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Análisis Avanzado de Alimentos
© J. Señoráns y E. Ibáñez1
Licenc. Ciencia y Tecnología de Alimentos
Tema 9. Espectrometría de Masas
F. Javier Señoráns Rodríguez
Universidad Autónoma de Madrid, 2011-12
Tema 9. Espectrometría de Masas
La Espectrometría de Masas (MS) en el análisis de alimentos. Tipos de Ionización. Separación de iones: principales tipos. Detección. Acoplamientos con técnicas cromatográficas (GC/MS y HPLC/MS). Sistemas tandem (MSn).
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Espectrometría de Masas (MS)
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Cromatografía
La espectrometría de masas es un técnicainstrumental basada en la utilización de losefectos de los campos eléctricos ymagnéticos sobre los iones que losatraviesan.
Espectrometría de Masas (MS)
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La espectrometría de masas estudia la materia mediantela formación de iones en fase gaseosa y determina surelación m/z
Un espectrómetro de masas es un dispositivo complejo cuyo objetivo primordial es proporcionar la masa molecular de las moléculas así como información estructural de las mismas.
La masa de las moléculas se expresan en uma ó Dalton.
1uma =1/12 de la masa del isótopo de C12: 12,00000 umas
1uma= 1,66x10-27
Kg
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Espectrometría de Masas (MS)
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IONIZACIÓN
SEPARACIÓN
DETECCIÓN
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IONIZACIÓN
SEPARACIÓN
DETECCIÓN
- EI- CI-APCI-ESI-MALDI-FAB-.........
Espectrometría de Masas (MS)
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IONIZACIÓN
SEPARACIÓN
DETECCIÓN
- Trampa de Iones (Ion Trap)- Tiempo de vuelo- Cuadrupolo
-(Sectores)-......... COMBINACIONES: Q-TOF
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Espectrometría de Masas (MS)
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CARACTERÍSTICAS DE LA TÉCNICA:
- Específica- Sensible- Selectiva- Da información estructural- Diversas técnicas de ionización- Limitada capacidad para el análisis de mezclas
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Espectrometría de Masas (MS)
Universidad Autónoma de Madrid 2011Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona
Espectrometría de Masas (MS)
Universidad Autónoma de Madrid 2011Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona
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SISTEMA DE
ENTRADA
FUENTE DE
IONES
ANALIZADOR
DE MASASDETECTOR
SISTEMA DE
VACIO
SISTEMA INFORMÁTICO
COMPONENTES DE UN ESPECTROMETRO DE MASAS
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FUENTES DE IONIZACIÓN
SEPARACIÓN
DETECCIÓN
- EI- CI-APCI-ESI-MALDI-FAB-.........
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FUENTE DE IONIZACIÓN
La fuente de iones es el elemento del espectrómetro que ioniza el material a ser analizado (el analito).
Luego los iones son transportados por los campos magnéticos o eléctricos al analizador total.
Espectrometría de Masas (MS)
Fuente iones: Sistema introducción muestra + Ionización
Las técnicas para la ionización han sido claves para determinar qué tipos de muestras se pueden analizar por espectrometría de masa.
La ionización electrónica y la ionización química (molecular ) se utilizan para los gases y los vapores.
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FUENTE DE IONIZACIÓNEspectrometría de Masas (MS)
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FUENTE DE IONIZACIÓNEspectrometría de Masas (MS)
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FUENTE DE IONIZACIÓNEspectrometría de Masas (MS)
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FUENTE DE IONIZACIÓNEspectrometría de Masas (MS)
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FUENTES DE IONIZACIÓN
SEPARACIÓN
DETECCIÓN
- EI- CI-APCI-ESI-MALDI-FAB-.........
Espectrometría de Masas (MS)
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FUENTE DE IONIZACIÓNEspectrometría de Masas (MS)
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FUENTE DE IONIZACIÓNEspectrometría de Masas (MS)
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Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona
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Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona
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IONIZACIÓN
SEPARACIÓN
DETECCIÓN
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- Trampa de Iones (Ion Trap)- Tiempo de vuelo (TOF)- Cuadrupolo (Q)
- Sector Magnético:-Campo eléctrico + campo magnético
-Tándem......... COMBINACIONES: Q-TOF, Triple Quadrupolo
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SEPARACIÓN: ANALIZADORESEspectrometría de Masas (MS)
Analizador de masas:Parte esencial de un EM y de la que depende la mayor parte de las características más importantes del sistema (Resolución, sensibilidad, intervalo de masas, etc)
Análisis iones: (Analizador de masas)
• Los iones siguen una trayectoria de la que son desviados mediante campos eléctricos o magnéticos en el analizador, la desviación depende de la masa
• variando el valor del campo podremos ir dirigiendo de modo consecutivo los iones de distintas masas hacia el colector
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IONIZACIÓN
SEPARACIÓN
DETECCIÓN
Espectrometría de Masas (MS)
- Trampa de Iones (Ion Trap)- Tiempo de vuelo (TOF)- Cuadrupolo (Q)
- Sector Magnético:-Campo eléctrico + campo magnético
-Tándem......... COMBINACIONES: Q-TOF, Triple Quadrupolo
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SEPARACIÓN: ANALIZADORESEspectrometría de Masas (MS)
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SEPARACIÓN: ANALIZADORESEspectrometría de Masas (MS)
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SEPARACIÓN: ANALIZADORESEspectrometría de Masas (MS)
Habitualmente: Analizador magnético de doble enfoqueConsiste en colocar, antes o después del campo magnético, un segundo analizador de tipo electrostático que enfoca en la rendija de salida los iones portadores de una E correspondiente al valor exacto de V
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Ventajas analizadores magnéticos:-Alta Rs (más de 100000 en algunos casos; habitualmente entre 20000 y 60000)-Alta sensibilidad-Alto rango de masas (10-30kDa)
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IONIZACIÓN
SEPARACIÓN
DETECCIÓN
Espectrometría de Masas (MS)
- Trampa de Iones (Ion Trap)- Tiempo de vuelo (TOF)- Cuadrupolo (Q)
- Sector Magnético:-Campo eléctrico + campo magnético
-Tándem......... COMBINACIONES: Q-TOF, Triple Quadrupolo
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SEPARACIÓN: ANALIZADORESEspectrometría de Masas (MS)
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SEPARACIÓN: ANALIZADORESEspectrometría de Masas (MS)
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SEPARACIÓN: ANALIZADORESEspectrometría de Masas (MS)
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SEPARACIÓN: ANALIZADORESEspectrometría de Masas (MS)
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SEPARACIÓN: ANALIZADORESEspectrometría de Masas (MS)
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IONIZACIÓN
SEPARACIÓN
DETECCIÓN
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IONIZACIÓN
SEPARACIÓN
DETECCIÓN
•Detección:Obtención del espectro de masas
•Multiplicador de e- secundarios de dínodos discretos: amplificación de la señal, permite alta velocidad de barrido.
•Channeltron: tubo vidrio en forma de corneta con interior recubierto de óxido de Pb semiconductor de composición y características especiales. Se aplica un potencial positivo o negativo en la boca del detector en función del tipo de iones que interesen; se pueden detectar iones positivos, negativos y evita el alcance de partículas o radiaciones no deseadas.
• Necesidad alto vacío: para asegurar la ausencia de colisiones del ión desde la fuente de ionización hasta el detector (vacío 10-6 mbar)
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Espectrometría de Masas (MS)
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Sistemas tandem (MSn)
MS/MS
Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona
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Sistemas tandem (MSn)
MS/MS
Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona
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Espectrometría de Masas (MS)
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Sistemas tandem (MSn)
MS/MS
Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona
Espectrometría de Masas (MS)
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Sistemas tandem (MSn)
MS/MS
Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona
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Espectrometría de Masas (MS)
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Sistemas tandem (MSn)
MS/MS
Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona
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Bibliografía adicional recomendada
Liquid Chromatography –Mass Spectrometry: An Introduction. Robert E.
Ardrey (Editor) 2003 John Wiley & Sons, Ltd.
Organic Spectroscopic Analysis R. J. Anderson, D. J. Bendell and P.
W. Groundwater 2004 Royal Society Chemistry