Técnicas


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La Espectrometría de Masas es una técnica microanalítica usada para identificar compuestos desconocidos, cuantificar compuestos conocidos, y para elucidar la estructura y propiedades químicas de las moléculas. Requiere cantidades pequeñas de muestra y obtiene información característica como el peso y algunas veces la estructura del analito.

En la Espectrometría de masas la muestra es ionizada (y por tanto destruida) usando diversos procedimientos para ello. De todos ellos el más usual y/o utilizado es la técnica denominada de Impacto Electrónico consistente en el bombardeo de la muestra (previamente vaporizada mediante el uso de alto vacío y una fuente de calor) con una corriente de electrones a alta velocidad.
Mediante este proceso, la sustancia pierde algunos electrones y se fragmenta dando diferentes iones, radicales y moléculas neutras. Los iones (moléculas o fragmentos cargados) son entonces conducidos mediante un acelerador de iones a un tubo analizador curvado sobre el que existe un fuerte campo magnético y conducidos a un colector/analizador sobre el que se recogen los impactos de dichos iones en función de la relación carga/masa de los mismos.

Cada compuesto es único, y cada uno de los compuestos se ionizará y fragmentará de una determinada manera, y en este principio se basa la espectrometría de masas para identificar cada analito.
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Con la espectrometría de masas somos capaces de proporcionar información acerca de la:

  • Composición elemental de las muestras: de esta se encarga la espectrometría de masas atómico.
  • Composición de las moléculas inorgánicas, orgánicas y biológicas.
  • Composición cualitativa y cuantitativa de mezclas complejas.
  • Estructura y composición de superficies sólidas.
  • Relaciones isotópicas de átomos en las muestras.

Cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS)


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La cromatografía de gases es una técnica separativa que permite la separación de mezclas muy complejas. Pero una vez separados, detectados, e incluso cuantificados todos los componentes individuales de una muestra problema, el único dato de que disponemos para la identificación de cada uno de ellos es el tiempo de retención de los correspondientes picos cromatográficos. Este dato no es suficiente para una identificación inequívoca, sobre todo cuando analizamos muestras con un número elevado de componentes.

Por otra parte, la espectrometría de masas puede identificar de manera casi inequívoca cualquier sustancia pura, pero normalmente no es capaz de identificar los componentes individuales de una mezcla sin separar previamente sus componentes, debido a la extrema complejidad del espectro obtenido por superposición de los espectros particulares de cada componente.

Por lo tanto, la asociación de las dos técnicas, GC (Gas Chromatography) y MS (Mass Spectrometry) da lugar a una técnica combinada GC-MS que permite la separación e identificación de mezclas complejas.

Cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS)


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La cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) es la técnica de separación de sustancias más ampliamente utilizada. Los sistemas HPLC-MS facilitan el análisis de muestras que tradicionalmente han sido difíciles de analizar por GC-MS es decir, analitos poco volátiles. Como resultado, la técnica es ampliamente utilizada en el análisis de fármacos, proteínas, etc.
Los sistemas de ionización que han hecho posible este desarrollo son los sistemas API-EI y APCI.. De esta forma se pueden analizar compuestos de peso molecular de hasta 100kDa, con un rango de polaridades que va desde analitos no polares hasta los muy polares.
Los espectros de masas obtenidos por HPLC-MS suelen ser más sencillos que los obtenidos en GC-MS debido a que el nivel de fragmentación de las moléculas es menor. El inconveniente es que los espectros dependen parcialmente de los parámetros de ionización, es decir, que no pueden ser considerados como “huella dactilar” del con puesto y, por tanto, la comparación con colecciones de espectros estándares no es posible. Por esta razón, la comparación del espectro de masas de analitos con patrones debe realizarse en las mismas condiciones de trabajo.

Espectrometría de masas de relaciones isotópicas (IRMS)



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Mediante esta técnica se puede llevar a cabo el análisis de los isótopos estables de los principales elementos ligeros de la biosfera (C, H, N, O, S). La espectrometría de masas de relación isotópica permite el análisis de las relaciones isotópicas de estos elementos ligeros (13C/12C, D/H, 15N/14N, 18O/16O, 34S/32S) con la precisión y la exactitud necesarias para medir las pequeñas variaciones en la abundancia isotópica (fraccionamiento), provocadas por múltiples procesos naturales, tanto físicos como químicos. Estos elementos, que tienen una gran importancia desde el punto de vista biológico y geológico, presentan dos o más isótopos estables, de los cuales el más ligero es el más abundante.
La técnica también permite el análisis de abundancias isotópicas en muestras enriquecidas, y por esta razón es una buena alternativa al uso de marcadores radiactivos para el seguimiento de rutas metabólicas naturales o sintéticas

Aplicaciones


Aplicaciones GC-MS


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Las cromatografía de gases tiene una amplia aplicación en la identificación y cuantificación de moléculas orgánicas volátiles.

En la industria se enfoca principalmente a evaluar la pureza de reactantes y productos de reacción o bien a monitorizar la secuencia de reacción. En la industria del petróleo juega una función primordial, por medio de la cromatografía se puede analizar constituyentes de las gasolinas, las mezclas de gases de refinería, gases de combustión, etc.
Esta técnica es también utilizada en estudios de contaminantes en aguas como insecticidas, pesticidas, etc.
En investigación, también se utiliza para la identificación de un compuesto, o un fragmento del mismo mediante su espectro de masas por comparación con librerías.

HPLC-MS


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LC-MS es muy común en farmacocinéticos estudios de los productos farmacéuticos y por lo tanto la técnica más frecuentemente utilizada en el ámbito de bioanálisis. Así mismo se utiliza en el desarrollo de drogas e identificación de las mismas. La alta sensibilidad y la selectividad y el alto rendimiento de LC / MS / MS que sea eficaz para la determinación de trazas en matrices biológicas complejas.

Es de aplicación en estudios medioambientales en distintos medios: residuos farmacéuticos, residuos de medicamentos veterinarios y plaguicidas, así como metabolitos de estos productos.
Así mismo, se aplica en la determinación de trazas de residuos de contaminantes en productos alimenticios.


IRMS


El campo donde la IRMS puede encontrar aplicación es muy amplio y en continuo crecimiento, y abarca áreas de conocimiento tales como el análisis forense, la investigación en el cambio climático, geología, arqueología, ecología, control de adulteraciones alimentarias, control de sustancias dopantes, la fisiología y bioquímica (estudios metabólicos y de consumo energético), alimentación (adulteraciones), hidrología (ciclo global del agua, acuíferos), paleontología (paleodietas), agricultura, estudios de flujos bio/geoquímicos en los ciclos naturales de hidrógeno, nitrógeno y carbono, estudios de fijación de nitrógeno en plantas, fertilizantes y vegetación en general, estudios de utilización de aminoácidos, proteínas vegetales y nitrógeno no proteico en alimentación animal, seguimiento estacional de las variaciones en relaciones isotópicas de nitrógeno y/o carbono en biomasa, estudios de adulteración en alimentos, y origen de bebidas alcohólicas, empleo de sustancias marcadas con isótopos no radioactivos en estudios metabólicos y de consumo energético en animales y humanos, datación de fósiles a partir las relaciones isotópicas en el colágeno de huesos, etc.

Actualmente en nuestro laboratorio se realizan distintos tipos de análisis como:

  • Determinación de δ13C/12C y δ18O/16O de carbonatos en rocas, minerales y foramimíferos.
  • Determinación de abundancia natural de δ13C/12C, δ15N/14N y δ18O/16O en plantas y sedimentos.
  • Determinación de δ13C/12C y δ15N/14N en muestras enriquecidas (plantas).

Equipamiento


  • quantum-access
    Cromatógrafo de Gases Trace GC Ultra (Thermo Electron Corporartion) acoplado a Espectrómetro de Masas de cuadrupolo DSQ (Thermo Electron Corporartion) y automuestreador Triplus AS.
  • Cromatógrafo de Gases Trace GC Ultra (Thermo Electron Corporartion) acoplado a Espectrómetro de Masas de trampa iónica ITQ 900 (Thermo Electron Corporartion).
  • Cromatógrafo Líquido con automuestreador y Bomba Accela (Thermo Electron Corporartion) acoplado a Espectrómetro de masas de triple cuadrupolo TSQ Quantum Access Max (Thermo Electron Corporartion).
  • Espectrómetro de masas de relaciones isotópicas. (IRMS) Delta V Advantage. (Thermo Electron Corporation).
  • Interfase ConFlo IV. (Thermo Electron Corporation).
  • Analizador Elemental (EA-IRMS) Flash EA1112 Series, (Thermo Electron Corporation).
  • Automuetreador MAS200R, (Thermo Electron Corporation).
delta-V
  • GasBench (GB-IRMS) GasBench II, (Thermo Electron Corporation) con Automuetreador CTC, Analytics.
  • Cromatógrafo de Gases (GC-IRMS) Trace GC Ultra. (Thermo Electron Corporation). GC Isolink. (Thermo Electron Corporation).
  • Automuestreador Triplus AS.

Personal Espectrometría de Masas


Foto Marisa Pola
Dña. Mª Luisa Pola Gallego de Guzmán
Técnico responsable
phone_icon40px +34 952 13 3336 / 6660
email_icon40px marisapola@uma.es
Ubicación Edificio SCAI, Planta Baja AB-06
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