Espectrometria de massas é uma técnica analítica que “separa” (discrimina) íons de acordo com sua massa e carga. Por analisar a massa e a carga dos compostos, é possível realizar estudos em uma amostra sem ter muito conhecimento sobre a composição da mesma. Este tipo de análise é conhecido como screening.

Por convenção, massa sobre carga é representada pelo termo m/z. O termo sempre deve estar em itálico e, apesar de expressar uma divisão matemática entre duas propriedades físicas com unidades diferentes, ele é adimensional. Um espectro de massas (figura 1) consiste em um gráfico em que o eixo X corresponde ao m/z e o eixo Y corresponde a intensidade relativa de cada espécie em relação ao pico mais abundante.



















Figura 1: Espectro de massas obtido por ESI (+) FT ICR MS.


Um espectrômetro de massas consiste essencialmente em três módulos (figura 2): fonte de ionização, analisador e um sistema de detecção. A fonte de ionização tem por objetivo gerar íons no estado gasoso a partir amostra, o analisador de massas discrimina os íons de acordo com o m/z e o detector “conta” os íons oriundos do analisador convertendo estes em um sinal elétrico. Vale destacar que o espectrômetro de massas NÃO analisa átomos ou moléculas neutras, mas somente espécies ionizadas.




















Figura 2: Ilustração esquemática de um espectrômetro de massas.


Para que seja possível realizar análises por espectrometria de massas, o analito precisa ser convertido em íons gasosos. Existem diversas fontes de ionização (ex. ionização por elétron, eletrospray, APCI, APPI, DESI, etc.) e elas podem ou não estar sob vácuo. A escolha da fonte mais adequada depende sobretudo da finalidade das análises e do tipo de amostra a ser estudada. Para mais detalhes sobre as mesmas acessar o tópico fontes de ionização

Os analisadores tem a função de discriminar os íons de acordo com o m/z. Os analisadores podem separar os íons em função do tempo ou espaço. Isto vai depender do tipo de analisador e para mais informações sobre as diferenças entre esses dois tipos acessar o tópico analisadores.


Já os detectores podem ser um módulo separado (por exemplo, a multiplicadora de elétrons) ou podem estar no mesmo dispositivo dos analisadores (por exemplo as placas detectoras do FT ICR e Orbitrap).


Os analisadores e detectores tem que necessariamente ser operados sob alto vácuo, fato este que nem sempre se aplica as fontes de ionização. Se os analisadores e detectores não estiverem sob alto vácuo, os íons poderão se chocar com moléculas de gases (H2O, N2, O2, CO2, etc.) presentes no meio fazendo com que os esses se desviem de sua trajetória chocando contra as paredes do instrumento ou ainda levando a leituras errôneas.

A espectrometria de massas é uma técnica frequentemente empregada devido à sua alta sensibilidade, resolução, exatidão e baixo tempo de análise. Diferentes analisadores podem ser acoplados em sequência, permitindo realizar fragmentações de íons alvos afim de se obter informações estruturais. A espectrometria de massas também pode ser empregada em conjunto com outras técnicas, por exemplo cromatografia líquida e gasosa, com o objetivo de isolar e quantificar certas moléculas.


Ao contrário de outras técnicas como o RMN, infravermelho e espectroscopia Raman que permitem recuperar o analito, a espectrometria de massas é uma técnica destrutiva. Ou seja, uma vez analisada via MS, a amostra é perdida ou destruída não permitindo sua recuperação e reutilização em outros métodos analíticos. Entretanto, o consumo de amostra é muito baixo podendo chegar a ordem de fentogramas, não consumindo quase nada da amostra.


Revisão


1- Qual o princípio básico da espectrometria de massas?


​2- Faça um esquema dos componentes básicos de um espectrômetro de massas.


3- O que significa m/z?


4- Porque o analisador e detector necessariamente ficam sob alto vácuo?


5- Quais os tipos de amostra que podem ser analisados por MS? 





Referências para consulta (todas em inglês)

Gross, J. H. Mass Spectrometry: a Textbook. 2 ed. Heidelberg: Springer, 2011.


Hoffman, E.; Stroobant, V. Mass spectrometry : principles and applications. 3 ed. Chichester: John Willey & Sons, 2007.
 
Watson, J. T.; Sparkman, O. D. Introduction to Mass spectrometry. Instrumentation, Applications and Strategies for Data Interpretation. 4ª ed. Hoboken: John Willey & Sons, 2007.

Glish, G. L.; Vachet, R. W. The Basics of Mass Spectrometry in the Twetyfirst Century. Nature Reviews Drug Discovery, 2, 140-150.



Por Géssica Vasconcelos

Atualizado em 17/11/2016

 

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Site atualizado em19/09/2017