espectrometria de-masas

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Espectrometría de masas Espectrometría de masas Martha Isabel Paez M. PhD Martha Isabel Paez M. PhD

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Page 1: Espectrometria de-masas

Espectrometría de masasEspectrometría de masas

Martha Isabel Paez M. PhDMartha Isabel Paez M. PhD

Page 2: Espectrometria de-masas

ACTIVACION (Ionización) ACELERACIÓN

(Extracción)

ANALISIS (Separación)

COLECCIÓN (Detección)

Campo separador

Ejemplo ElementalEjemplo Elemental

Luís Esteban 1993

Page 3: Espectrometria de-masas

El primer paso en los análisis El primer paso en los análisis de de EspectrometríaEspectrometría de Masas de de Masas de un compuesto es la producción un compuesto es la producción de un ion en fase gaseosa del de un ion en fase gaseosa del compuesto.compuesto.

Page 4: Espectrometria de-masas

M+eM+e- - MM.+.+ +2e +2e--

MM.+.+

EEEE++ +R +R++

OEOE++++ +N +N

Page 5: Espectrometria de-masas

La carga de un ion se representa por La carga de un ion se representa por qq, la , la carga de un electrón por carga de un electrón por ee y el numero de y el numero de cargas de los iónes por cargas de los iónes por zz

q = ze y e = 1,6x10-19 coulomb

Page 6: Espectrometria de-masas

Una Una unidad de masa atómicaunidad de masa atómica, cuyo , cuyo símbolo es símbolo es uu (antiguamente era (antiguamente era umauma), ), equivale a una duodécima (1/12) parte de equivale a una duodécima (1/12) parte de la masa de un átomo de la masa de un átomo de carbonocarbono-12.-12.

1u= 1Da=1,665402x101u= 1Da=1,665402x10-27 -27 Kg±0,59 ppmKg±0,59 ppm

Page 7: Espectrometria de-masas

Fuente de ionizaciónFuente de ionización AnalizadorAnalizadorDetectorDetector

TransductorTransductor

RegistradorRegistrador

Sistema en Vacío

Diagrama de un Espectrometro Diagrama de un Espectrometro de Masasde Masas

Introducción de muestra

Page 8: Espectrometria de-masas

ENTRADA

IONIZACION

SEPARACION

DETECCION

GC HPLC DIP

EI - CI FAB FI/FD MALDI

EBEQ TOFIC

ELECTROMULTIPLICADOR (CHANELTRON)

SEPARADOR DE MASAS A NIVEL

MOLECULAR

El espectrómetro de masas debe evacuarse a un vació de <=10-4 torr

para proporcionar una camino libre de colisiones

RECORRIDO LIBRE MEDIO

10-4 torr: 200 mm

1 torr: 2X10-4 mm

Espectrómetro de Masas

Luís Esteban 1993

Page 9: Espectrometria de-masas

Esquema de un espectrómetro de masasEsquema de un espectrómetro de masas

Entrada

IONIZACIÓN

ACELERACION

SEPARACIÓN

DETECCIÓN

Luís Esteban 1993

Page 10: Espectrometria de-masas

HistoriaHistoria

Francis William Aston1922 Nobel de Química, desarrollo el primer espectrómetro de masas con velocidad enfocada

Joseph John Thomson1906 Nobel de FísicaDescubrió el electrón y determino la relación m/Z

Wolfgang Paul1989 Nobel de física, desarrollo la trampa ionica

John Bennet Fenn2002 Nobel de Química, desarrollo la electrsparay ESI

Koichi Tanaka2002 Nobel de Química, desarrollo el MALDI

Page 11: Espectrometria de-masas

Tras descubrir la existencia de partículas Tras descubrir la existencia de partículas cargadas positivamente en 1886 y cargadas positivamente en 1886 y demostrar que estas se desvían al demostrar que estas se desvían al atravesar un campo eléctrico o magnético. atravesar un campo eléctrico o magnético. Thomson demostró en 1913 que el neón Thomson demostró en 1913 que el neón existe como mezcla de dos átomos existe como mezcla de dos átomos diferentes en su peso atómico, es decir la diferentes en su peso atómico, es decir la existencia de isótopos.existencia de isótopos.

Page 12: Espectrometria de-masas

+.

+.

Ne+

+

B

B

E

E

+ -+

-

Campo Magnético

Campo Eléctrico

Ánodo Cátodo

Pantalla

2220

Cuanto mas cerca este del ánodo se forman los iones, mayor velocidad adquirida

Ecuación de las

parábolas

E

B

m

eK

X

Y 22

=

Las partículas menos desviadas son las de mayor velocidad

J.J. Thomson 1.912J.J. Thomson 1.912Investiga propiedades de los rayos positivosInvestiga propiedades de los rayos positivos

Luís Esteban 1993

Page 13: Espectrometria de-masas

6 años mas tarde Aston descubre que los 6 años mas tarde Aston descubre que los pesos atómicos de los elementos no son pesos atómicos de los elementos no son múltiplos enteros de un valor unidad sino múltiplos enteros de un valor unidad sino que presentaban una diferencia Defecto que presentaban una diferencia Defecto de masa. de masa.

Page 14: Espectrometria de-masas

Necesidad de alto vacíoNecesidad de alto vacío1) Bajo y mediano vacío1) Bajo y mediano vacío.. El intervalo de presión El intervalo de presión

atmosférica con estas atmosférica con estas características se manifiesta características se manifiesta desde un poco menos de 760 desde un poco menos de 760 torr hasta 10torr hasta 10-2-2 torr. torr.

Page 15: Espectrometria de-masas

Con las técnicas usuales para hacer Con las técnicas usuales para hacer vacío (que se describen más vacío (que se describen más adelante), los gases que componen adelante), los gases que componen el aire se evacuan a diferentes el aire se evacuan a diferentes velocidades y esto altera la velocidades y esto altera la composición de gases del aire composición de gases del aire residual. residual.

Page 16: Espectrometria de-masas

.. El intervalo de presión se El intervalo de presión se extiende desde cerca de 10extiende desde cerca de 10-3-3 hasta 10hasta 10-7-7 torr. La composición de torr. La composición de gases residuales presenta un alto gases residuales presenta un alto contenido de vapor de agua contenido de vapor de agua (H(H22O).O).

2) Alto vacío2) Alto vacío

Page 17: Espectrometria de-masas

3) Ultra alto vacío.3) Ultra alto vacío.El intervalo de presión va desde 10El intervalo de presión va desde 10-7-7 hasta hasta

1010-16-16 torr. torr. Las superficies internas del recipiente se Las superficies internas del recipiente se

mantienenmantienen limpias limpias de gas. En este de gas. En este intervalo el componente dominante de los intervalo el componente dominante de los gases residuales es el hidrógeno.gases residuales es el hidrógeno.

Page 18: Espectrometria de-masas

Historia de la bombas de vacío

AñoAño AutorAutor DescubrimientoDescubrimiento

Siglo VIIISiglo VIII Hauskbee y NolletHauskbee y Nollet Mejoras a la bomba de Mejoras a la bomba de Von GuerickeVon Guericke

18501850 Geissler y ToeplerGeissler y Toepler Bomba de columna de HgBomba de columna de Hg

18651865 SprengelSprengel Bomba de gota de HgBomba de gota de Hg

19051905 Wolfgang GaedeWolfgang Gaede Bomba de vacío o rotatoriaBomba de vacío o rotatoria

19131913 Wolfgang GaedeWolfgang Gaede Bomba molecular de vacíoBomba molecular de vacío

19151915 Wolfgang GaedeWolfgang Gaede Bomba de difusiónBomba de difusión

19161916 Irving LangmuirIrving Langmuir Condensación-difusiónCondensación-difusión

19231923 F. HolweckF. Holweck Bomba molecularBomba molecular

19351935 Wolfgang GaedeWolfgang Gaede Bomba de balastraBomba de balastra

19361936 Kenneth HickmanKenneth Hickman Bomba de difusión de Bomba de difusión de aceiteaceite

19531953 Schwartz y HerbSchwartz y Herb Bomba iónicaBomba iónica

Bomba criogénicaBomba criogénica

Page 19: Espectrometria de-masas

Rasgos de presión para bomba de vacío.

Page 20: Espectrometria de-masas

Bomba Mecánica de PaletaPuerta al

vacióPuerto del descarga

Recipiente

Válvula de descarga

Rotor

Paleta

Bomba mecánica de paleta rotatoria en acción. A) Las paletas deslizantes se mueven cuando el rotor gira. El volumen entre la entrada y la paleta inferior es incrementado; esto causa que el gas se mueva dentro de esta área desde la entrada. B) El gas ha sido aislado del sistema de vacío y comienza a empujarse hacia la válvula de descarga. C) El gas se comprime ligeramente arriba de la presión atmosférica. La válvula de descarga se abre y el gas es expulsado fuera de la bomba a través del aceite en el recipiente.

Page 21: Espectrometria de-masas

BOMBA MECANICABOMBA MECANICA

Bomba mecánicaEstabilizador

Espectrómetro

Page 22: Espectrometria de-masas

Unidades de vacíoUnidades de vacío

El Torr es milímetro de mercurio (mmHg) y como 1/760 de atmósfera.Debido que la atmósfera estándar es definida cuantitativamente en el Sistema Internacional de Unidades, el Torr es definido exactamente como 101325 / 760 pascales. Aunque su uso es todavía frecuente en medidas de baja presión, el pascal es la unidad de presión recomendada.

Page 23: Espectrometria de-masas

Bombeo simple

Bombeo diferencial

RECORRIDO LIBRE MEDIO

10-4 tor200 mm

1 tor 10-4 mmLuís Esteban 1993

Page 24: Espectrometria de-masas

Unidades de vacíoUnidades de vacío

1 pascal (Pa) = 1 N/m1 pascal (Pa) = 1 N/m22 = 1 J/m = 1 J/m33 = 1 kg·m = 1 kg·m–1–1 ·s·s–2–2

Equivale 9,86923 x 10 Equivale 9,86923 x 10 -6-6 atmósferasatmósferas..

Page 25: Espectrometria de-masas

EL RECORRIDO LIBRE MEDIO

•Se define como la trayectoria que debe recorrer un ión, desde la fuente hasta el detector en un vacio suficiente para asegurar la ausencia de colisiones.

Page 26: Espectrometria de-masas

Depende de factores como:

1. el tamaño de las moléculas a analizar,

2. el vacío reinante,

3. la temperatura o agitaciín termica.

Page 27: Espectrometria de-masas

EL RECORRIDO LIBRE MEDIO

En mecánica estadística y En mecánica estadística y teoría cinéticateoría cinética de los gases, se define como de los gases, se define como recorrido recorrido libre mediolibre medio a la distancia o espacio entre a la distancia o espacio entre dos colisiones sucesivas de las moléculas dos colisiones sucesivas de las moléculas de gas. de gas.

Recordemos que en un gas, sus Recordemos que en un gas, sus moléculas están en constante movimiento moléculas están en constante movimiento chocando unas con otras. La temperatura chocando unas con otras. La temperatura del gas es función de la energía cinética del gas es función de la energía cinética de estas.de estas.

Page 28: Espectrometria de-masas

Cálculo del recorrido libre medioCálculo del recorrido libre medio

El recorrido libre El recorrido libre medio se calcula medio se calcula multiplicando la multiplicando la velocidad media de velocidad media de las moléculas del gas las moléculas del gas por el tiempo entre por el tiempo entre colisiones, L en colisiones, L en metrod:metrod:

ρ σ2

KTL =

K= Constante de Boltzman

T temperatura en K

Ρ presion en Pa

σ la seccion cruzada que puede colisionar (m2)

Page 29: Espectrometria de-masas

BOMBA TURBOMOLECULARROTOR

ENTRADA DE AIRE

PREVACIO

MOTOR

CONEXIÓN A LA REFRIGERACIÓN

Luís Esteban 1993

Page 30: Espectrometria de-masas

Bombas turbomolecularesBombas turbomoleculares

Page 31: Espectrometria de-masas

BOMBA TURBOMOLECULAR

• El rotor gira de 60.000a 90.000 rpm

• Las moleculas a evacuar chocan con las aspas y estas reciben un componente adicional de velocidad en dirección a la camara inferior

• Esta camara esta siendo evacuada por una bomba rotativa mecanica.

Page 32: Espectrometria de-masas

BOMBA TURBOMOLECULAR

• Si la velocidad de las aspas del rotor es delmismo orden que la velocidad de agitacióntermica de las moleculas a evacuar, el

proceso sera muy eficienteeficiente, y se

conseguira una buena relacionbuena relacion de decompresióncompresión entre la zona de prevacio y lade alto vacio

Page 33: Espectrometria de-masas

EYECTORES

ACEITE MENOS VOLATIL

EYECTOR LATERAL

PLACA CALEFACTORA

ACEITE CON

COMPONENTES VOLATILESLuís Esteban 1993

Page 34: Espectrometria de-masas

Bomba de difusión. El fluido de bombeo se calienta hasta que se evapora mediante un calentador situado al fondo de la bomba. El vapor se eleva y es deflectado hacia abajo, trayéndose consigo las moléculas de gas de la cámara (puntos negros).

Page 35: Espectrometria de-masas

BOMBA DE DIFUSIÓNBOMBA DE DIFUSIÓN

Page 36: Espectrometria de-masas

A la camara de vacio

He liquido Vapor de He

Barrera de radiacion (76oK)

Radiador a( 76oK)

Las bombas criogénicas (de baja temperatura).

Page 37: Espectrometria de-masas

•Se usan en aplicaciones específicas de ultra alto vacío.

•Una criobomba es una bomba de vacío que tiene una superficie interna enfriada a temperaturas menores a los 120°K, donde los gases y vapores se condensan.

Las bombas criogénicas (de baja temperatura).

Page 38: Espectrometria de-masas

Existen varios mecanismos mediante los cuales se capturan los gases sobre la superficie fría, los más importantes se pueden representar por medio de las criotrampas y la criosorción.

Page 39: Espectrometria de-masas

Una trampa de vapor enfriada Una trampa de vapor enfriada con nitrógeno líquido actúa con nitrógeno líquido actúa como una criobomba.como una criobomba.

El término criotrampa se usa El término criotrampa se usa para la para la condensación de gasescondensación de gases difícilmente condensables, por difícilmente condensables, por ejemplo el Hejemplo el H22, Ar, CH, Ar, CH44, CO, CO22, , NHNH33 y los hidrocarburos y los hidrocarburos pesados. pesados.

Page 40: Espectrometria de-masas

Medidores de vacioMedidores de vacio

Page 41: Espectrometria de-masas

Medidor PiraniMedidor Pirani El medidor de Pirani, diseñado en 1906, nos da una medida de la presión a través de la variación de la conductividad térmica del gas. Este dispositivo consta de un filamento metálico suspendido en un tubo en el sistema de vacío y conectado a una fuente de voltaje o corriente constante. El alambre puede ser de tungsteno u otro material cuya resistencia varíe mucho con la temperatura. Al aumentar el vacío, se reduce la pérdida de calor por conducción a través del gas y aumenta la temperatura y la resistencia del conductor, que se mide con un aparato adecuado

Page 42: Espectrometria de-masas

EL MEDIDOR DE IONIZACIÓN DE EL MEDIDOR DE IONIZACIÓN DE CÁTODO CALIENTECÁTODO CALIENTE

Page 43: Espectrometria de-masas

GAUGER- MEDIDOR DE GAUGER- MEDIDOR DE VACIOVACIO

Page 44: Espectrometria de-masas

GAUGER MEDIDOR DE GAUGER MEDIDOR DE VACIO VACIO CONTCONT..

Page 45: Espectrometria de-masas

MEDIDOR DE VACIO MEDIDOR DE VACIO CONT.CONT.

Page 46: Espectrometria de-masas

VISTA GENERAL DEL VISTA GENERAL DEL DETECTOR DE MASASDETECTOR DE MASAS

Page 47: Espectrometria de-masas

DIFUSIÓN TURBO

• VENTAJAS

• COSTO REDUCIDO

• MANTENIMIENTO CASI NULO

• RELACION DE COMPRESION CASI ALTA

• VENTAJAS

• ALCANZA REGIMEN RAPIDAMENTE

• POSICIÓN EN ALGULO

• MENOR NECESIDAD DE REFRIGERACIÓN

Page 48: Espectrometria de-masas

OTROS TIPOS DE BOMBASOTROS TIPOS DE BOMBAS

Bombas IónicaBombas IónicaBombas de sublimación de titanioBombas de sublimación de titanioBombas criogénicasBombas criogénicasTrampa de nitrógeno LíquidoTrampa de nitrógeno LíquidoBlower/ BoosterBlower/ BoosterSorciónSorciónMecanica de aceiteMecanica de aceiteRotativa de PistonRotativa de Piston

Page 49: Espectrometria de-masas

Bombas difusoras y Bombas difusoras y turbomoleculares. turbomoleculares. Relación de compresiónRelación de compresión

P1

P2

P2

P1

difusorasturbos

1010 106

1010 a

106

500 a 1000

N2 H2

P2/P1

Page 50: Espectrometria de-masas

DetectoresDetectores

Primero se utilizaron placas fotosensibles, Primero se utilizaron placas fotosensibles, de detección simultaneo del haz ionico, de detección simultaneo del haz ionico, asi como multiplicadores de electrones de asi como multiplicadores de electrones de detección puntual situados en el ambiente detección puntual situados en el ambiente de alto vació del espectrómetro de alto vació del espectrómetro

Page 51: Espectrometria de-masas

DetectoresDetectores

Copa de faradayCopa de faradayMultiplicador de electrones secundariosMultiplicador de electrones secundariosChaneltronChaneltronDetector de conversión fotónica Detector de conversión fotónica

(Detecctor “Daly” ó de cenetelleo(Detecctor “Daly” ó de cenetelleoDetector multicanal. Mulktiple Channel Detector multicanal. Mulktiple Channel

Detector, Multiplier Array DetectorDetector, Multiplier Array Detector

Page 52: Espectrometria de-masas

Detector Copa de FaradayDetector Copa de Faraday

++ +

e-

+e-

e-e-

e-

e-e-

Corriente eléctrica generada

La copa de Faraday consiste en un simple electrodo, normalmente en forma de copa o caja, que recibe el impacto de los iones a detectar. Los iones se neutralizan por transferencia de electrones, y la senal se mide con una corriente analógica igual o superior a la corriente iónica original

Page 53: Espectrometria de-masas

Multiplicador de electrones. Multiplicador de electrones. Multiplicador de electrones secundarios (SEM) de Multiplicador de electrones secundarios (SEM) de

dinodos discretosdinodos discretos

+

+ e-

e-e-

0Kv

-3Kv

El ion a detectar choca con el primer dinodo, provocando la emisión de un elevado numero de electrones que van a incidir sobre el segundo dinodo. El proceso de multiplicación se repite

sucesivamente

e-

e-e

-

e-

e-

e-e-

e-

Page 54: Espectrometria de-masas

1. Cátodo

Ánodo

Page 55: Espectrometria de-masas

DETECTOR TIPO CHANELTRON

“ CHANELTRON”

FUERA DEL EJE

(NO CENTRADO)

PREAMPLIFICADOR

IONES EJE OPTICO

+

-3Kv

Page 56: Espectrometria de-masas
Page 57: Espectrometria de-masas
Page 58: Espectrometria de-masas

+

++

++

+

e

e

Page 59: Espectrometria de-masas
Page 60: Espectrometria de-masas
Page 61: Espectrometria de-masas

M M

M

M

M

M M

M

M

V< Potencial de Ionicación

V >> Potencial de

ionización

V>>> Potencial

de ionización

Page 62: Espectrometria de-masas

IONIZACIÓN POR IMPACTO ELECTRONICO

Corriente iónicatotal

70 eV

Procesos Primarios

Eficacia delproceso

10 eV

Page 63: Espectrometria de-masas

DUENTE DE IONIZACIÓN POR IMPACTO ELECTRONICO

75 eV = 1.700 Kcal /mol

TEORIA DELCUASI-EQUILIBRIO

Los iónes ABC Formados tendran un alto contenido de energía interna, unos mas que otros

Los iones ABC+ Formados tendrán un alto contenido de energía interna, unos

mas que otros, según como haya sido de “pleno” el

impacto. Por tanto, unos se fragmentaran mucho, otros

poco y otros nada

En la fuente EI se producenREACCIONES UNIMOLECULARES

ABC + e- energético -------ABC+

Page 64: Espectrometria de-masas

MODELO MECANISISTICO DE LA ESPECTROMETRIS DE MASAS

PRIMER POSTULADO

Uno de los factores principales que regulan la abundancia

relativa de los iones producidos por fragmentación,

el la estabilidad de los productos de descomposición

...Y DE AQUÍ ARRANCA TODA UNA MECANICA DE INTERPRETACIÓN DE

ESPECTROS

ENTALPIA DE FORMACIÓN BAJA,CONDUCE A FRAGMENTOS ABUNDANTES

ION PRECURSOR

POCO

ABUNDANTE

Page 65: Espectrometria de-masas

FUENTE DE IONIZACIÓN DE IMPACTO ELECTRÓNICO

FILAMENTO70 eV

PLACA REPULSORA

PLACAS ACELERADORAS

ENTRADA VOLTAJE DE

ACELERACIÓN

Page 66: Espectrometria de-masas

EXTRACTOR

LENTE

+

+

+

+

- Ec = ½ mv2

Page 67: Espectrometria de-masas

TIPOS DE FUENTES IONICASTIPOS DE FUENTES IONICAS

CERRADA CERRADA RADIALRADIALDE HAZ MOLECULARDE HAZ MOLECULARDE U.H.V.DE U.H.V.

Page 68: Espectrometria de-masas

TIPOS DE TIPOS DE FILAMENTOSFILAMENTOS

TUNGSTENOTUNGSTENO RENIORENIO IRIDIO TORIADOIRIDIO TORIADO HEXABORURO DE HEXABORURO DE

LANTANOLANTANO

Page 69: Espectrometria de-masas
Page 70: Espectrometria de-masas

CADA COMPUESTO SE FRAGMENTA DE

MANERA DIFERENTE

ABUNDANCIA RELATIVA

PATRON DE FRAGMENTACIÓN

Page 71: Espectrometria de-masas
Page 72: Espectrometria de-masas

Como la molecula tiene 10 carbonos, la probabilidad de que

haya uno de masa 13 sera:

10x 1.12 = 11.2%

La probabilidad correspondiente a la presencia de un deuterio sera:

8x 0.016 = 0.128 %

Por tanto, la probabilidad de que un ion molecular contenga un isotopo pesado, o la probabilidad del ion

(M+1)+ será

11.328%

M+ (100%)

Page 73: Espectrometria de-masas

PATRON DE FRAGMENTACIÓN

Como vemos, el patrón de fragmentación también ayuda a interpretar el espectro de baja resolución.

En el espectro del nitrógeno, además del ion molecular y del (M+1)+ podemos ver el fragmento de masa 14 correspondiente al átomo de nitrógeno.

En el caso del monóxido de carbono aparecen los fragmentos de masa 16 y 12 correspondientes al oxigeno y al carbono.

En el espectro del etileno hay varios fragmentos procedentes de la perdida de

uno o varios protones además del ion fragmento de masa 12 correspondiente al carbono

Page 74: Espectrometria de-masas

ESPECTRO DE BAJA RESOLUCIÓN

ESPECTRO DE ALTA RESOLUCIÓN

Page 75: Espectrometria de-masas

ION (M+2)+

HALOGENOS

ISOTOPO MASA MASA ABUNDANCIA ION NOMINAL EXACTA RELATIVA GENERADO

M+

M+

M+2+

M+

M+2+

M+

19 F35 Cl

37 Cl79 Br81 Br127 I

Page 76: Espectrometria de-masas

CUADRO DE DISTRIBUCIÓN DE ISOTOPOS DEL CLORO Y BROMO

Page 77: Espectrometria de-masas

En los espectrometros de masas la adquisición de datos y el control total del instrumento se realiza por computador. Una herramienta muy util para la interpretación de espectros es la comparación con espectrotecas realizada automáticamente por el sofwer

Ventajas del sistema inverso Desventajas sistema inverso

Page 78: Espectrometria de-masas
Page 79: Espectrometria de-masas
Page 80: Espectrometria de-masas

SENSIBILIDADSENSIBILIDADEl parámetro sensibilidad indica el valor de la corriente

ionica detectada en el colector, para una presión de vapor determinada en la fuente iónica

Se mide en amperios/ torr y debe estar siempre referida a un compuesto determinado.

MINIMA PRESIÓN PARCIAL DETECTABLE

Este término es realmente mas importante que el de sensibilidad. Es mucho mas dependiente de la calidad

del amplificador empleado.

Page 81: Espectrometria de-masas
Page 82: Espectrometria de-masas

Desventajas de la ionización Desventajas de la ionización por impacto electrónicopor impacto electrónico

1.Dificultad en la medida relativa del ion 1.Dificultad en la medida relativa del ion molecular de algunas moléculasmolecular de algunas moléculas

2. Es difícil distinguir entre isómeros2. Es difícil distinguir entre isómeros 3. Algunos compuestos pueden sufrir 3. Algunos compuestos pueden sufrir

degradación térmica antes de su ionización o degradación térmica antes de su ionización o ser propensas a la fragmentación después de la ser propensas a la fragmentación después de la ionización debido a la temperatura requerida ionización debido a la temperatura requerida para la vaporizaciónpara la vaporización

4. Algunas muestras son simplemente poco 4. Algunas muestras son simplemente poco volatiles para generar un espectrovolatiles para generar un espectro

Page 83: Espectrometria de-masas

Debido a esto se hace necesario pensar en otro Debido a esto se hace necesario pensar en otro tipo de ionización. Los metodos alternativos que tipo de ionización. Los metodos alternativos que son comunmente usados cuando el analisis por son comunmente usados cuando el analisis por impacto electronico es inapropiado son:impacto electronico es inapropiado son:

Ionizacion quimicaIonizacion quimica Ionización por campoIonización por campo Desorcion por campoDesorcion por campo Bombardeo por atomos rapidosBombardeo por atomos rapidos Ionización por desorcion via laserIonización por desorcion via laser

Page 84: Espectrometria de-masas
Page 85: Espectrometria de-masas

Ionización QuimicaIonización Quimica

Page 86: Espectrometria de-masas
Page 87: Espectrometria de-masas
Page 88: Espectrometria de-masas
Page 89: Espectrometria de-masas
Page 90: Espectrometria de-masas
Page 91: Espectrometria de-masas
Page 92: Espectrometria de-masas

Efecto tunel.El efecto tunel puede ser explicado a partir del concepto de ondas de probabilidad. Consideremos el balanceo de una bola en una colina con subidas y bajadas sin friccion, segun lo mostrado en la figura, suponga que la bola esta sostenida momentaneamente y se suelta de la posicion A,esta rodara cuesta abajo y subira la colina hacia la posicion C, nunca podra llegar a una altura mas alta que el nivel del punto A, podra llegar a la posicion B, que esta en la misma altura que A,la bola ira hacia arriba y hacia abajo,oscilando entre los puntos A y B, para siempre. No hay forma por la cual la bola pueda pasar a la posicion D dentro del dominio de la mecanica Newtoniana,pero esto es exactamente lo que ocurre en el dominio de la mecanica cuantica. La bola puede rodar cuesta abajo en la otra cara de la colina,despues de subir hasta la posicion B, esta se materializa en la otra cara,esto se denomina efecto tunel en la mecanica cuantica.Si un hombre tira una pelota contra una pared,la bola rebota devuelta,de acuerdo a las leyes de la fisica cuantica,la bola puede penetrar a traves de un tunel por la pared,pero debido que la bola es un objeto macroscopico,las posibilidades de que esto ocurra, es infinitamente pequena. Dos metales separados por un vacio,se aproximan a esta situacion,los electrones en el metal son bolas y el vacio representa la pared.Los electrones no tienen suficiente energia para escapar a traves del vacio,pero,los dos metales pueden intercambiar electrones por efecto tunel,si estos estan suficientemente proximos,la probabilidad de que esto suceda es grande,porque los electrones son particulas microscopicas.

Page 93: Espectrometria de-masas
Page 94: Espectrometria de-masas
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Page 97: Espectrometria de-masas
Page 98: Espectrometria de-masas
Page 99: Espectrometria de-masas

DISOLVENTES NORMALMENTE DISOLVENTES NORMALMENTE UTILIZADOS EN IONIZACION FABUTILIZADOS EN IONIZACION FAB

GLICEROLGLICEROLTIOGLICEROLTIOGLICEROL3-NITROBENCILALCOHOL3-NITROBENCILALCOHOLN-OCTIL-3-NITROFENILETERN-OCTIL-3-NITROFENILETERTRIETANOLAMINATRIETANOLAMINADIETANOLAMINADIETANOLAMINAPOLIETILENGLICOL (MEZCLAS)POLIETILENGLICOL (MEZCLAS)

Page 100: Espectrometria de-masas
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Page 102: Espectrometria de-masas
Page 103: Espectrometria de-masas
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Page 105: Espectrometria de-masas
Page 106: Espectrometria de-masas
Page 107: Espectrometria de-masas
Page 108: Espectrometria de-masas
Page 109: Espectrometria de-masas
Page 110: Espectrometria de-masas

LA MATRIZ ELEGIDALA MATRIZ ELEGIDADEBERA SER UN BUEN ABSORBENTE DEBERA SER UN BUEN ABSORBENTE

DE LA L DEL LASER EMPLEADODE LA L DEL LASER EMPLEADOFORMAR CON LA NUESTRA UNA FORMAR CON LA NUESTRA UNA

DISOLUCION O SUPERFICIE SOLIDA DISOLUCION O SUPERFICIE SOLIDA HOMOGENEAHOMOGENEA

SON HABITUALES DISOLUCIONES SON HABITUALES DISOLUCIONES DESDE 100:1 HASTA 10 000:1DESDE 100:1 HASTA 10 000:1

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LA MATRIZ ELEGIDALA MATRIZ ELEGIDA

DOS DE LOS COMPUESTOS NAS DOS DE LOS COMPUESTOS NAS UTILIZADOS COMO MATRIZ SON:UTILIZADOS COMO MATRIZ SON:

ACIDO 2,5 DIHIDROXIBENZOICO (DHB)ACIDO 2,5 DIHIDROXIBENZOICO (DHB)ACIDO TRANS-3,5P DIMETOXI-4-ACIDO TRANS-3,5P DIMETOXI-4-

HIDROXICINAMICOHIDROXICINAMICOAMBOS OPERAN A 266 nm, 337 nm, AMBOS OPERAN A 266 nm, 337 nm,

355nm 2,79 mm355nm 2,79 mm

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Técnicas para introducción y análisis de muestras liquidas por espectrometría de masas

•Solo introducción (Direct Liquid Inlet)

- Moving Belt – Cinta movil

- Particle Beam - Haz de partículas•Introducción+ionización

-TSP Thermospray ó termonebulización

- PSP Plasmaspray ó nebulización en plasma-API Atmospheric Pressure Ionizatión ó técnicas de ionización a presión atmosféricas:

- ES Electrospray o electronebulización

- APcI Atmospheric pressure Chemical Ionization ó ionización química a presión atmosférica.

- Dynamic FAB Dynamic Fast Atom Bombardment.- Dynamic FIB Dynamic Fast Ion Bombardment.

- Dynamic SIMS/ Continuous Flow FAB, etc

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MUESTRAS GASEOSASMUESTRAS GASEOSAS

ORIFICIO DEPOSITOORIFICIO DEPOSITOCAPILAR CALENTADOCAPILAR CALENTADO INMERCION DIRECTA JETINMERCION DIRECTA JETMUESTREO AUTOMATICO EN MUESTREO AUTOMATICO EN

CONTROL DE PROCESOSCONTROL DE PROCESOSLA CROMATOGRAFIA GASEOSALA CROMATOGRAFIA GASEOSA

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MUESTRAS LIQUIDASMUESTRAS LIQUIDAS SONDA DE INTRODUCCION DIRECTASONDA DE INTRODUCCION DIRECTA SONDA ROBOTIZADASONDA ROBOTIZADA DEPOSITO CALENTADO (“SEPTUN INLET)DEPOSITO CALENTADO (“SEPTUN INLET) AGHIS (ALL GLASS HEATED INLET SYSTEM)AGHIS (ALL GLASS HEATED INLET SYSTEM) MEMBRANAMEMBRANA CROMATOGRAFO LIQUIDO HPLCCROMATOGRAFO LIQUIDO HPLC CROMATOGRAFO DE GASCROMATOGRAFO DE GAS SISTEMAS ESPECIALES PARA ISOTOPOSSISTEMAS ESPECIALES PARA ISOTOPOS

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MUESTRAS SOLIDASMUESTRAS SOLIDAS

SONDA DE SÓLIDOSSONDA DE SÓLIDOSTECNICAS ESPECIALES. TECNICAS ESPECIALES.

ABLASIÓN POR LASERABLASIÓN POR LASERMALDIMALDIICP-MASASICP-MASAS

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El sector magnético es un elemento dispersivo( en masas velocidades o momentos) y también enfoca en direcciones o ángulos

m/z = R2B2 / 2V

Ec=1/2(mv2)=zV

Trayectoria R

Fc=mv2

Fc=mv2/R

FL=zVB

Fc=Fl

Mv2/r=zvB

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Al salir los iones de la fuente, extraídos mediante la aplicación

de un potencial positivo en la placa repulsora, se encuentra con un campo acelerador de voltaje’”V”, y adquieren una energía translacional “zV”, siendo z la carga del ion,

generalmente carga unitaria

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Por tanto:

2

1

2

=

m

zVv

zVmvEc == 2

2

1

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-

+

-

+

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+

-

+

-

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CORRIENTE DIRECTA +

+20v

RF +120

T1

T2

T3

T1= +140 T3= +140

T2=-100

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BARRIDOS DE CORRIETE

DIRECTA POSITIVA

BARRIDOS DE CORRIETE

DIRECTA NEGATIVA

EBARRIDOS DE RF

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