Espectrometría de Masas: Conceptos Básicos

Summary

Este video ofrece una explicación detallada de la espectrometría de masas, comenzando con una introducción a su utilidad para identificar moléculas y medir isótopos en muestras. Se describen los principios básicos de la técnica, como la relación masa/carga y las fuerzas involucradas en el proceso. También se abordan diferentes métodos de ionización, como la ionización electrónica y por electrospray, y se explican diversos analizadores de masa, como los de sector magnético y tiempo de vuelo. El video finaliza explorando los sistemas híbridos y la espectrometría en tándem.

Takeaways

• 💡 La espectrometría de masas fragmenta e ioniza moléculas para obtener un espectro único que permite identificar las moléculas y medir la proporción de isótopos.
• ⚖️ El principio básico se basa en la relación masa/carga (m/z), que se obtiene al equilibrar la fuerza de Lorentz con la segunda ley de Newton.
• 🧪 La muestra debe ser volatilizada y luego ionizada para generar fragmentos cargados que se analizan en un espectrómetro de masas.
• 🔋 La ionización electrónica consiste en bombardear la muestra con electrones para generar un catión radical, que es la molécula ionizada.
• 🔗 La fragmentación ocurre debido al exceso de energía vibracional interna, lo que permite obtener diferentes relaciones masa/carga de los fragmentos.
• 📈 El pico base en el espectro representa el fragmento más abundante, con un valor relativo de 100.
• ⚛️ Existen otros métodos de ionización, como la ionización química y por electro spray, que son más suaves y permiten trabajar con moléculas complejas como proteínas.
• 🧲 Los analizadores de masa, como el de sector magnético, calculan la trayectoria de las partículas en función de la relación masa/carga y las fuerzas involucradas.
• 🔍 Los espectrómetros de cuadrupolo utilizan campos eléctricos fluctuantes para filtrar partículas según su relación masa/carga.
• ⏱️ Los analizadores de tiempo de vuelo miden la velocidad de las partículas después de ser aceleradas, calculando su tiempo de llegada al detector.

Q & A

¿Qué es la espectrometría de masas y cómo funciona a nivel general?

La espectrometría de masas es una técnica analítica que permite identificar moléculas mediante la fragmentación y ionización de estas. Al medir la relación masa/carga de los fragmentos generados y graficarlos de acuerdo con su abundancia relativa, se obtiene un espectro único para cada molécula.

¿Qué papel juegan los isótopos en la espectrometría de masas?

Los isótopos juegan un papel importante en la espectrometría de masas porque sus fragmentos pueden aparecer en el espectro. Esto permite no solo identificar las moléculas presentes, sino también medir la proporción de isótopos en una muestra determinada.

¿Qué es la relación masa/carga (m/z) y cómo se obtiene?

La relación masa/carga (m/z) es la proporción entre la masa de una partícula y su carga eléctrica. Se obtiene mediante el análisis de las fuerzas que actúan sobre las partículas cargadas en un campo electromagnético, específicamente la fuerza de Lorentz y la fuerza centrífuga.

¿Cómo se ionizan las moléculas en la espectrometría de masas?

Las moléculas se ionizan utilizando diferentes métodos, como la ionización electrónica, donde un rayo de electrones bombardea las moléculas, eliminando un electrón y formando un catión radical. Otros métodos incluyen la ionización química y la ionización por electrospray, que es una técnica suave utilizada para moléculas grandes como lípidos y proteínas.

¿Qué es el ion molecular y cómo se forma?

El ion molecular es la molécula original que ha sido cargada eléctricamente al perder un electrón. Se forma cuando la ionización electrónica retira un electrón de la molécula, dejando un radical cargado positivamente.

¿Qué es un pico base en un espectro de masas?

El pico base es el fragmento que aparece con mayor abundancia en el espectro de masas y se le asigna un valor relativo de 100. Representa la cantidad más alta de un fragmento en comparación con otros en la muestra.

¿Cuál es la diferencia entre la ionización electrónica y la ionización química?

La ionización electrónica utiliza un rayo de electrones para remover electrones de una molécula, mientras que la ionización química utiliza un gas ionizado que, al entrar en contacto con la muestra, transfiere protones a las moléculas, generando moléculas cargadas positivamente.

¿Qué es la ionización por electrospray y en qué se diferencia de otros métodos?

La ionización por electrospray es una técnica suave que permite ionizar moléculas grandes como proteínas sin fragmentarlas. Se basa en la formación de gotas cargadas que se deshidratan antes de llegar al analizador de masas. A diferencia de la ionización electrónica, es menos destructiva para moléculas complejas.

¿Cómo funciona un analizador de masas de sector magnético?

Un analizador de masas de sector magnético acelera partículas cargadas a través de un campo magnético, lo que genera una trayectoria curva. La fuerza de Lorentz y la fuerza centrífuga actúan sobre las partículas, y la desviación de su trayectoria permite calcular la relación masa/carga.

¿Qué es un analizador de tiempo de vuelo (TOF) y cómo mide las partículas?

Un analizador de tiempo de vuelo (TOF) mide las partículas según el tiempo que tardan en recorrer una distancia fija después de ser aceleradas por un campo eléctrico. Las partículas con diferentes masas alcanzan el detector en distintos tiempos, lo que permite calcular su relación masa/carga.