Principios de análisis instrumental

rentes puedan tener el mismo espectro se hace cada vez menor a medida que aumenta el número de picos espectrales. La hipótesis 2 también puede ser problemática. Los espectros obtenidos por choque de electrones son reproducibles sin duda de laboratorio en laboratorio. No obstante, los espectros de otros orígenes pue– den variar de manera importante. Por esta razón, la ionización por impacto de electrones es el método de elección para la com– paración de espectros y para form ar bibliotecas de ellos. Por desgracia, las alturas de los picos de los espectros de masas dependen en gran medida de variables como la energía del haz de electrones, la ubicación de la muestra respecto al haz, la presión y la temperatura de la muestra y la configuración gene– ral del espectrómetro de masas. Como consecuencia, se observan vari aciones importantes en la abundanci a relativa para espec– tros obtenidos en diferentes laboratorios y con distintos instru– mentos. Sin embargo, en numerosas ocasiones se ha demostrado que es posible identificar anali tos desconocidos mediante los espectros de colecciones obtenidos con diversos instrumentos y distintas condiciones de trabajo. Por lo regular, lo mejor es confir– mar la identidad de un compuesto comparando su espectro con el de un compuesto auténtico obtenido con el mismo instrumento y en idénticas condiciones. Sistemas computarizados de comparación de espectros. A pesar de que las colecciones de espectros de masas están dis– ponibles en forma de textos/ 9 los espectrómetros de masas más moderno s están equipados con eficaces sistemas de búsqueda computarizados de colecciones de espectros. Por lo regular, se dispone de dos tipos de colecciones de espectros: unas muy extensas y otras más pequeñas pero muy específicas. Las colec– ciones de espectros de masas más extensas (>300 000 espectros) son comercializadas por John Wiley & Sons. 30 Una caracterís– tica especial de esta compilación es que está disponible en disco compacto y que la comparación puede efectuarse en una com– putadora personal. Por lo regular, las colecciones pequeüas de espectros contienen de unos cientos a algunos miles de espectros aplicables a un área determinada, como residuos de plaguicidas, drogas o muestras forenses. A menudo, estas colecciones forman parte de los programas para el equipo que ofrecen los fabrican– tes de instrumentos, y casi siempre es posible que el usuario del instrumento genere una colección de espectros o afiada más a la ya existente. Hay espectros de masas para alrededor de 15 000 compuestos en el National Institute of Standards and Technology (NIST) en internet. 31 Para un gran número de espectros, como los que se obtie– nen con un espectrómetro de masas acoplado a un cromatógrafo para identificar los compuestos de una mezcla, el sistema compu– tarizado del instrumento se puede adaptar para efectuar una búsqueda en los archivos de todos los espectros de masas, o de cualquier subgrupo de ellos, asociados con una determinada muestra. Los resultados se muestran al usuario y, si éste lo desea, los espectros de referencia se pueden desplegar en una pantalla o se pueden imprimir para hacer una comparación visual. 29 F. W. McLafferty y D. A. Stauffer, The Wiley/NBS Registry of Mass Spectral Data, 7 vols., New York: Wiley, 1989. 30 Véase la referencia 21. 31 http://webbook.nist.gov/. »> 20DAplicaciones de la espectrometña de masas molecular 519 200.2 Análisis de mezclas por métodos espectrales de masas acoplados Aunque la espectrometría de masas es una poderosa herramienta para la identificación de compuestos puros, es insuficiente para el análisis de mezclas, incluso de las más simples, debido al gran número de fragmentos con diferentes valores de miz que se pro– ducen en cada caso. La interpretación del complejo espectro resultante es a menudo imposible. Por esta razón, los químicos han perfeccionado métodos en los que el espectrómetro de masas está acoplado a varios dispos itivos efec tivos con los llamados métodos acoplados. Cromatografía-espectrometría de masas La cromatografía de gases-espectrometría de masas (CG/MS) se convirtió en una de las más poderosas herramientas para el aná– lisis de mezclas orgánicas y bioquímicas complejas. En este caso, los espectros de los compuestos se recolectan a medida que salen de la columna croma tográfica. És tos son almacenados en una computadora para el proceso siguiente. La espectrometría de masas se puede acoplar también a la cromatografía de líquidos para analizar muestras que tienen componentes no volátiles. El principal problema que debe superarse en el desarrollo de ambos métodos acoplados es que la muestra que está en la columna cro– matográfica está muy diluida por el gas o el líquido portador que atraviesa la columna. Por tanto, se han tenido que perfeccionar métodos para eliminar el diluyente antes de introducir la muestra en el espectrómetro de masas. En las secciones 27B.4 y 28C.6 se describen los instrumentos y las aplicaciones de la cromatografía de gases-espectrometría de masas y cromatografía de líquidos-es– pectrometría de masas (CL!MS). Electroforesis capilar-espectrometría de masas La primera información sobre un acoplamiento de electroforesis capilar con espectrometría de masas se publicó en 1987. 32 Desde entonces fue evidente que este método acoplado se convertiría en una poderosa e importante herramienta para el análisis de grandes biopolímeros, como especies de proteínas, polipéptidos y de ADN. En la mayoría de las aplicaciones publicadas hasta el momento, el efluente del capilar pasa directamente a un dispositivo de ioniza– ción por electronebulización y después los productos entran en el filtro de masas cuadrupolar para su análisis. En algunas aplicacio– nes se utiliza también el bombardeo con átomos rápidos en flujo continuo para la ionización. En la sección 30B.4 se estudia con detalle la electroforesis capilar-espectrometría de masas. Aplicaciones de la espectrometría de masas en tándem El impresionante avance en el análisis de mezclas complejas orgá– nicas y biológicas inició cuando los espectrómetros de masas se combinaron primero con la cromatografía de gases y después con la cromatografía de líquidos. La espectrometría de masas en tándem puede ofrecer algunas de las mismas ventajas que la cromatografía de gases-espectrometría de masas y la cromatografía de líquidos-es– pectrometría de masas, pero es significativamente más rápida. Las 32 ). A. Olivares, N. T. Nguyen, N. T. Yonker y R. D. Smith, Anal. Chem ., 1987,59, p. 1230, DO!: 10.1021 /acOO135a034. Véase también D. C. Simpson and R. D. Smith, Electroplwresis, 2005,26, p. 129 1, DO!: 10.1002/elps.2004 10132.