Espectrometríade Masas
Q. Georgina Duarte LisciFacultad de Química
UNAM
Investigador (es) Año Contribución
J.J. Thompson 1912 Primer espectrómetro de masas
Dempster 1918 Electro-ionización y enfoque magnético
Stephens 1946 Analizador de Tiempo de Vuelo (TOF)
Nier-Johnson 1952 Instrumentos de doble enfoque
Paul, Steinwedel, Raether, Reinhard y von Zahn
1953-58
Analizador cuadrupolar
Wiley y McLaren1955 Diseño avanzado del analizador de tiempo
de vuelo (TOF)
Gohlke y McLafferty
1956 Cromatografía de Gases/Espectrometría de Masas
Beynon 1956 Espectrometría de Masas de alta resolución
Munson y Field 1966 Ionización Química
INTRODUCCIÓNCronología de la EM
INTRODUCCIÓNCronología de la EM
Investigador (es) Año Contribución
Dole, Mack, Hines, M. Ferguson y Alice 1968
Ionización por Electro-spray (ESI)
McLafferty1973
Cromatografía de Líquidos/Espectrometría de Masas
Barber, Bordoli, Sedgwick, Tyler, Surman y Vickerman 1981
Bombardeo de átomos rápidos (FAB)
Blakely y Vestal1983
Ionización porTermo-spray
Yamashita, Fenn, Aleksandrov, Gall, Krasnov, Nikolaev, Pavlenko, Shkurov, Dokl, Baram y Garacher
1984Aplicación de la ionización por Electro-spray (ESI) en macromoléculas
Joseph JohnThompson, 1912
Ventajas de la Espectrometría de MasasCapacidad de Identificación
Identificación inequívoca de casi cualquier tipo de substancia, desde átomos hasta moléculas complejas de peso molecular elevado
Análisis cualitativo y cuantitativo
Identificación de una substancia en presencia de otras similares
Alta sensibilidad
Técnica universal y específica
Información isotópicaInformación estructural, energías de enlaces, cinética,
fisicoquímica, etc.
Técnica rápida (análisis en línea en tiempos reales, control deprocesos enzimáticos, metabólicos, etc)
¿Por qué es importante la Espectrometría de Masas?
Porque es una técnica analítica poderosa utilizada para:
Identificar compuestos químicosCuantificar compuestos químicosProveer información válida en áreas como la
química, física, astronomía, geología, biología, criminalística, etc.
Algunas aplicaciones específicasde la Espectrometría de Masas:
Detectar e identificar el uso de fármacos de abuso en atletas (antidoping)
Monitorear los gases de la respiración en pacientes durante cirugía
Determinar la composición de materiales provenientes del espacio exterior
Determinar adulteración en la miel de abeja
Localizar depósitos petroleros (midiendo precursores del petróleo en rocas)
Monitorear fermentaciones en línea (industria biotecnológica)
Detectar contaminantes orgánicos en aire, agua, suelo y alimentos
Determinar algunos tipos de envenenamiento(criminalística)
Algunas aplicaciones específicasde la Espectrometría de Masas:
INTRODUCCIÓNEM Diagrama General
Sistemade entrada
Cámarade
Ionización AnalizadorDetector
Sistemade Cómputo
S i s t e m a d e A l t o V a c í o
CÁMARA DE IONIZACIÓNIonización Electrónica
+ - + Hacia el Analizador
Magneto
Magneto
+++ +++
++----
Target
Filamento
Repeledor
CÁMARA DE IONIZACIÓNIonización Electrónica Las moléculas de la muestra son ionizadas
por un haz de electrones (70 eV) Los iones son expulsados de la cámara y
dirigidos al analizador Se producen iones positivos y negativos:90%10%
M + e-
M + e-
M+. + 2 e-
M-.
Espectro Electromagnético
70 eV
Ionización Electrónica
Excitación electrónica (similar a la teoría de UV) en orden decreciente se ionizan preferentemente los electrones:
n > > n
R-O-R..
R-O-R+.
R-CH CH-R:: R-CH CH-R+.:R-CH 2 CH 2-R: R-CH 2 CH 2-R+.
70 eV de energía Produce el Ion Molecular y una gran cantidad de iones
con diferentes estados de energía Aquellos iones con gran cantidad de energía interna
(vibracional, rotacional y electrónica) liberan esta energía por medio de la fragmentación
Los iones con baja energía permanecen intactos (Ion Molecular)
Es la técnica de ionización más común Es la técnica de ionización de la que se obtiene más
información Todas las bibliotecas comerciales disponibles están
basadas en los espectros obtenidos por esta ionización Es la ionización que más se utiliza con el sistema CG-EM
Ionización Electrónica
¿CÓMO SE GENERA UN ESPECTRO DE MASAS POR IE?
Analizador Detector
Cámara de Ionización
Espectro de Masas m/z
%
Filamento
Ionización ElectrónicaMetanol (CH3OH, P.M. 32)
33
32
31
30
29
17
15
12C16O1H
13C