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Exclusivamente para fines educativos 05 de abril de 2016 1 CONSTRUYENDO UNA CIENCIA MEJOR ENTRE AGILENT Y USTED Espectrometría de masas Fundamentos y teoría
Exclusivamente para fines educativos
05 de abril de 2016
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CONSTRUYENDOUNA CIENCIA MEJOR
ENTRE AGILENT Y USTED
Espectrometría de masas
Fundamentos y teoría
Exclusivamente para fines educativos
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Introducción
La espectrometría de masas (MS) es una técnica de química analítica que
ayuda a identificar la cantidad y tipo de compuestos químicos presentes en
una muestra midiendo la relación masa/carga y la abundancia de iones en
fase gaseosa.
Un espectro de masas (espectros) es un gráfico de la señal del ión
en función de relación masa/carga. A partir de los espectros, se utilizan la
masa del ión molecular y los fragmentos para determinar la composición
elemental o la firma isotópica de un compuesto. Esta información se utiliza
para determinar las estructuras químicas de las moléculas, como los
pesticidas o péptidos.
La espectrometría de masas funciona ionizando los compuestos químicos
para generar moléculas cargadas o fragmentos de moléculas y medir su
relación masa/carga.Fuente: Wikipedia
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IntroducciónGanador del Premio Nobel de Tecnología
John Fenn y Koichi Tanaka fueron galardonados con el Premio Nobel de Química en
2002 por el desarrollo de dos tecnologías de ionización suave:
• Tecnología por electrospray, Dr. Fenn
• Desorción láser suave, Dr. Tanaka
Sala de Conciertos, Estocolmo, Suecia, Dic. 2002 El Dr. Fenn recibiendo su Premio Nobel del Rey de Suecia
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Índice
Introducción
• Consideraciones básicas
• Masas y espectrometría de masas
• Pasos fundamentales
Funcionamiento
• Ionización
• Impacto electrónico
• Ionización química
• Consideraciones de la muestra (LC/MS)
• Electrospray
• Ionización química a presión atmosférica
• Fotoionización a presión atmosférica
• Ionización multimodo
• MALDI
• ICP
Funcionamiento
• Analizador de masas
• Cuadrupolo simple
• Triple cuadrupolo
• Trampa de iones
• TOF (Tiempo de vuelo)
Resultados
• Espectro de masas
• Cuadrupolo simple frente a TOF
• Iones con carga múltiple y deconvolución
Más información
• Página web de Agilent para instituciones
académicas
• Publicaciones
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IntroducciónConsideraciones básicas
Los elementos se pueden identificar de
manera inequívoca por su masa. La
espectrometría de masas es un método
analítico para medir el peso molecular
o atómico.
Índice
Fuente: Tabla periódica, póster SI-0186
Los compuestos, formados por distintos
elementos, pueden distinguirse por su masa:
Glucosa C6H12O6
PM: 180,1559 g/mol
Penicilina C16H18N2O4S
PM: 334,39 g/mol
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IntroducciónMasas y espectrometría de masas
La masa media de una molécula se obtiene sumando las masas atómicas medias
de los elementos que la forman.
Masa media del agua (H2O): 1,00794 + 1,00794 + 15,9994 = 18,01528 Da
La masa monoisotópica es la suma de las masas de los átomos de una molécula
utilizando la masa en reposo, en estado fundamental, no unida, del isótopo principal
(más abundante) de cada elemento en lugar de la masa media isotópica. La masa
monoisotópica se expresa generalmente en unidades de masa atómica unificada.
La masa exacta (más correctamente, la masa exacta medida) es una masa
determinada experimentalmente que permite determinar la composición elemental.
Para las moléculas con masa por debajo de 200 u, la precisión de 5 ppm es
normalmente suficiente para determinar de forma única la composición elemental.
Fuente: WikipediaÍndice
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IntroducciónPasos fundamentales
Procedimiento de MS típico:
• Se ioniza la muestra (sólida, líquida, gaseosa)
• Durante la ionización, las moléculas de la muestra
podrían romperse en fragmentos cargados
• Los iones se separan según su relación
masa/carga (m/z)
• Los iones se detectan mediante un mecanismo
capaz de detectar partículas cargadas (p. ej.
multiplicador de electrones)
• Los resultados se muestran como espectros de
abundancia relativa como una función de la
relación m/z
• La identificación se produce mediante la
correlación de masas conocida con masas
identificadas o mediante un patrón de
fragmentación característico
Índice
++
++ ++
+
++ + + +
m/z
Inte
nsity
Muestra
Ionización
(positiva o negativa)
Manipular según la
relación masa/carga
(o el tamaño a cargar)
Detección
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FuncionamientoIonización
Antes de que se pueda analizar la masa de la muestra, debe desionizarse
en la fuente de iones.
Introducción de muestras gaseosas:
• Ionización electrónico (EI)
• Ionización química (CI)
Introducción de muestras líquidas:
• Ionización de electrospray (ESI)
• Ionización química a presión atmosférica (APCI)
• Fotoionización a presión atmosférica (APPI)
• Ionización multimodo (MMI)
• Desorción/ionización de matriz asistida por láser (MALDI)
• Plasma acoplado inductivamente (ICP)
Índice
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FuncionamientoIonización
La polaridad de los analitos determina la fuente de ionización.
Pes
o m
ole
cula
r
Polaridad del analito
100.000
no polar muy polar10
APCI
ESI
APPI
GCMS
ESI Ionización de electrospray
APPI Fotoionización a Presión
Atmosférica
APCI Ionización Química a Presión
Atmosférica
GC/MS Cromatografía de gases/
Espectrometría de masas
Índice
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FuncionamientoIonización – Impacto electrónico (EI)
El impacto electrónico (EI) es el método más común de ionización en cromatografía
de gases (GC).
Las moléculas que salen del cromatógrafo de gases son bombardeadas por un haz de electrones
(70 eV) que elimina un electrón de la molécula lo que da como resultado un ión cargado.
CH3OH + 1 electrón CH3OH+ + 2e-
El EI normalmente produce moléculas iónicas de una sola carga y fragmentos iónicos (las partes
más pequeñas de las moléculas originales) que se utilizan para la elucidación de estructuras.
CH3OH+ CH2OH+ + H o CH3OH+ CH3+ + OH
Un electrón o fotomultiplicador detecta los iones separados.
El espectro de masas generado traza la intensidad de la señal a una relación m/z dada.
Ión molecular
Fragmento iónico
Índice
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FuncionamientoIonización – Impacto electrónico (EI)
La interfaz GC/MS funciona a temperaturas altas.
Índice
Cámara de
ionización
Cámara del
analizador
Conjunto
calentador/sensor
Cubierta del
calentador
Aislamiento
Columna
Horno de GCMS
El extremo de la columna sobresale de 1 a 2 mm en la cámara de ionización.
Interfaz EI GC/MS. Fuente: Manual de funcionamiento del Sistema GC/MS de triple cuadrupolo Agilent 7000 (pág. 46)
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FuncionamientoIonización – Ionización química (CI)
El es un proceso de transferencia directa de energía con la energía cinética del electrón
depositada directamente en una molécula del analito.
La CI es un proceso indirecto que involucra un agente químico intermedio. Esto se da sobre todo
en la ionización química positiva (PCI). En la PCI, la fuente de iones se llena con un gas reactivo
que se ioniza para crear iones reactivos que reaccionan con el analito.
Los gases reactivos que se usan de forma más frecuente son: metano, iso-butano y amoníaco.
El gas reactivo aplicado determina el comportamiento de la ionización y la fragmentación del
analito.
Las reacciones principales del metano son:
CH4 + e- CH4+, CH3
+, CH2+ El gas reactivo se ioniza por electrones que se introducen en la fuente de ionización.
CH4 + CH4+ CH5
+, CH3
CH2+ + CH4 C2H4
+ + H2
CH2+ + CH4 C2H3
+ + H2+H
CH3+ + CH4 C2H5
+ + H2
C2H3+ + CH4 C3H5
+ + H2
Consulte las notas para obtener más informaciónÍndice
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FuncionamientoIonización – Consideraciones de la muestra (LC/MS)
ESI
Volatilidad no necesaria
Técnica preferida para los analitos termolábiles
Iones formados en solución
Puede formar iones multicargados
APCI
Alguna volatilidad necesaria
Los analitos deben poseer estabilidad térmica
Iones formados en fase gaseosa
Forma solo iones con una sola carga
APPI
Alguna volatilidad necesaria
Los analitos deben poseer estabilidad térmica
Iones formados en fase gaseosa
Forma solo iones con una sola carga
Muchos compuestos ionizarán correctamente mediante estas tres fuentes. APCI/APPI
pueden ionizar moléculas que son demasiado no polares para que ESI las ionice.Índice
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FuncionamientoIonización – Consideraciones de la muestra (LC/MS)
ESI
Iones en solución p. ej. catecolamina, conjugados de sulfato, aminas cuaternarias
Compuestos con heteroátomo p. ej. carbamatos, benzodiacepinas
Compuestos que multiplican la carga en la solución p. ej. proteínas, péptidos, oligonucleótidos
APCI
Compuestos de PM y polaridad intermedios p. ej. PAHs, PCBs, ácidos grasos, ftalatos, alcoholes
Compuestos con heteroátomo p. ej. carbamatos, benzodiacepinas
Compuestos que son demasiado no polares para la respuesta de ESI
APPI
Compuestos de PM intermedia y polaridad de intermedia a baja p. ej. PAHs, PCBs, ácidos grasos, ftalatos, alcoholes
Compuestos con heteroátomo p. ej. carbamatos, benzodiacepinas
Compuestos que son demasiado no polares para la respuesta de ESI
Índice
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FuncionamientoIonización – electrospray (ESI)
La ionización de electrospray (ESI) es una técnica de
ionización suave.
Se rocía (nebuliza) el eluyente del LC en una cámara
de nebulización a presión atmosférica en presencia
de un campo electrostático fuerte y de gas de secado
calentado. El campo electrostático se produce entre
el nebulizador, que en este diseño se encuentra a
tierra y el capilar, que está a alta tensión.
Moléculas adecuadas:
• Pequeñas moléculas (glucosa) y biomoléculas
mayores (proteínas, oligonucleótidos)
La carga múltiple es el fenómeno en ESI, que permite
analizar moléculas mayores (-> Deconvolución)
Índice
Capilar
Nebulizador
Spray
disolvente
Gas de secado calentado
Inyector de HPLC
Fuente de ionización de electrospray.
Fuente: Guías de concepto de LC/MS (pág. 22)
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FuncionamientoIonización – Proceso ESI
De gotas cargadas a iones de analitos
El nebulizador produce un tamaño uniforme de la
gota.
Las gotas cargadas son atraídas hacia la capilaridad
dieléctrica. La corriente de nitrógeno caliente que
rodea el capilar reduce el tamaño de las gotas. Este
proceso se llama desolvatación.
Las gotas siguen reduciéndose hasta que las fuerzas
electrostáticas de repulsión (Coulomb) superan a las
fuerzas de cohesión de las mismas, lo que provoca la
explosión de dichas gotas.
Este proceso se repite hasta que los iones del analito
finalmente se desorben en la fase gaseosa, llevados
por un campo eléctrico fuerte en la superficie de las
microgotas. Este proceso se llama evaporación
de iones.
Índice
Evaporación
Explosiones de coulomb
Clúster de disolvente del ión
Ión del analito
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FuncionamientoIonización – Ionización química a presión atmosférica (APCI)
APCI es un proceso de ionización química en fase
gaseosa. Por lo tanto, el analito necesita estar en
fase gaseosa para realizar la ionización.
El eluyente del LC atraviesa una aguja de
nebulización, que crea un spray fino.
Las gotas se vaporizan completamente en un tubo
cerámico calentado (~ 400 a 500 °C).
Moléculas adecuadas:
• Moléculas ˂ 1.500 u
• Compuestos menos polares y no polares
(analizados normalmente mediante cromatografía
de fase normal)
Índice
+ + + +
+ ++
Inyector de HPLC
Nebulizador
(pulverizador)
Gas de
secado
Capilar
Evaporar
(calentador)
Aguja de
descarga
de corona
Fuente de ionización química a presión atmosférica.
Fuente: Guías de concepto de LC/MS (pág. 27)
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FuncionamientoIonización – Proceso APCI
Esto muestra los procesos de evaporación
e ionización de APCI.
Tenga en cuenta que el analito no se ioniza
hasta después de la evaporación y después
de que se ionice el gas reactivo.
Después, el gas reactivo transfiere una carga
al analito.
La APCI genera normalmente solo iones con
una sola carga, sin embargo, es posible
obtener iones con doble carga donde las
zonas de carga estén separadas
(normalmente por una región hidrofóbica).
Consulte las notas para obtener más informaciónÍndice
+
++
+
++
++
+
+
+ +
++
Evaporación
Vapor
Gas reactivo
cargado formado
Carga transferida al
analito
Iones del analito
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+ + + ++ +
+ ++ ++ ++ ++++ ++
++
hu
FuncionamientoIonización – Fotoionización a presión atmosférica (APPI)
Con la técnica de APPI, el eluyente del LC pasa
a través de una aguja de nebulización para crear
un spray fino.
Las gotas se vaporizan completamente en un tubo
cerámico calentado.
La mezcla de gas/vapor pasa a través de la luz
ultravioleta de una lámpara de criptón para ionizar
las moléculas de la muestra. Los iones de la muestra
se introducen en el capilar.
La APPI se aplica a muchos de los mismos
compuestos que normalmente se analizan mediante
APCI. La APPI ha demostrado ser particularmente
valiosa en análisis de compuestos no polares y
aromáticos.
Índice
Inyector de HPLC
Nebulizador
(pulverizador)
Gas de
secado
Capilar
Evaporar
(calentador)
Lámpara de UV
Fuente de fotoionización a presión atmosférica.
Fuente: Guías de concepto de LC/MS (pág. 29)
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FuncionamientoIonización – Proceso APPI
Esto muestra los procesos de evaporación
e ionización de la fotoionización.
Tanto APPI como APCI son similares, con APPI para
realizar la ionización, se sustituye una lámpara por la
aguja de corona. Además, normalmente en la APPI se
utiliza un disolvente adicional o modificador de fase
móvil, llamado "dopante" (D) para ayudar con el
proceso de fotoionización.
APPI directa:
APPI dopante:
SHMSHM
eMhM u
DMMD
DHMMD
eDhD
u
Consulte las notas para obtener más informaciónÍndice
++
+
+
+
+
h
+ + +
++
h
+ ++
++
Evaporación
Vapor
El dopante se
fotoioniza y actúa
como gas reactivo
El fotón ioniza el
analito
Iones del analito
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FuncionamientoIonización – Ionización multimodo (MMI)
La fuente multimodo es una fuente de iones
que puede funcionar de tres maneras diferentes:
• APCI
• ESI
• APCI/ESI simultáneos
Incorpora dos zonas separadas eléctricamente,
una para ESI y otra para APCI. Durante la APCI/ESI
simultáneas, los iones que forman ambos modos de
ionización se introducen en el capilar y el
espectrómetro de masas los analiza de forma
simultánea.
MMI es útil para los cribados de especies
desconocidas, o cualquier muestra que contenga
una mezcla de compuestos donde algunos
responderán por ESI y otros por APCI.
Índice
Inyector de HPLC
Zona ESI
Nebulizador
Contenedor
térmico
Capilar
Gas de
secado
Zona APCI
Aguja de
descarga
de corona
Fuente multimodo.
Fuente: Guías de concepto de LC/MS (pág. 30)
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FuncionamientoIonización – Desorción/ionización de matriz asistida por láser (MALDI)
La desorción/ionización de matriz asistida por
láser (MALDI) es una técnica de ionización
suave.
La muestra se mezcla con la matriz y se aplica
a una placa de metal.
Un láser pulsado irradia la muestra, activando
la ablación y la desorción.
Las moléculas del analito se ionizan en la
pluma caliente de los gases ablacionados.
Los iones se aceleran en el espectrómetro
de masas.
Moléculas adecuadas:
• Biomoléculas (ADN, proteínas, azúcares)
• Moléculas orgánicas grandes (polímeros)
Índice
Haz del láser
Rejilla de extracción
Ión del analito
al espectró-
metro de
masas
Ión de la matriz
Lente de enfoque
Zona del analito/matriz
en la diana MALDI
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FuncionamientoIonización – Plasma acoplado inductivamente (ICP)
Un instrumento de plasma acoplado
inductivamente (ICP) utiliza una fuente de
plasma en la que la energía se suministra
mediante corrientes eléctricas producidas por
inducción electromagnética, es decir, por
campos magnéticos que varían con el tiempo.
El plasma es tan energético que reduce las
moléculas en los elementos ionizados.
Existen distintos tipos de geometrías ICP
disponibles que pueden acoplarse a las
distintas tecnologías:
• ICP-AES Espectroscopia de emisión
atómica
• ICP-OES Espectroscopia de emisión óptica
• ICP-MS Espectrometría de masas
• ICP-RIE Grabado con iones reactivos
Fuente: Wikipedia
Diagrama esquemático que muestra las interrelaciones de
varios componentes en un sistema de ICP-MS acoplado
Índice
Separación Detección
HPLC
GC
CE
FFF
Otra
Detector(es)
convencional(es)
opcional(es)
Detector(es)
convencional(es)
opcional(es)
MS orgánico opcional
ICP-MS
Inte
rfaz
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FuncionamientoAnalizador de masas
Después de la ionización y del desplazamiento de los iones, los analitos entran en el
analizador de masas.
El espectrómetro de masas mide las señales del ión lo que da como resultado el
espectro de masas, que puede proporcionar información valiosa sobre el peso
molecular, estructura, identidad y cantidad de un compuesto.
Existen distintos tipos de analizadores de masas:
• Cuadrupolo simple (SQ)
• Triple cuadrupolo (QQQ)
• Tiempo de vuelo (TOF)
• Trampa de iones (IT)
Índice
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FuncionamientoAnalizador de masas – Cuadrupolo simple (CS)
Los iones cargados generados en la
fuente de iones entran en el analizador
de masas.
El analizador de masas cuadrupolar se
escanea secuencialmente para que solo
un único ión m/z pueda pasar de una vez.
El resto de iones se pierde.
m/z - relación masa/carga:
Masa de un ión (Daltons o u) dividido por
el número de cargas en el ión
Información recibida: MS solo
Modelo conceptual - cuadrupolo simple
Modelo conceptual - cuadrupolo simple
Índice
Fuente de
ionización externa
Filtro cuadrupolo
de masas
Detector
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Monitorización de ión único (SIM) Modo de barrido
FuncionamientoAnalizador de masas – Cuadrupolo simple (CS)
Se monitoriza un ión diana con m/z
específico. La SIM en un cuadrupolo simple
permite obtener la mejor sensibilidad para
realizar la cuantificación, sin embargo se
pierde especificidad.
El analizador de masas se configura para
permitir que solo iones de
un único m/z pasen
por el detector
En el modo MS de barrido, el analizador
de masas cuadrupolar se escanea
secuencialmente permitiendo el paso
por el detector de 1 m/z cada vez.
Índice
El analizador de masas de
configura para permitir que
solo los iones de la m/z
simple pasen por el detector
El analizador de masas se
analiza secuencialmente
pasando cada m/z que
hay en el rango de masas
seleccionado al detector
Tiempo (s) --->
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FuncionamientoAnalizador de masas – Triple cuadrupolo (QQQ)
Los iones cargados generados en la fuente de
iones entran en el analizador de masas.
El analizador está formado por tres
cuadrupolos (Q1-Q3) y por lo tanto varios
modos de funcionamiento que darán como
resultado información diferente.
Una configuración común es la siguiente:
• Q1: se utiliza como filtro para la m/z específica
(ión precursor)
• Q2: se utiliza como celda de colisión para
fragmentar el ión precursor y generar iones
producto
• Q3: configurado para la m/z específica (SRM o
MRM) o en modo de barrido (barrido del ión
producto)
Información recibida: MS y MS/MS
Modelo conceptual - Triple cuadrupolo
Esquema que muestra el modo SRM
Índice
Ionización
externa
Filtro cuadrupolo
matriz Q1
Filtro cuadrupolo
Q3 del producto
Celda de colisión
Detector
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Monitorización de reacción múltiple (MRM) Modo MS/MS de barrido completo
FuncionamientoAnalizador de masas – Triple cuadrupolo (QQQ)
Los iones precursores con una m/z única pasan a
la celda de colisión. Los fragmentos iónicos se
generan mediante la colisión con moléculas de
nitrógeno. Q3 se configura para una m/z única de
fragmento iónico específico. Este método es muy
sensible y se utiliza para realizar cuantificaciones.
La diferencia entre el modo de barrido completo y
SRM o MRM es la función de barrido. Q3 se
escanea secuencialmente permitiendo el paso por
el detector de 1 m/z cada vez. Se genera un
espectro de ión del producto. Este modo de
funcionamiento es menos sensible que el SRM o
MRM.
Celda de colisión
con gas argón.
Índice
Celda de colisión
con gas nitrógenoCelda de colisión
con gas nitrógeno
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FuncionamientoAnalizador de masas – Trampa de iones (IT)
Los iones cargados generados en la fuente de
iones entran en el analizador de masas. Todos
los iones de la polaridad seleccionada por
encima del rango de masas seleccionado
pueden almacenarse a la vez en la trampa.
Los iones pueden manipularse en el
analizador de masas de trampa de iones,
realizando múltiples etapas de aislamiento y
fragmentación, hasta el momento de detectar.
En vez de cuatro varillas paralelas, la trampa
de iones está formada por un electrodo con
forma de anillo circular más dos tapas que
forman una "trampa".
Información recibida: MS y MS/MS
Modelo conceptual - Trampa de ión
Índice
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Paso 1: Aislamiento del ión precursor Paso 2: Fragmentación del ión precursor
FuncionamientoAnalizador de masas – Trampa de iones (IT)
Una vez han finalizado la inyección y
acumulación del ión, la puerta de iones se
cierra y los iones no se inyectarán más en el
analizador de masas. A las masas expulsadas
se les aplica formas de ondas por encima y
por debajo del ión precursor.
La excitación resonante del ión precursor
provoca la disociación inducida por colisión
(CID) y se generan los iones del producto (a).
Los iones producto de barrido completo se
expulsan hacia el detector (b).
a
a
b
Índice
Analizador de masas
de la trampa de ión
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FuncionamientoAnalizador de masas – Tiempo de vuelo (TOF)
Los iones cargados generados en la fuente
de iones entran en el analizador de masas.
Componentes del analizador:
• Filtro de masas (Q1) opcional
• Tubo de vuelo
• Celda de colisión (Q-TOF)
Después de que los iones hayan atravesado
el cuadrupolo o la celda de colisión llegan al
pulsador de iones. Se aplica un pulso de alta
tensión que acelera los iones en el tubo de
vuelo. Un espejo de iones en el extremo del
tubo refleja los iones y los envía al detector
que registra su tiempo de llegada.
Información recibida:
TOF: MS solo
Cuadrupolo TOF: MS y MS/MS
Índice
Espejo de iones
Filtro cuadrupolo de
masas (Q1)
Turbo 1b Turbo 1a Turbo 2 Turbo 3
Fuente
de ionesÓptica de transferencia
Celda de colisión
Pulsador
de iones
Detector
de iones
Esquema de un espectrómetro de masas de TOF.
Fuente: Time-of-Flight Mass Spectrometry
(Espectrometría de masas TOF).
El gráfico muestra un Q-TOF.
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FuncionamientoAnalizador de masas – Tiempo de vuelo (TOF)
El tiempo de vuelo (t) para cada masa es único y viene determinado por la energía
(E) a la que un ión se acelera, la distancia (d) que tiene que viajar y la m/z.
La ecuación indica que para una energía cinética dada, E, las masas más pequeñas
tendrán velocidades mayores que las masas más grandes. Los iones con masas
menores llegarán antes al detector.
La velocidad viene determinada (y en consecuencia la masa) por la medida del
tiempo que tarda un ión en alcanzar el detector.
Celda de colisión
con gas argón.
b
22/1 mvE que está resuelto para m de esta forma:
2/2 vEm y está resuelto para v así:
)/2( mEv ecuación 1
Índice
Detector
Acelerar la
energía (E)Distancia de la
trayectoria del vuelo (d)
Tubo de vuelo
Detector
Pulsador
de iones
Óptica
de iones Fuente de iones
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FuncionamientoAnalizador de masas – Tiempo de vuelo (TOF)
La segunda ecuación es la ya conocida velocidad (v) igual a la distancia (d)
dividida por el tiempo (t):
Las ecuaciones 1 y 2 combinadas producen:
Para una energía (E) y distancia dadas, la masa es proporcional al cuadrado
del tiempo de vuelo del ión. E y d se mantienen constantes y dan como resultado una
variable A que simplifica la ecuación:
Para ser muy precisos, se debe considerar también un retraso del tiempo para aplicar
la alta tensión:
Esto dará como resultado la ecuación final:
tdv /
22)/2( tdEm
2tAm
0ttt m
2
0)( ttAm m
Índice
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ResultadosEjemplo 1
Espectro de masas de la
sulfametazina analizado con
analizador de masas cuadrupolo
simple
Fórmula molecular: C12H14N4O2S
[M+H]+: 279,33
Espectro de masas de sulfametazina.
Fuente: G1960-90083 (pág. 17)
Índice
[M + Na]+
[M + H]+
SNH
H2N
O
O N
N
CH3
CH3
350.000
300.000
250.000
200.000
150.000
100.000
50.000
0
100 200 300 m / z
279,
128
1,0
280,
0
301,
0
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ResultadosEjemplo 2
Espectro de masas del
cocaetileno con un
analizador de masas Q-TOF
Fórmula molecular: C18H23NO4
[M+H]+: 318,387
Espectro de masas del cocaetileno.
Fuente: Una comparación de varias técnicas de
LC/MS para su uso en toxicología (Fig 36, pág. 37)
Índice
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ResultadosCuadrupolo simple frente a TOF de alta resolución
El análisis con un cuadrupolo simple (triple)
proporciona información de la masa nominal (poder
de resolución bajo), los instrumentos de TOF pueden
proporcionar información de la masa exacta (poder
de resolución alto).
Para realizar el análisis por tiempo de vuelo, se
necesita realizar la calibración continua del sistema
TOF y así asegurarse la mejor exactitud de masa
posible. Las medidas suelen desviarse solo algunas
partes por millón (ppm).
Con una resolución de masas y una exactitud de
masas suficiente, un espectrómetro de masas TOF
puede confirmar positivamente la composición
elemental.
Poder de resolución de un cuadrupolo simple (a) frente
a una fuente de TOF (b): 5989-2549EN (pág. 14)
Índice
Ab
un
dan
cia
Ab
un
dan
cia
Bajo poder de resolución
Masa diana
Interferencia
Interferencia
Masa diana
Alto poder de resolución
Masa
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ResultadosCuadrupolo simple frente a TOF
Espectro de masas típico de
Cuadrupolo simple
Espectro de masas de la sulfacloropiridazina con iones
aductos y fragmentos iónicos. Fuente: 5989-2549EN (pág. 25)
Espectro de masas típico de TOF
Espectro de masas de sulfametazina.
Fuente: G1960-90083 (pág. 17)
Índice
[M + Na]+
[M + H]+
SNH
H2N
O
O N
N
CH3
CH3
350.000
300.000
250.000
200.000
150.000
100.000
50.000
0
100 200 300 m / z
279,
128
1,0
280,
0
301,
0
Recuento máx. 4,8e4156,0116
285,0207
307,0027
309,0000
100%
m/z (amu)
+TDF MS: Experimento 2, de 0,932 a 1,007 min desde sulfa 284 a.wiff Agilent
149,0242
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ResultadosIones con carga múltiple y deconvolución
Dependiendo de la molécula analizada y de la técnica de ionización, se podrán generar iones
con carga múltiple.
Las moléculas pequeñas y la APCI ofrecen moléculas simples cargadas:
La m/z medida se corresponde con el peso molecular después de restar (ión positivo)
o sumar (ión negativo) el portador de carga.
Para las moléculas grandes (péptidos, proteínas) ionizadas con ESI, existe más de un sitio
de carga disponible (para la protonación o deprotonación) lo que puede dar como resultado
iones con carga múltiple:
Esto hace que las moléculas como por ejemplo los anticuerpos (1 Mio Da) sean accesibles
a la espectrometría de masas, dado que los iones medidos se desplazan a un rango de la
m/z de medida más legible.
Es necesario realizar un algoritmo matemático para determinar el peso molecular real de la
m/z medida. este proceso se conoce como deconvolución.
Índice
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ResultadosIones con carga múltiple y deconvolución – Ejemplo
Espectro de masas de la sintetasa de glutamina.
Fuente: LC/TOF-MS de masa exacta para la confirmación de pesos moleculares de la proteínas intactas (Fig 1, pág. 4)
Espectro de masas deconvolucionado de la sintetasa
de glutamina expresada.
Índice
Ab
un
dan
cia
Relación masa/carga (m/z)
Relación masa/carga (m/z)
Ab
un
dan
cia
922,01
977,87
996,67
1016,17
1057,61
1102,58
1126,52
1117,6
1205,06
1233,73
1263,80
1295,38
1328,53
1363,47
1400,31
1439,18
1480,25
700 800 900 1.000 1.100 1.200 1.300 1.400 1.500 1.600 1.700 1.800 1.900
1.170 1.180 1.190
1177,68
Masa (u)
Ab
un
dan
cia
51772,87
50.600 50.800 51.000 51.200 51.400 51.600 51.800 52.000 52.200 52.400 52.600 52.800
Masa esperada de la sintetasa de glutamina sin modificar:
51.772,7 u
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Abreviaturas
Abreviatura Definición
APCI Ionización química a presión atmosférica
APPI Fotoionización a presión atmosférica
CI Ionización química
CID Disociación inducida por colisión
D Dopante (APPI)
Da Dalton
EI Impacto electrónico
ESI Ionización de electrospray
GC Cromatografía de gases
GC/MS GC/MS
ICP Plasma acoplado inductivamente
IT Trampa de iones
Abreviatura Definición
LC/MSCromatografía de líquidos/espectrometría de
masas
M Ión molecular
MALDIDesorción/ionización de matriz asistida por
láser
MMI Ionización multimodo
MRM Monitorización de reacción múltiple
MS Espectrometría de masas
m/z Relación masa/carga
QQQ Sistema LC/MS triple cuadrupolo
SIM Monitorización de ión único
SH Moléculas de disolvente
SQ Cuadrupolo simple
(Q) - TOF Tiempo de vuelo
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Más información
Para obtener más información sobre los productos de Agilent, visite los sitios web
www.agilent.com y www.agilent.com/chem/academia
Si tiene más preguntas o sugerencias sobre esta presentación, póngase en contacto con [email protected]
Publicación Título N.º pub.
ManualAgilent 7000 Series Triple Quad GC/MS Operation Manual (Manual de
funcionamiento del Sistema GC/MS de triple cuadrupolo Agilent 7000)G7000-90044
GuíaAgilent 6100 Series Quadruple LC/MS system – Concepts Guide (Guía de
conceptos del sistema LC/MS de cuadrupolo Agilent serie 6100)G1960-90083
Compendio de
aplicaciones
Time-of-Flight Solutions in Pharmaceutical Development – the Power of
Accurate Mass5989-2549EN
Descripción técnica
generalTime-of-Flight Mass Spectrometry (Espectrometría de masas TOF) 5990-9207EN
AplicaciónAccurate-Mass LC/TOF-MS for Molecular Weight Confirmation of Intact
Proteins5989-7406EN
Aplicación A Comparison of Several LC/MS Techniques for Use in Toxicology 5990-3450EN
Vídeos www.agilent.com/chem/teachingresources
Imágenes www.agilent.com/chem/teachingresources
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Número de publicación 5991-5857ES
GRACIAS
POR SU
ATENCIÓN
