuadrupolo y sector magnético) y de
pulso (TOF, ciclotrón y trampa de iones).
Analizadores continuos: transmiten selectos m/z al detector y otros iones se
pierden.
Analizadores de pulso: colectan un espectro de masas entero a partir de un
pulso simple de iones.
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Cuán cercana esla medida al valor real.
Depende del tipo de
analizador y de la resolución.
Valor mínimo y máximo de m/z
detectado
Separaciónefectiva de iones
de masasdiferentes
Escaneo de ciclos de tiempodesde mayores
m/z a menores y viceversa
PROPIEDADES DE UNA ANALIZADOR DE MASAS
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Sector Magnético y de Doble Foco
Modelo clásico de alta reproducibilidad, resolución y sensibilidad.
Es un analizador de deflexión magnética: los iones de la fuente son
acelerados a gran velocidad por un campo magnético en sentido
perpendicular.
Para una mejor resolución se añade un sector eléctrico que enfoca los
iones de acuerdo a su energía cinética.
Se mantiene constante el potencial de aceleración y el eléctrico y se varía
el campo magnético.
No se adaptan a ciertas fuentes, se emplean para análisis cuantitativo y
mediciones de isótopos.
Resolución de 100.000, permite la determinación de masas exactas de
hasta m/z = 15.000.
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Cuadrupolo
Es el analizador mas empleado, es compacto, alta eficiencia de
transmisión y barato.
Se limitan a resolución de una unidad de m/z y el rango de masas
llega a m/z = 5000, Rmax ~ 500.
Está compuesto de cuatro barras organizadas paralelamente en dos
grupos de barras conectadas eléctricamente. Los iones viajan a
través de del cuadrupolo y son filtrados de acuerdo a su valor de m/z.
El valor de m/z transmitido por el cuadrupolo es determinado por
los voltajes de radiofrecuencia (RF) y corriente directa (DC). Estos
voltajes generan un campo e- oscilante que filtra valores de m/z en
forma selectiva, solo algunos iones alcanzan el detector.
Se acopla a GC, LC y API.
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Trampa de Iones Cuadrupolo
Altamente sensibles, baratos, y de gran resolución.
Utiliza campos eléctricos oscilantes para atrapar iones de forma
controlada y es una configuración esférica del cuadrupolo lineal.
La trampa atrapa a los iones en un pequeño volumen entre tres
electrodos, uno circular y dos hiperbólicos por medio de campos
eléctricos oscilantes.
Se aplica un potencial sinusoidal (RF) al electrodo circular mientras
que los otros permanecen constantes.
La trampa se ajusta para almacenar iones de valor m/z dado y de
acuerdo a las condiciones son detectados o expulsados de la trampa.
Se acoplan muy bien a sistemas cromatográficos.
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Tiempo de Vuelo (TOF)
Es el analizador más rápido, la sensibilidad es alta pero la resolución es
modesta, el rango de masas es el mayor.
Involucra la medición del tiempo requerido por un ion para viajar desde la
fuente hasta el detector localizado a 1-2 m de la fuente.
los iones chocan secuencialmente en el detector a medida que incrementa
su m/z.
Se emplean conjuntamente con fuentes de ionización sofisticadas que
emplean pulsos (FAB, MALDI).
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FT-ICR (Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance)
Es el método mas complejo, caro, altamente sensible pero con
limitaciones en la resolución.
Estos espectrómetros cuentan con tres secciones: fuente de iones
(ESI y MALDI), la región de transferencia y luego el analizador.
Los iones pasan a una celda cúbica donde son atrapados por un
potencial eléctrico a un campo magnético constante. Cada ion asume
una órbita cicloidal con frecuencias dependientes de su valor m/z.
Se varía el campo eléctrico de tal forma que la frecuencia cicloidal
entre en resonancia con la RF aplicada. En resonancia, el movimiento de
iones de igual frecuencia es coherente y se detecta una señal. Si se
emplea un pulso de RF todas las frecuencias cicloidales están en
resonancia y se obtiene un interferograma.
Empleando una transformada de Fourier (FT) se obtiene del
interferograma un espectro de masas convencional con valores de m/z
precisos.
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ANALIZADORRANGO DE MASAS
RESOLUCIÓN SENSIBILIDAD VENTAJAS DESVENTAJAS
Sector Magnético
1-15000 m/z
0,0001 Baja Alta Resol.
Baja Sensib.CaroExperiencia Técnica
Cuadrupolo 1-5000 m/z unidad AltaFacil de usarBaratoAlta Sensib.
Baja Resol.Bajo rango de masas
Trampa de Iones 1-5000 m/z unidad Alta
Facil de usarBaratoAlta Sensib.MS-MS (TANDEM)
Baja Resol.Bajo rango de masas
TOF Ilimitado 0,0001 AltaAmplio rango de masasDiseño simple
Excelente Resol.
FTHasta 70 KDa
0,0001 Alta
Muy buena relacion Res./SensibAmplio rango de masas
CaroExperiencia Técnica
DETECTORES
Copa Faraday
Multiplicador de Electrones
Detector Daly
Detector de Microcanales
Criterios de elección: sensibilidad, precisión y tiempo de respuesta
La detección se basa en la carga o momento de los iones.
Es un detector eléctrico convencional, barato, simple, resistente y confiable.
Los iones positivos que impactan sobre el colector (dinodo) son neutralizadospor e- . La caída de voltaje es la medición de la corriente del ion. Esta corriente esmedida y amplificada.
La respuesta es independiente de la energía, la masa o la naturaleza química delos iones.
No se utiliza para mediciones rápidas, no es muy sensible.
Copa Faraday
Multiplicador de Electrones
De amplio uso, barato, confiable.
Utiliza el principio de emisión secundaria de e- para afectar la amplificación.
Los iones del analizador son enfocados sobre un dinodo que emite e-, éstosson acelerados y enfocados a un segundo dinodo provocando la amplificación.
Indispensable para sistemas GC/MS.
Detector Daly (Centelleador)
La corriente de iones positivos pasan por una hendidura del detector y
llegan a un cátodo de Al (botón Daly) provocando gran cantidad de e-
secundarios y se generan fotones que son amplificados por un
fotomultiplicador.
No opera al vacío.
Detecta iones de masa grande, iones estables y metaestables.
Detector de Microcanales (Colector)
Formado por capilares de vidrio huecos que están a altos voltajes donde los
iones golpean y expulsan e-.
BIBLIOGRAFÍA
-Spectrometric Identification of Organic Compounds. R. Silverstein
- Introducción a la Espectrometría de Masas. Monografía de la OEA.
- Mass Spectrometry. Principles and Applications. E. de Hoffmann