Masas Flashcards
Función de la espectrometría de masas
Realiza la separación de masas y sus medidas a escala molecular con fines analíticos
Modalidades de la espectrometría de masas
Atómica y molecular
Rayos catódicos
1897 J.J Thompson iban en dirección al cátodos particulas cargadas negativamente cuando se aplicaba una carga positiva había una reflexión
Espectrometro de Bainbridge
Thomson y F.W. Aston trabajaron con rayos anodicos o rayos canales formados por iones positivos producidos por las descargas electricas, se necesitaba de la aplicación de campos
Partes de un espectrometro de masas
Sistema de entrada, fuente de iones, analizador de masas, detector, procesador de la señal, dispositivo de lectura.
Lugar donde se aplica vacio en un espectrometro de masas
Sistema de entrada, fuente de iones, analizador de masa y detector
Presión que hay en el espectrometro de masas
10ʌ-5-10ʌ-8 torr
Sistema de introducción
La ionización ocurre en fase gaseosa, la muestra se transfiere de la fase.
¿Cuales son las formas en las que se puede transferir la muestra?
-Pasar directamente (sonda de inyección directa)
-Pasar a un equipo (Interfase) CG o CL
Condensa a presión atmosférica a la fase vapor sin comprometer las condiciones de vacio
¿Cuales son los dos tipos de ionización?
Ionización dura o suave.
ionización dura
Se produce a 70 ev genera una proporción sustancial de moleculas ionizadas de alta energía que se producen fragmentación antes de dejar la fuente de ionización.
Debido a altas energías se pueden dar ionizaciones secundarias
Con electrones cargados de alta energía
Ionización suave
Solo genera fragmentación primaria, baja energía por lo que minimiza la fragmentación posterior.
Menciona los dos ambientes de ionización
A alto vacio
A presión atmosférica
Tipos de ionización al vacio
-Impacto electrónico IE
-Ionización química positiva
-Bombardeo de átomos rápidos (FAB)
-Por laser asistida por una matriz (MALI)
Impacto electrónico (Ionización dura)
Las muesreas pasan por electrones que al impactar hace que pierdan un electrón lo cual hace que la muestra quede con una carga positiva, que es un ión radical, este se puede seguir fragmentando (Fragmentación secundaria)
¿Cómo se hacen los cálculos de la molécula cuando se utiliza impacto electrónico?
Considerando que la molécula quedo practicamente intacta, lo único que cambia es que ha perdida un electron
q=Ze (Z= número de ccargas sobre el ión, e= carga del electrón)
¿Cómo debe estar la muestra cuando pasa al sistema de ionización?
La muestra debe estar en estado gaseoso, en la sonda de inyección pasa a una temperatura alta para pasar a la camara de ionización.
Cantidad de electronVoltios necesarios para que se forme un ión molecular
40, se utiliza un intervalo de 50 a 70 eV
¿A cuantos electronVoltios ocurre la fragmentación iónica?
20 eV
¿Que tipo de ionización es la ionización química?
Suave
Ionización química
Es similar a la de impacto electrónico, en este se trabaja por plasma de gas reactivo ionizado.
¿Cómo trabaja la ionización química?
Parecido a la ionización electrónica, el metano en el filamento sufre ionización por el flujo de electrones se pone la muestra y se golpean estos dos, el metano dona electrones formando abductos ionizados
Relación gas reactivo/muestra en ionización química
1000/1
Tecnica que permite toma la molecula casi intacta
Ionización química IC
Técnica de ionización que ayuda a conocer peso molecular
FAB Bombardeo de átomos rápidos
Ionización por bombardeo con átomos rápidos
Un haz de alta energía (4-10 keV) de átomos neutros de Xe y Ar que impactan la muestra solida, lo que causa desorción y ionización
¿Para qué se suele utiliza FAB (Bombardeo de átomos rápidos)?
Para moléculas polares con masas moleculares elevadas que no pueden ser ionizadas en fase gaseosa
¿Que tipo de ionización es el bombardeo por átomos rápidos?
Es una ionización suave, contienen esencialmente señales de los abductos y muy escadsa presencia de iones
¿Que permite identificar FAB?
Carbohidratos, organometálicos, y péptidos
¿Cómo trabaja el proceso de MALDI?
El laser activa a la matriz que se desprende del sistema arrastrando al analito, la matriz y el analito se ionizan, el analito se libera y va al analizador.
¿Cómo trabaja el proceso de Matrix?
El laser activa a la matriz que se desprende del sistema arrastrando al analito, la matriz y el analito se ionizan, el analito se libera y va al analizador.
¿Para qué tipo de moleculas se suele utilizar matrix?
Para moleculas de alto peso molecular (300, 000 Da) muy superiores
¿Que tipo de laser se utiliza en Matrix?
Laser de UV y de IR
¿Cual es la longitud de onda a la que trabaja el laser de UV en matrix?
Longitud de onda 337 nm
Es una técnica de ionización suave donde se forman aductos y es similar al impacto electrónico.
Menciona la diferencia con el impacto electrónico y cómo se llama esta técnica
Ionización química, la diferencia es que esta técnica utiliza plasma de gas y no haz de electrones
¿Como suele hacer la ionización los equipos de espectrometría de masas modernos?
Por medio de una relación entre la ionización química y la electrónica, donde se hace. los átomos gaseosos de la muestra (derivados de una entrada indirecta o de una sonda caliente) se ionizan al chocar con los iones que se producen al bombardear con electrones un exceso de gas reactivo.
¿Que se suele utilzar más en el IC-EI iones positivos o negativos?
Iones positivos, los negativos se usan en aquellos analitos de átomos muy electronegativos
¿Que es lo que ocasiona los choques entre las moleculas de analito con moleculas como MH, CH5+, o C2H5+ de IE-IC?
Transferencia de protones o transferencia de hidruros
¿Qué se mezcla con las matrices que favorece la ionización?
Sales
Menciona los tipos de ionización a presión atmosférica
Electronebulización (Electro spray)
Ionización química a presión atmosférica
¿Para qué tipo de moléculas se utiliza la electronebulización?
Para el analisis de biomoléculas como polipeptidos, proteínas
¿Para qué tipo de moléculas se utiliza la electronebulización?
Para el analisis de biomoléculas (mayor a 100000 Da) como polipeptidos, proteínas y oligonucleótidos
¿Que es el límite de Rayleigh?
Cuando la tensión superficial ya no puede aguantar la carga porque las gotitas se vuelven más pequeñas al evaporarse el solvente en la electronebulización
Explosión coulombica
Al analito explota en diversas moleculas cargadas que pasan a ser analizadas
La electronebulización funciona para moléculas de bajo punto de ebullición ¿V o F?
Verdadero
¿Que es el cono de Taylor?
Se refiere al cono observado en electrohilado o electrospray en donde un spray de particulas cargadas sale del límite de voltaje
¿Que se aplica para que haya el secado de las moléculas en el solvente?
Nitrógeno, lo que permite que ocurra la explosión coulombica
¿Que genera la electronebulización?
Iones policargados
Son los procesos donde existe poca fragmentación
ionización química y Bombardeo de átomos rapidos (FAB)
En este tipo de ionización no hay fragmentación
Electronebulización
Analizador
Sistema de campos electrónicos y magnéticos que separan y enfocan los iones cargados en la fuente de ionización hacia el detector de acuerdo con la razón masa/carga
Menciona los indicadores de eficiencia en un analizador
Límite de masas, transmisión, sensibilidad, límite de detección, resolución
Límite de masas
El valor más alto de razón masa/carga que puede ser medido
Transmisipon
Razon entre los iones que llegan al detector y los que se producen en realidad
Sensibilidad
Cantidad de muestra consumida en un segundo para obtener una señal de intensidad normalizada
Limite de detección
Es la cantidad de mas pequeña de muestra que genera una señal distinguible del ruido de fondo
Resolución
Capacidad de separar las masas muy cercanas
¿Cual es la fórmula para la resolución?
((m(Masa nominal a decimales del primer pico)/Δm (diferencia de los picos que estan adyacentes)
¿Cuando se puede afirmar que dos picos estan separados?
Cuando la altura de los valles entre ellos no es más que su porcentaje de altura (a menudo 10%)
Si tengo un equipo de 40000 puede resolver picos con valores de m/z de 4000.1 ¿V o F?
Falso, sale de los límites de resolución del equipo
Factores que afectan la resolución
Distancia recorrida por el ión
Campo magnético
Potencial de aceleración
¿Que hace el campo magnético?
Desvía los iones según su relación m/z
Cual es el rango de un acelerador
2-10kV
¿De que depende la velociad de los iones cuando se aplica un acelerador?
Depende de la masa/carga y el acelerador que se aplique
Menciona todos los tipos de analizadores
Analizador de sector magnético y electrico
Filtros de masas de cuadrupolo
Analizador de trampa de iones (IT-MS, ion-trap MS, ITD ion trap)
Orbitrap
Analizador de tiempo de vuelo (TOF, time of flight)
¿De qué depende la relación m/z?
Del campo, acelerador, y del radio
Se les llama también espectrómetros de enfoque simple
Son los instrumentos de sector magnético
Son los espectrómetros llamados doble enfoque
Son aquellos que utilizan un analizador magnético y electrostático, que permite reducir al mínimo las aberraciones direccionales y de energía al mínimo de modo simultaneo
Analizador de cuadrupolo
Es un equipo que combina un campo magnético y radiofrecuencia para ir cambiando la polaridad de los campos permitieindo que los iones tengan una trayectoria elipsoidal y con radiofrecuencia
¿Qué permite el analizador de cuadrupolo?
Que haya un aumento de camino de trayectoria, lo que permite que el equipo sea más selectivo
¿Cómo se consigue tener un equipo acoplado masa-masa?
A través de la unión de más cuadrupolos
De ahí nace el triple cuadrupolo
¿Que es lo que permite el espectrometro de masa-masa?
Permite que se generen fragmentos de los fragmentos de los iones, por el segundo cuadrupolo que se le llama cámara de colisiones cuadrupolar, lo que genera la segunda fragmentación
Analizador de trampa de iones
Los cationes y aniones quedan confinados por largos periodos de tiempo por campos eléctricos y magnéticos que hacen que tengan la trayectoria de un barril.
Los iones de m/z son los que circulan en una orbita estable, cuando se aplica un potencial de radiofrecucnai varibale, los iones pesados se estabilizan y los ligeros se desestabilizan y chocan con la pared del electrodo anular.
¿Cuales son el rango de valores en los que trabaja la trampa de iones?
de 4000-6000 th
¿Normalmente con que tipo de ionizadores suele trabajar el analizador de trampa de iones?
Con Maldi y Epsi
Analizador orbitrap
Los iones son inyectados tangencialmente en un campo eléctrico entre los electrodos y quedan atrapados porque su atracción electrostática hacia el electrodo interior es contrarrestada por la fuerza centrífuga. Así los iones dan vueltas alrededor del electrodo central.
¿Cómo se hace la detección de los iones con el orbitrap?
Cuando impacta las paredes del electrodo, lo hacen todos al mismo, y entonces de aplica transformada de Fourier porque se detectan en función del tiempo
Características del orbitrap
-Es la forma barata de un acelerador de partículas
-Se suele unir a un triple cuadrupolo
-Alcanza masas de 20-10,000 th
-Se suele acoplar a CLAE o ESI
¿Cómo podemos hacer que un equipo que tiene un orbitrap sea de alta resolucón?
A través de un triple cuadrupolo
Analizador de tiempo de vuelo
Los analizadores de tiempo de vuelo funcionan con los iones que se aceleran por un campo electrico de 10ʌ3-10ʌ4 V, que pasan luego por un tubo de deriva donde vuelan, dependiendo de su peso es hasta donde podrían llegar y de esta forma se separan y se detectan
¿Por qué los analizadores de tiempo de vuelo funcionan mejor con moleculas grandes?
Las moleculas pequeñas tendran velocidades grandes a la hora de pasar por el tubo de deriva, lo que puede resultar en que no se puedan medir de manera correcta.
Características de analizador de tiempo de vuelo
-Detecta de 500-1 MDa
-Funciona mejor con técnicas de ionización blanca en analisis de macromoleculas
-En realidad no tiene límite de masas
Se suele utilizar para la detección de bacterias
Analizador de tiempo de vuelo
Detectores secuenciales
Copa de faraday
Discreto (multiplicador de electrones de dinodos discretos)
Channeltron (Continuo)
Otros detectores
-Detector de conversión fotónica (Scintillator-destellador)
-Detector multicanal
Copa de Faraday
La carga de los iones positivos que inciden en la placa es neutralizada por un flujo de electrones procedentes de tierra a través de la resistencia. La caída de voltaje resultante en la resistencia se aumenta por medio de un amplificador de alta impedancia.
Multiplicador de electrones de dinodos discreto
Permite colectar y transformar iones positivos en una señal electrica.
Son placas de Cu y Be que cuando los iones o electrones golpean, su valor aumenta y se generan más señales emitiendo m´as rafagas de electrones
Channeltron (Continuo)
Es como el discreto, pero los espejos están continuos como un cuerno
Detector multicanal
Todos los iones los detecta cuando ya estan clasificados
Aplicaciones de EM
Medición de masas
Identificación de compuestos puros
¿Cuanto es una unidad de masa atómica?
La doceava parte del C12
Unidad de medida de m/z
Thomson (Th) = Da/z
¿Con qué datos se puede determinar el peso y la formula molecular?
Si se tiene el ión molecular y su masa exacta
Propiedades del ión molecular
Relación m/z en el espectro
Potencial de ionización (primero en ionizarse)
Debe contener todod los elementos que se pueden identificar en los fragmentos que se generan
-La perdida entre fragmentos y el ión molecular debe ser lógica, es decir, debieron perder algo que exista.
-Debe seguir la regla del nitrogeno
Regla del nitrógeno
La masa será par cuando contengan un número par de nitrógenos o no tengan nitrógenos
La masa será impar si contienen un número impar de nitrógenos
¿Qué se necesita para determinar las masas exactas y precisas?
Buen poder de resolución y un buen poder de aceleración del campo magnético
Masa nominal
una precisión de un número entero en una medida de masa
Por ejemplo, la masa nominal de los isómeros de carbono son: 12C 1H4=16
13C 1H4=17
12C 1H32H1=17
masa atómica relativa
Es la multiplicación de todos los isótopos por su abundancia y la suma del producto entre la unidad de masa atómica
masa atómica relativa
Es la multiplicación de todos los isótopos por su abundancia y la suma del producto entre la unidad de masa atómica
¿A que se refier A+n o A-n?
Un isótopo que pesa n unidadeades más o menos
Menciona los principales modos del triple cuadrupolo
-Analisis de un ión
-Exploración de iones precursores
-Exploración de perdida de fragmentos neutros.
¿Que es una celda de colisión?
Es un dispositivo que se utiliza en la espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente para eliminar los iones que interfieren a través de reacciones ion/neutras.
Masas precisas
Es la capacidad de medir o calibrar la respuesta del espectrómetro con respecto a la de un compuesto conocido.
Referencias utilizadas en EM
Perfluoroqueroseno, ultramark 1621, perfluorotributilamina o cualquier compuesto polifluorinado
¿De qué dependen las intensidades de las señales?
De su abundancia
Masa exacta calculada
Es la suma de las masas isotópicas.
Masa molecular relativa
Se calcula apartir de las masas atómicas relativas de los elementos que contribuyen a la fórmula empírica
¿Cuál es el límite de error permitido?
Es 5 ppm o 0-5 mmu
¿Cuando podemos decir que la masa exacta de un ión es confiable en su composición isotópica y elemental?
Cuando su masa está expresada en 4 o 6 decimales
Tipos de fragmentos por impacto electrónico
Iones pesados
Iones representados por picos intensos
Series homólogas de iones
Iones más pesados
Son los generados por perdidas de partículas neutras pequeñas a partir del ion molecular sin una transformación notable de la estructura inicial
Tipos de iones pesados
1.-CO, CO2, H2O, C2H4, C2H2, HCN, HCl, HBr, NH3, CH2=C=O, NO2, NO, H2S
2.-Se pueden perder radicales estanles, dependiendo de su estabilidad relativa, es que tan fácil es que se pierdan. 3rio>2rio>1rop
Iones representados por picos intensos
La intensidad de un ión depende de su estabilidad y de los procesos de fragmentación
Normalmente qué es un pico estable
Es de un compuesto muy estable que se le atribuye la intensidad del 100%
