Espectrometria de Massa
A espectrometria de massa identifica e quantifica moléculas e elementos ionizando-os e medindo as razões massa/carga dos íons resultantes.
Definition
A espectrometria de massa é uma técnica analítica que converte analitos em íons em fase gasosa e os separa e detecta de acordo com sua razão massa/carga, produzindo espectros usados para identificação, elucidação estrutural e quantificação.
Scope
Esta área abrange os princípios e a instrumentação da espectrometria de massa como método analítico: a produção de íons em fase gasosa, sua separação por razão massa/carga em vários analisadores, sua detecção e a interpretação dos espectros resultantes. Trata tanto da espectrometria de massa molecular quanto elementar, fragmentação, medição de massa exata e o acoplamento de espectrômetros de massa a técnicas de separação. Os métodos de emissão e absorção atômica usados para elementos são abordados separadamente em espectroscopia analítica.
Sub-topics
Core questions
- Como os analitos são convertidos em íons em fase gasosa adequados para análise de massa?
- Como diferentes analisadores de massa alcançam seu poder de resolução e faixa de massa?
- Como os padrões de fragmentação e a massa exata apoiam a identificação?
- Como a espectrometria de massa é tornada quantitativa e como é acoplada a separações?
Key theories
- Separação por razão massa/carga
- Uma vez que os analitos são ionizados, seu movimento em campos elétricos ou magnéticos depende de sua razão massa/carga; a medição dessa razão para cada íon produz um espectro de massa cujas posições de pico identificam espécies e cujas intensidades, devidamente calibradas, as quantificam.
- Ionização suave de biomoléculas
- A ionização por eletrospray e dessorção a laser assistida por matriz transferem moléculas grandes e frágeis intactas para a fase gasosa como íons com pouca fragmentação, estendendo a espectrometria de massa de pequenas moléculas voláteis para proteínas e outros biopolímeros.
Mechanisms
Um analito é ionizado — por impacto de elétrons, eletrospray, dessorção a laser ou um plasma — para formar espécies carregadas na fase gasosa. Um analisador de massa então separa esses íons por razão massa/carga usando campos elétricos e magnéticos, tempo de voo ou aprisionamento de íons, e um detector registra a abundância de íons em cada razão. O espectro resultante fornece massas moleculares ou elementares, padrões isotópicos e, por meio de fragmentação controlada, informações estruturais; áreas de pico calibradas fornecem quantificação.
Clinical relevance
A espectrometria de massa sustenta a proteômica e a metabolômica, a triagem neonatal clínica e o monitoramento terapêutico de medicamentos, a análise de contaminantes ambientais e alimentares, a toxicologia forense e a análise de traços elementares por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado, valorizada por sua sensibilidade, especificidade e amplitude.
History
A espectrometria de massa originou-se com os experimentos de raios positivos de J. J. Thomson e o espectrógrafo de massa de Francis Aston, que revelaram isótopos no início do século XX. Instrumentos de meados do século serviram à elucidação da estrutura orgânica, e o desenvolvimento de métodos de ionização suave — eletrospray por John Fenn e dessorção a laser avançada por Koichi Tanaka — na década de 1980, reconhecidos com o Prêmio Nobel, abriu a espectrometria de massa para grandes biomoléculas.
Key figures
- J. J. Thomson
- Francis Aston
- John Fenn
- Koichi Tanaka
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Seminal works
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- deHoffmann2007
- skoog2017
Frequently asked questions
- O que um espectrômetro de massa realmente mede?
- Ele mede a razão massa/carga dos íons produzidos a partir de uma amostra e quantos íons ocorrem em cada razão, fornecendo um espectro usado para determinar massas moleculares ou elementares, padrões isotópicos e estrutura.
- Por que a ionização suave foi um avanço?
- Métodos de ionização anteriores fragmentavam ou não conseguiam vaporizar moléculas grandes; o eletrospray e a dessorção a laser assistida por matriz produzem suavemente íons intactos de proteínas e outros biopolímeros, estendendo a espectrometria de massa para a biologia e a medicina.