Principios de análisis instrumental

))} 20( Espectrómetros de masas 513 Fuente de iones Cuadripolo 1 Cuadripolo 2 Cuadripolo 3 Multiplicador 1 1 1 de electrones 1 Separación Separación Ioni zac ión ------+- de masas ------+- Enfoque de masa ------+- Detección 1a. etapa de colisión 2a. etapa e :;; <1) ;::l E ~----~+---~~ "' "' "O g ¡¡} Ionizador Analizador / Bombas turbomoleculares FIGURA 20.22 Esquema de un espectrómetro de masas de triple cuadrupolo. (Cortesía de Thermo-Finnigan Corp.) Al efectuar un barrido simultáneo con ambos analizadores, pero con una diferencia de masas entre ellos, se obtiene un espectro de pérdida neutral. Esto da la identidad de los iones precursores que sufren una pérdida igual a la neutral de H 2 0 y CO. Para finali– zar, mediante el barrido con el analizador de masas 1y la obtención del espectro del ion producto para cada ion precursor seleccionado se puede obtener un espectro tridimensional MS/MS completo. Interacciones disociativas en la celda de interacción Pueden utilizarse varios tipos de interacciones para producir la fragmentación en la celda de interacción. En algunos casos, los iones que selecciona el analizador de masas 1 en la figura 20.20 son metaestables y se descomponen en fragmentos después de cierto tiempo. Sin embargo, los mecanismos cinéticos del proceso de descomposición tienen la capacidad de limitar en gran medida la aplicabilidad y sensibilidad del proceso. En tales casos, la frag– mentación se puede inducir al añadir un gas que favorezca las colisiones a la celda de interacción de modo que interactúe con los iones precursores, lo que ocasiona la descomposición en iones producto. En este caso, la celda se llama celda de colisiones y las interacciones se denominan disociación activada mediante colisio– nes o disociación inducida por colisiones. Otro tipo de interacción es la disociación inducida por la super– ficie, en la cual los iones precursores interactúan con una superficie para inducir la disociación. Los iones son reflejados por las pare– des de la celda o por las planchas que los atrapan para incrementar su energía e impulsar la disociación. También se utilizan las super– ficies químicamente modificadas, como las películas finas. Otra técnica de disociación que se aplica a iones grandes con cargas múltiples es la disociación con captura de electrones, en la cual los iones precursores capturan un electrón de baja energía para producir un producto intermedio que se disocia con rapidez. En algunos casos, se añade un gas de fondo para ayudar al pro– ceso de disociación. La disociación fotoinducida es otro proceso para estimular la descomposición de los iones precursores. En casi todos los casos se usa un rayo láser intenso en la celda de interacción para favo– recer la disociación. Una dificultad con esta técnica es que el haz de iones y el haz de fotones tienen que traslaparse en la región de la interacción durante un tiempo suficientemente prolongado para que ocurra la absorción y la rotura de los enlaces. En algunos casos se han usado celdas de trampa de iones para facilitar los lar– gos periodos de traslape. Instrumentos para espectrometría de masas en tándem La espectrometría de masas en tándem se ha estructurado de varias maneras. 21 Puede clasificarse como tándem en el espacio y tándem en el tiempo. 22 Espectrómetros en tándem en el espacio. En este tipo de ins– trumentos se utilizan dos analizadores de masas independientes en dos regiones distintas del espacio, el espectrómetro de masas de tri– ple cuadrupolo es el más común de ellos. En el caso de los instru– mentos comerciales de este tipo, como el que se ilustra en la figura 20.22, la muestra se introduce en una fuente de ionización blanda, como una fuente de ionización química o de bombardeo con áto– mos rápidos. Entonces, los iones son acelerados en el cuadrupolo 1 (Q), el cual es un ftltro de masas cuadrupolar ordinario. Los iones seleccionados pasan por el cuadrupolo 2 (q), que es una cámara de choques donde tiene lugar la disociación de los iones selecciona– dos por el cuadrupolo l. Éste opera en un modo de radiofrecuen- 21 Para una descripción de estas implementaciones, véase).T. Watson y O. D. Sparkman, lntroduction to Mass Spectrometry, 4a. ed., Chichester, UK: Wiley, 2007, pp. 184- 196. 22 Véase ). W. Hager, Anal. Bioanal. Chem., 2004, 378, p. 845, DO!: 10.1007/ s00216-003-2287-1; S. A. McLuckey y). M. Wells, Chem. Rev., 2001, 101 , p. 571, DO!: 10.1021/cr990087a.