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Técnicas Modernas em Espectrometria de Massas
Prof. Luiz Alberto (Beto)[email protected]
XXVI SEMANA DA QUÍMICAIII JORNADA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
Objetivo
O principal objetivo deste curso é apresentar e discutir, os recentes avanços na Espectrometria de Massas, mostrando a amplitude das diferentes técnicas e suas principais áreas de aplicação
Conteúdo
Histórico e Fundamentos da espectrometria de massas. Instrumentação.
Sistemas de vácuo, introdução da amostra, fontes de íons, analisadores, detectores, sistemas de dados.
Espectrometria de massas com mais de um analisador e sistemas híbridos. Sistemas em tandem (MSn).
Aplicação e desenvolvimento de métodos analíticos.
Bibliografia
1- J.Throck Watson and O. David Sparkman, “Introduction to Mass Spectrometry" 4a. Edição, Wiley, 2007.
2- James Barker, "Mass Spectrometry" 1999, Wiley. 3- M. E. Rose, R. A. W. Johnstone "Mass Spectrometry for
Chemists and Biochemists" Cambridge University Press, 1982. 4- E. De Hoffmann et. al. Mass Spectrometry: Principles and
Applications, Wiley, 1996. 5- G. Siuzdak "Mass Spectrometry for Biotechnology" Academic
Press, 1996. 6- F. W. MCLafferty and Frantisek Turecek "Interpretation of Mass
Spectra" 4a. Edição, University Science Books, 1993. 7- Budzikiewicz, Djerassi, Williams "Mass Spectrometry of Organic
Compounds" 1967. 8- Niessen, W.M.A. and van der Greef, J. "Liquid Chromatography -
mass spectrometry". Marcel Dekker, New York (1992).
A A EspectrometriaEspectrometria de de MassasMassas e e suasua InterdisciplinaridadeInterdisciplinaridade
Química (1945)
Ciências dos Materiais (1955)Meio Ambiente e
Física (1910)
Biologia e CiênciasFarmaceuticas (1990)
Medicina
JJ Thomson's 'Plum Pudding Model' of the atom, a sphereof positive charge containing electrons
The father of MS and the first massspectrometrist to win the Nobel Prize.
Pure species and mixtures
Histórico1886- Descobrimento dos íons positivos por Goldstein.1898- Wien (Prêmio Nobel de 1911) analizou íons positivos por deflecção magnética.1901- Kaufmann analisou raios catódicos usando campos eletromagnéticos paralelos.1911- J. J. Thomson que descobriu duas massas diferentes do Neônio (20 e 22)1913- Thomson também fez a primeira observação de dissociações de íons moleculares no curso da colisão
de gases (CID)1918- Dempster desenvolveu o primeiro espectrômetro de massas com setor magnético com formato de
180o em direção ao foco1919- Aston estudante de Thomson desenvolveu o primeiro espectrômetro com 1930- Conrad aplicou pela primeira vez espectrometria de massas em química orgânica. A primeira
separação isotópica foi feita por Smyle, Rumbaugh e West1948- Cameron descobriu a medida de tempo de vôo de íons como princípio de análise (TOF)1953- Paul (Prêmio Nobel de 1989) desenvolveu o analisador quadrupolar que usa campos elétricos para
focalizar e separar íons1956- Primeiro acoplamento de cromatografia gasosa com um espectrômetro de massas1966- Munson e Field descobriram a ionização química1969- Malcom Dole, idealizou pela primeira vez a ionização por “eletrospray”1973- Cooks, desenvolveu o Tandem MS/MS ou espectrometria de massas seqüencial de duplo estágio1978- Yost e Enke desenvolveram Primeiro Triplo quadrupolo1979- Comisarow e Marshall adaptaram um ano depois os métodos de transformada de Fourier à ICRMS e
construíram o FTMS1981- Barber, desenvolveu o FAB1983- Blakely, Desenvolvimento do “Termospray”1985- Henkamp e Karas, desenvolveram a técnica de MALDI-MS 1988- Fenn desenvolveu o “Eletrospray” ligado ao espectrômetro de massas
Mass Spectrometry Moves across the DisciplinesMass Spectrometry Moves across the Disciplines
Proteínas
Açúcares
DNA / RNA
Drogas eMetabólitos
Lipídeos Peptídeos
Copyright F. C. Gozzo
Polímeros
0 5 10 15 20 25 30
Proteinas e Peptideos
Síntese OrgânicaGenética
Carboidratos
Análises ClínicasTécnicas Acopladas
PolímerosToxicologia e Metabolismo
Estruturas e ReatividadeQuímica de Alimentos
Análise AmbientalQuímica Inorgânica
Produtos Naturais
%
A A EspectrometriaEspectrometria de de MassasMassas e e suasua AplicaAplicaçõçõeses
Sist. DadosSist. Dados
Inlet
Componentes do Espectrômetro de Massas
Ionização Separação dos íons Detecção dos íons
Arquivo e Manipulação
dos dados
Saída dedados
Espectro de Massas
Introdução daamostra
m/z0 50 100 150 200 250
Ion
Abun
danc
e (%
)
0
20
40
60
80
100
Fonte de íons Analisadores Detectores
Introdução da amostra
LC- Cromatografia líquida
CE- Eletroforese capilar
GC- Cromatografia gasosa
MIMS- Introdução via membrana
Inserção direta
termoestáveis
Compostos voláteis
Amostras sólidas
soluções
GC- Cromatografia gasosa(Compostos voláteis e termoestáveis)
LC-MSLC-MS
Bomba de LC e Sistema de
injeção
Bomba de LC e Sistema de
injeção
Coluna
Analítica
Coluna
Analítica
Split(Opcional)
Split(Opcional)
Lixo, PDA ou coletorde frações
Lixo, PDA ou coletorde frações
ProbeProbe
Sistema de cromatografia liquida
MIMS- Introdução via membrana
Membrana de silicone
Eletroforese Capilar
a- EI (Electron Ionization”)
b- CI (“Chemical Ionization”)
c- APCI (“Atmospheric Pressure Chemical Ionization”)
d- ESI (“Electrospray Ionization”)
- DESI (“Desorption Electrospray”
- DART (Direct Analysis in real Time”)
- ASAP (Atmospheric-pressure Solid Analysis Probe)
- DeSSI (Desorption Sonic Spray Ionization)
e- MALDI (“Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization”)
f- APPI (“Atmospheric Pressure Photo-Ionization”)
Fontes de Ionização
Magnéticos-Eletrostáticos BE
Quadrupolos Q
“Íon-Traps 3D” e “Íon-Traps Lineares” Q-IT
Tempos de Vôo TOF
Ressonância Ciclotônica de Íons FT-MS
6- “Orbitraps”
Analisadores