Conceptos básicos de la espectroscopia de masas

La espectroscopia de masas difiere claramente de otras técnicas espectroscópicas. Ha encontrado una amplia gama de aplicaciones en varias áreas de investigación básica y desarrollo de productos, incluidos productos farmacéuticos, alimentos, control de la contaminación ambiental, investigación de dopaje en deportes, análisis de residuos de pesticidas, bioquímica, investigación clínica y análisis de productos derivados del petróleo. La creciente popularidad de la espectroscopia de masas se debe a su capacidad para proporcionar información esencial sobre:

• Masas molares e isotópicas
• Estructura molecular y confirmación de fórmulas.
• Identificación positiva de compuestos presentes en mezclas complejas

Este artículo es un intento de proporcionar una introducción básica a esta técnica versátil.

Principios del espectrómetro de masas

El objetivo principal del espectrómetro de masas es identificar y cuantificar los componentes de una mezcla. La molécula en su estado de vapor es bombardeada con electrones de alta energía (generalmente alrededor de 70 ev). La energía de los electrones saca un electrón de la molécula, lo que da como resultado una molécula cargada que se fragmenta para producir moléculas más pequeñas. El ion molecular y los fragmentos resultantes se separan según su relación masa/carga (m/z) utilizando campos electrostáticos o una combinación de campos magnéticos y electrostáticos. El detector genera señales eléctricas dependiendo de la cantidad de iones m/z específicos que lo golpean. El espectro de masas se registra como líneas verticales que representan la concentración de fragmentos moleculares correspondientes a los valores m/z individuales. El pico más intenso del espectro se denomina pico base y los picos que surgen en valores m/z mayores que el pico base se denominan picos isotópicos que surgen debido a la abundancia natural de diferentes isótopos de diferentes elementos que se encuentran en el padre presente. . molécula.

Un espectrómetro de masas consta esencialmente de los siguientes componentes:

• Ejemplo de dispositivo de entrada
• Fuente de iones y cámara de ionización
• Analizador de masas
• Detector
• Dispositivo de salida

Los detalles sobre estos dispositivos se pueden encontrar en tratados estándar. Sin embargo, los artículos posteriores cubrirán los procesos de ionización de uso común y varios analizadores de masas.

Es importante darse cuenta de que incluso un espectroscopista de masas experimentado no puede llegar a una estructura definitiva a partir de una serie de estructuras probables. La conformación estructural debe compararse con los espectros de masas de los compuestos sospechosos. Los instrumentos espectroscópicos modernos brindan soluciones llave en mano convenientes a través de bibliotecas de búsqueda espectral que contienen bases de datos espectrales de masas de cientos de categorías compuestas. La superposición espectral ayuda a reducir las conexiones sospechosas. Se puede obtener una confirmación adicional de otros estudios fisicoquímicos y datos espectrales de otras técnicas de espectroscopia.

Las técnicas acopladas como GC-MS, LC-MS son útiles y aumentan la sensibilidad de detección y selectividad mediante la separación previa de componentes de mezclas complejas antes de ingresar al espectrómetro de masas. Algunas de estas técnicas se tratarán en artículos posteriores.