Principios de análisis instrumental

712 Capítulo 27 Cromatografía de gases <« / Entrada de gas acaneador Región de fuente iónica Región de analizador Multiplicador de masa de electrones \:nlll=== Columna de CG'""-----+-t--.---+- 11 ===== Sistema de datos Horno del CG Línea de Lentes de transferencia enfoque FIGURA 27.15 Esquema de un sistema de CG-EM capilar típico. El efluente que proviene de la CG pasa por la entrada del espectrómetro de masas, donde las moléculas del gas se fragmentan , ionizan, analizan y detectan. separadores de efusión; pero, en muchos casos, dichos dispositi– vos también eliminaban una cantidad importante del analito, por lo cual eran muy ineficientes. En la actualidad las columnas capi– lares se emplean de modo invariable en los equipos de CG-EM y los mencionados separadores ya no se utilizan. La degradación térmica de los componentes puede ser una dificultad en la CG-EM. No solo la portezuela de inyección de la CG y la columna de CG causan degradación, sino también las superficies metálicas de la fuente de iones del espectrómetro de masas podrían ocasionar problemas. La reducción de la tempera– tura reduce al mínimo la degradación. Sin embargo, con frecuen– cia el espectrómetro de masas se usa para identificar productos de descomposición, los cuales pueden ocasionar modificaciones cromatográficas que resuelven el problema de la degradación. Las fuentes de iones más comunes que se usan en CG-EM son la ionización por impacto de electrones y la ionización quí– mica. Las fuentes de iones en la espectrometría de masas se estu– dian con detalle en la sección 20B. Los analizadores de masa más comunes son los cuadrupolares y los de trampa de iones. Éstos se tratan en las secciones 11 B.2 y 20C.3. Los analizadores de masa de tiempo de vuelo también se usan, pero no con tanta frecuencia como los cuadrupolares y los de trampas de iones. En CG-EM, el espectrómetro de masas barre la masa en forma repetida durante el experimento cromatográfico. Si éste dura 10 minutos, por ejemplo, y se toma un barrido cada segundo, entonces se registran 600 espectros de masas. La información se analiza mediante el sistema de datos de varias maneras. Primero, se puede sumar la abundancia de iones en cada espectro y gra– ficarla en función del tiempo para obtener un cromatograma de iones totales. Esta gráfica es parecida a un cromatograma ordina– rio. Asimismo, se puede desplegar el espectrómetro de masas en un momento en particular durante el cromatograma para identifi– car las especies que salen en dicho momento. Por último, se puede elegir un solo valor de masa-carga (miz) y supervisarlo a lo largo de todo el experimento cromatográfico; a esta técnica se le conoce como monitoreo de un ion selecto. Los espectros de masas de iones seleccionados que se obtienen durante un experimento cromato– gráfico se conocen como cromatogramas de masas. Los instrumentos para CG-EM se usan para identificar miles de componentes presentes en sistemas naturales y biológicos. Por ejemplo, estos procedimientos han permitido identificar los com– ponentes que causan el olor y el sabor en los alimentos, identificar contaminantes del agua, llevar a cabo diagnósticos médicos basa– dos en los componentes del aliento y estudios sobre los metaboli– tos de fármacos . En la figura 27.16 se muestra un ejemplo de aplicación de la CG-EM. La figura superior es el cromatograma de iones totales de una mezcla de cinco componentes. También se ilustran croma– togramas de masas a miz= 74 y miz= 93. A partir de éstos, se determinan los componentes 1, 2 y 5. La espectrometría de masas también se puede aplicar para obtener información acerca de los componentes separados de manera incompleta. Por ejemplo, el espectro de masas del borde frontal de un pico de GC podría ser diferente del de la parte media del pico o del borde posterior si dicho pico se debe a más de un componente. Con la espectrometría de masas es factible no solo determinar que un pico se debe a más de una especie, sino también identificar sus diversos componentes sin resolver. La cromatogra– fía de gases también se acopla a espectrómetros de masas en tán– dem o a espectrómetros de masas de transformada de Fourier para tener así sistemas CG-EM-EM o CG-EM". Estas son herramientas en extremo potentes para identificar componentes de mezclas. Cromatografía de gases acoplada con detección espectroscópica A menudo, la cromatografía de gases se combina con otras téc– nicas selectivas como la espectroscopia y la electroquímica para generar herramientas potentes con las que se pueden separar e identificar los componentes de muestras complejas. Las combinaciones de CG con espectrometría de masas (CG– EM), con espectroscopia en infrarrojo y transformada de Fourier ~ Anim~ción: Aprenda más acerca de CG-EM en -~-- www.tlnyurl.com/skoogpla7 * *Este material se encuentra disponible en inglés.