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Análisis Avanzado de Alimentos

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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Cromatografía

Espectrometría de Masas (MS)

La espectrometría de masas es un técnica instrumental basada en la utilización de los efectos de los campos eléctricos y magnéticos sobre los iones que los atraviesan.

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Espectrometría de Masas (MS) La espectrometría de masas estudia la materia mediante la formación de iones en fase gaseosa y determina su relación 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 -27 1uma= 1,66x10 Kg Universidad Autónoma de Madrid 2011

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IONIZACIÓN

Espectrometría de Masas (MS)

SEPARACIÓN

DETECCIÓN

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Espectrometría de Masas (MS)

IONIZACIÓN

SEPARACIÓN

- EI - CI -APCI -ESI -MALDI -FAB -.........

DETECCIÓN

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Espectrometría de Masas (MS)

IONIZACIÓN

SEPARACIÓN

- Trampa de Iones (Ion Trap) - Tiempo de vuelo - Cuadrupolo -(Sectores) -......... COMBINACIONES: Q-TOF

DETECCIÓN

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Espectrometría de Masas (MS)

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)

Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona

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Espectrometría de Masas (MS)

Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona

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COMPONENTES DE UN ESPECTROMETRO DE MASAS

SISTEMA DE ENTRADA

FUENTE DE IONES

ANALIZADOR DE MASAS

DETECTOR

SISTEMA INFORMÁTICO

SISTEMA DE VACIO

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Espectrometría de Masas (MS) FUENTES DE IONIZACIÓN

SEPARACIÓN

- EI - CI -APCI -ESI -MALDI -FAB -.........

DETECCIÓN

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Espectrometría de Masas (MS) 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.

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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Espectrometría de Masas (MS)

FUENTE DE IONIZACIÓN

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Espectrometría de Masas (MS)

FUENTE DE IONIZACIÓN

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Espectrometría de Masas (MS)

FUENTE DE IONIZACIÓN

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Espectrometría de Masas (MS)

FUENTE DE IONIZACIÓN

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Espectrometría de Masas (MS) FUENTES DE IONIZACIÓN

SEPARACIÓN

- EI - CI -APCI -ESI -MALDI -FAB -.........

DETECCIÓN

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Espectrometría de Masas (MS)

FUENTE DE IONIZACIÓN

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FUENTE DE IONIZACIÓN

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Espectrometría de Masas (MS)

FUENTE DE IONIZACIÓN

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Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona

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FUENTE DE IONIZACIÓN

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FUENTE DE IONIZACIÓN

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Espectrometría de Masas (MS)

FUENTE DE IONIZACIÓN

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FUENTE DE IONIZACIÓN

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Espectrometría de Masas (MS)

FUENTE DE IONIZACIÓN

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FUENTE DE IONIZACIÓN

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Espectrometría de Masas (MS)

FUENTE DE IONIZACIÓN

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FUENTE DE IONIZACIÓN

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Fuente: Prof. MT Galcerán, Univ Barcelona

Espectrometría de Masas (MS)

IONIZACIÓN

- Trampa de Iones (Ion Trap) - Tiempo de vuelo (TOF) - Cuadrupolo (Q) SEPARACIÓN

- Sector Magnético: -Campo eléctrico + campo magnético

-Tándem......... COMBINACIONES: DETECCIÓN

Q-TOF,

Triple Quadrupolo

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Espectrometría de Masas (MS)

SEPARACIÓN: ANALIZADORES

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 Universidad Autónoma de Madrid 2011

Espectrometría de Masas (MS)

IONIZACIÓN

- Trampa de Iones (Ion Trap) - Tiempo de vuelo (TOF) - Cuadrupolo (Q) SEPARACIÓN

- Sector Magnético: -Campo eléctrico + campo magnético

-Tándem......... COMBINACIONES: DETECCIÓN

Q-TOF,

Triple Quadrupolo

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Espectrometría de Masas (MS)

SEPARACIÓN: ANALIZADORES

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SEPARACIÓN: ANALIZADORES

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Espectrometría de Masas (MS)

SEPARACIÓN: ANALIZADORES

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Habitualmente: Analizador magnético de doble enfoque Consiste 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)

Espectrometría de Masas (MS)

IONIZACIÓN

- Trampa de Iones (Ion Trap) - Tiempo de vuelo (TOF) - Cuadrupolo (Q) SEPARACIÓN

- Sector Magnético: -Campo eléctrico + campo magnético

-Tándem......... COMBINACIONES: DETECCIÓN

Q-TOF,

Triple Quadrupolo

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SEPARACIÓN: ANALIZADORES

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SEPARACIÓN: ANALIZADORES

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Espectrometría de Masas (MS)

SEPARACIÓN: ANALIZADORES

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SEPARACIÓN: ANALIZADORES

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SEPARACIÓN: ANALIZADORES

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IONIZACIÓN

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SEPARACIÓN

DETECCIÓN

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Espectrometría de Masas (MS) 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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Sistemas tandem (MSn) MS/MS

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Sistemas tandem (MSn) MS/MS

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Espectrometría de Masas (MS)

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Sistemas tandem (MSn) MS/MS

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Sistemas tandem (MSn) MS/MS

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Espectrometría de Masas (MS)

Sistemas tandem (MSn) MS/MS

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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

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