componentes de un espectrómetro de masas.

se trabaja en un alto vacío por lo menos a partir de la óptica

Vacío. Es muy importante para evitar colisiones nos cambia la trayectoria y por tanto el resultado. Evita arcos eléctricos y la contaminación y el ruido, todo lo que no queremos se limpia. No todas las partes tienen el mismo vacío incluso en algunos zonas esta a 1 atm. No podemos pasar de 1 atm a un alto vacío de golpe, tenemos una zona intermedia con bajo vacío y tienen que funcionar todas. Me da igual la bomba de vacío pero tenemos que saber la fuente de iones, el analizador y la entrada, lo demás pues confío en el equipo

tipos de Sistemas de Entrada de la muestra

Sistema de entrada indirecto: Ya no se usa

Sistema directo de entrada: Para muestras que se pueden evaporar. Lo depositamos lo pasamos a gas por calor y pasa a la fuente.

para sólidos y líquidos volátiles mejor si es en pocas cantidades. Ponemos una pequeña cantidad de muestra. llevamos a la fuente de iones donde se somete a vacío, se calienta y pasa a gas. La muestra se encuentra a alto vacío.

Sistema de entrada por ablación laser: Para muestras sólidas que sean muy difíciles de digerir químicamente, vidrios, cerámicas, aleaciones metálicas… Un laser incide en la muestra, se desprenden partículas y una corriente de gas las arrastra a la fuente de iones. Se analizan por ICP, espectroscopía atómica …

Sistemas de entrada en continuo: Sustancias que se puedan poner en disolución

Infusión: Una jeringa infunde un flujo de la muestra al espectrómetro de masas.

Nebulización: un capilar aspira la muestra y nebuliza la muestra dentro del espectrómetro. Consume mucha muestra. Sirve para calibrar

Fuente de ionización

Para moléculas: ionización por impacto electrónico EI / Ionización química CI / Ionización química a presión atm APcl / Ionización por electro-nebulización ESI. / Electro-espray / Ionización por desorción por láser asistida por matriz. MALDI

Para atómico: ICP-MS / Atomización-Vaporización-Ionización

En esta se generan los iones, la fuente puede ser blanda, dará poca energía y pocas fragmentaciones o dura con mayor energía y número de fragmentaciones. Fragmentaciones duras se dan en CI y APcI. MALDI es muy blanda

La muestra a ionizar se puede encontrar como un gas (moléculas volátiles, apolares y con un peso <500D) o desorción para muestras no volátiles. En la fase gaseosa encontramos EI, CI y APcI y en la DESORCIÓN ESI y MALDI

API: ionización a presión atmosférica muy útiles, son la ESI y APcI

para elegir la fuente miramos al analito, nos basamos en la masa molecular y la polaridad. Algo menos la volatilidad, estabilidad térmica, solubilidad…. pero principalmente esas 2

Ionización por impacto electrónico (EI): bombardeo de moléculas neutras gaseosas con electrones de elevada energía para producir iones moleculares, se dan iones positivos. trabajan a alto vacío. Calentamos W emite e- por un potencial eléctrico entre medias pasa un gas y van impactando

controlamos la ionización y la fragmentación según el potencial.

No es muy bueno para la cuantificación.

Ionización química (CI): Colisión de las moléculas neutras gaseosas de la muestra con iones de un gas reactivo cuya ionización se ha generado por impacto electrónico produciendo iones cuasi-moleculares

trabaja en bajo vacío. es más pequeño porque yo tengo que introducir en la muestra un gas. los electrones ionizan al gas que se vuelve reactivo y este impacta con la muestra.

ionización química a presión atmosférica APcI: Ahora es una corriente líquida. tenemos que evaporar el líquido, tenemos un nebulizador con una entrada a un gas que forma el aerosol y lo arrastra por la cámara. Cuando el aerosol avanza por la cámara, se calienta y pasa a gas. a la salida de la cámara hay un electrodo de descarga que emite e- ionizan el gas del disolvente del líquido y este lo transmite a la muestra. Las moléculas tienen que estar en fase gaseosa al ionizarse pero el gas viene de un líquido

se pueden formar iones negativos y positivos pero yo mido solo uno, el que yo elija.

trabaja todo el rato a presión atmosférica pero ya cuando tenemos los iones trabajamos a vacío diferencial (una etapa de bajo vacío y otra de alto). En todos los iones a partir de la óptica vacío y en el analizador alto siempre.

ionización por electronebulización (ESI): La sonda es un nebulizador, sin cámara calentadora. Entra el líquido con N2 para formar el aerosol. No se le aplica calor, este se encuentra con una diferencia de potencial que genera un campo eléctrico que atrae a las muestras con el mismo signo. Antes el disolvente debía estar neutro aquí el ion viene en el disolvente. la fuente no crea iones solo los expulsa a donde queremos. lo ionizamos según el pH (el pH influye, antes no). Las especies neutras polares forman aductos se asocian a iones. Para poco polares por redox, también se pueden cambiar.

Una vez tenemos los iones pasa por un proceso de desaución. Tenemos una gota con sus cargas tanto positivas como negativas. al aplicar un voltaje negativo las cargas positivas se verán atraídas a la superficie, electro-spray, se van separando, las gotas se van haciendo más pequeña se van acercando cargas, aumenta la repulsión, explosión de coulomb

la gota tiene que estar cargada, en la técnica anterior no

MALDI: análisis de macro-moléculas. La muestra se tiene que dispersar en una matriz, muy poco concentrada. lo ponemos en un pocillo, se evapora y cristaliza el analito. la matriz es lo mas importante hay que elegirla bien. absorbe la energía del laser evitando la degradación del analito. actúa como dador o aceptor de protones. aísla las moléculas del analito entre sí

el disolvente sirve para disolver la matriz, muy concentrada y al analito poco concentrado y que cuando se disuelva produzca una precipitación homogénea

el laser ioniza a la matriz, es un laser pulsado, ioniza la molécula de la matriz, se desorbe arrastra al analito y le transfiere la carga

ICP-MS: Sistema de entrada para elementos, presenta mucha sensibilidad, hasta ppt. Las muestras líquidas o en disolución se introducen mediante un nebulizador (aerosol). Para muestras sólidas se utiliza la ablación láser. De gas usamos el argón que gracias a un campo magnético se vuelve un plasma

obtendremos mayoritariamente iones positivos de una única carga, no lo confundas con las cargas de valencia

son mucho mas sensibles que las ópticas que viste el año pasado, nos permite ver isótopos y los espectros son mucho más sencillos

Los elementos presentan diferentes sensibilidades debido a diferentes interferencias. las interferencias pueden ser por iones de doble carga pero no es común, la mayoría vienen por isótopos isobáricos, isótopos con la misma masa, Rb 87 y Sr 87, no lo podemos diferenciar. Se pueden eliminar usando otros isótopos, esto no lo resuelve del todo y no siempre se puede usar. si yo quiero usar Ca+ coincide en masa con el argón, 40. podemos usar Ca 44 pero su concentración es menor, resultado, pues menor sensibilidad.

también por la interferencia de iones poliatómicos del gas, matriz o atm. ArH+, ArAr+, ArO…

formación de elementos estables, óxidos hidróxidos, perclóricos, la digestión de elementos se hace en medios muy ácidos

interferencias a los mejor 2 compuestos quedan con masas muy parecidas, podemos separarlas según la resolución

masas más grandes requieren mayor poder de resolución

Analizador de Masas

se usan prácticamente los mismos analizadores tanto en moleculares como atómicos. Tenemos diferentes fuentes de entradas y fuentes de iones para átomos o moléculas pero el analizador tiene la misma tecnología

llegados a este punto todos llegan como iones en estado gaseoso. Hay de baja y alta resolución.

Responsable del poder de resolución, sensibilidad, intervalo de masas y la velocidad de adquisición de espectros. Lo único que no influye es en la formación de iones.

Analizador de Cuadrupolo: 4 polos, 4 barras. Los iones salen por medio de 2 barras positivas y 2 negativas de corriente continua. Los iones se separan en función de como oscilan en ese campo, un solo ion llega mientras que los demás no resonaran con las barras chocaran y saldrá de las barras. Lo programamos para que resuene iones con la masa que queremos, los demás no llegan. los de mayor carga chocaran con las negativas, pierden la carga y se van al vacío y los de menor, chocaran con los positivos. Me detecta el ion con la masa que yo quiero.

registra un solo ion o un intervalo de iones

un solo ion o unos pocos (SIM) más sensibilidad pero no me da el espectro del ion

analizador de trampas de iones IT: 3 ELECTRODOS uno conector por donde entran los iones, otro de salida y uno anular. por la fuente entran se les aplican radiofrecuencias que estabilizan la trayectoria dentro de la trampa, no la atraviesa, entran y se quedan atrapados. una vez se quedan atrapados los vamos a expulsar de forma secuencial.

funciona en 2 etapas

1. se atrapan los iones y los estabilizamos dentro de la trampa, dentro hay helio que los frena y se confinan

2. se aplica una rampa de radiofrecuencias y los desestabilizo en orden de m/z salen primero los de menor masa y llegan últimos los de mayor masa.

Analizador de tiempo de vuelo TOF: separación de los iones m/z según el tiempo que tarda los iones en volar dentro de un tubo de alto vacío, sin nada ni campos ni nada según lo que tarde en llegar, yo tengo mi señal

se les aplica un potencial al inicio y según la Ec irán más rápido o más lento

• es el equipo más rápido de todos los que hemos visto. todos los iones tienen que salir a la vez, aplicamos pulsos de potencial de nanosegundos

• es de alta resolución, los otros eran de baja. El poder de resolución depende de la longitud, más longitud más resolución

• menor dispersión de Ec dará más resolución. para controlarlo usamos un espejo iónico que refleja los iones. Estos al entrar se paran en el reflectrón (el espejo) se ralentizan hasta pararse y se reflejan. Cuanto mayor es su energía cinética mas entran antes de girar, se igualan los de misma masa, salen con la misma ea

• Al aplicar un pulso como hay dispersión de Ec no irán con la misma energía ni velocidad, entran a distintos tiempos, recogen distintas distancias pero salen a la vez. además aumenta la longitud del vuelo, más longitud, Mejor resolución empeora la sensibilidad, algunos e- se pierden, no todos los que entran salen. pero el fin de este método es la resolución, cuanto más mejor y puedo sacrificar un poco los demás puntos

• modo de trabajo registra un intervalo de iones, modo scan no sim

• alto y cte poder de resolución. resolución no cte pero <0,1m/z

• medida de masas exactas

• buena sensibilidad un poco menor que it

• muy amplio intervalo de masas, técnicamente ilimitado

• muy elevadas velocidades de barrido

MALDI-TOF: esta combinación por excelencia en las biomoléculas fuente MALDI con analizador TOF. un laser incide, hace la desorción y hace el pulso. tiene un amplio rango de masas