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La ionización por pulverización térmica es una fuente de ionización suave mediante la cual un flujo de solvente de muestra líquida pasa a través de una columna calentada muy delgada para convertirse en una pulverización de finas gotitas líquidas. Como una forma de ionización a presión atmosférica en espectrometría de masas, estas gotitas se ionizan mediante un electrodo de descarga de baja corriente para crear un plasma de iones solventes. Un repulsor dirige estas partículas cargadas a través de la región de skimmer y aceleración para introducir la muestra aerosolizada en un espectrómetro de masas. Es particularmente útil en cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS). [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
En términos más técnicos, la pulverización térmica es la vaporización parcial controlada de un líquido a medida que fluye a través de un tubo capilar calentado. La nebulización se logra bombeando una muestra líquida a presión moderadamente alta a través de un tubo capilar calentado electrotérmicamente. [ 6 ] Cuando se acopla suficiente potencia al flujo de la muestra, se produce una mezcla parcialmente vaporizada que consiste en una fracción de la muestra vaporizada y parte de la muestra líquida restante. Al salir del capilar calentado, el vapor de la muestra en rápida expansión convierte el flujo de líquido restante en un aerosol . El vapor producido actúa como un "gas" nebulizador y ayuda a la ruptura del flujo de líquido en gotitas, [ 4 ] en un proceso similar a la nebulización neumática . [ 7 ] Por lo tanto, conceptualmente, esto puede pensarse como un proceso neumático donde el vapor del solvente en expansión se utiliza como gas nebulizador. La solución sale del tubo como un chorro supersónico o pulverización de gotitas muy pequeñas en vapor de solvente. Cualitativamente, los aerosoles parecen densos con una distribución de tamaño de partícula moderadamente estrecha.
Historia
El método de ionización por termonebulización se introdujo por primera vez en una patente que data de 1983, y se describió con mayor detalle en una patente publicada el 8 de marzo de 1988. [ 8 ] Los inventores Marvin L. Vestal y Calvin R. Blakley propusieron una fuente de vapor de iones para espectrometría de masas de líquidos bajo una subvención del Departamento de Salud, Educación y Bienestar de los Estados Unidos . El método propuesto detallaba un dispositivo de acoplamiento entre columnas cromatográficas líquidas y varios métodos de detección para muestras gaseosas; como espectrometría de masas, captura de electrones , adsorción atómica , etc. Cuatro representaciones diferentes del vaporizador de termonebulización se presentaron en la patente de 1988 – UA4730111A. Se investigaron solutos no volátiles, iónicos y térmicamente lábiles con los diversos sistemas de control en los vaporizadores para lograr la vaporización parcial.
Primera representación
Un bloque vaporizador de cobre se calienta eléctricamente con dos resistencias calefactoras de cartucho de 100 vatios, y un capilar de acero inoxidable permite la introducción de la muestra y su consiguiente vaporización parcial. El capilar y el bloque vaporizador están soldados para garantizar un contacto térmico estable. El chorro supersónico resultante pasa a través de la fuente de iones para su introducción en el espectrómetro de masas cuadrupolar .
Segunda representación
La construcción de la segunda representación es fundamentalmente la misma que la de la primera; sin embargo, se implementaron sensores de temperatura y presión para controlar la potencia y obtener una temperatura y presión constantes en condiciones de funcionamiento ideales. Este diseño es ideal para LC-MS en línea con ionización química y desorción directa .
Tercera representación
Ante un caudal incontrolado o una composición variable del disolvente, se diseñó otra configuración que, mediante una fuente de calentamiento y un sistema de control diferentes, permitiera la vaporización parcial. Se combinaron dos métodos de calentamiento distintos, ya que uno ofrece un tiempo de respuesta más rápido, mientras que el otro es más lento. Esta combinación permite que la tercera configuración del vaporizador gestione las fluctuaciones del caudal procedente de la columna de cromatografía líquida.
Cuarta representación
La cuarta versión del vaporizador de pulverización térmica calienta el tubo capilar únicamente mediante calentamiento óhmico directo de CC/CA (efecto Joule) . Se utiliza un termopar en contacto térmico con la salida del capilar para evitar el sobrecalentamiento destructivo. Esta configuración se consideró el diseño ideal en la patente de 1988.
Aplicaciones de espectrometría de masas
Como técnica de muestreo directo, la ionización por termonebulización permite ionizar suavemente diversos tipos de analitos, de modo que el espectro resultante muestra pocos fragmentos del ion molecular y los componentes del gas amortiguador que lo acompañan. Esta falta de fragmentación suele dificultar la obtención de información estructural; [ 10 ] sin embargo, la ionización por termonebulización aún permite obtener resultados cuantitativos y se valora por su amplio rango de analitos viables. [ 11 ] Cuando la ionización por termonebulización se acopla a la cromatografía líquida de alta resolución acoplada a espectrometría de masas (TSP-HPLC-MS), se obtiene un método altamente sensible capaz de alcanzar límites de detección inferiores a los de otros métodos de HPLC-MS. [ 12 ]
Procesos de ionización
La ionización por termonebulización puede ocurrir mediante tres procesos. El primero implica la desorción directa del analito, donde la evaporación del disolvente más volátil permite que los iones de la muestra líquida, menos volátiles, pasen a la fase gaseosa. El segundo tipo de ionización es una transferencia ácido-base, en la que los iones del disolvente intercambian un protón con los componentes iónicos de un tampón. Esta forma de ionización se utiliza comúnmente en la cromatografía líquida de alta resolución en fase inversa (RP-HPLC). El tercer proceso se denomina ionización por plasma, donde se aplica ionización electrónica al flujo de disolvente en condiciones ambientales para producir una fuente de plasma. Esta fuente de plasma ioniza químicamente los iones reactivos del disolvente. ( También conocida como operación con filamento activado ).
Analitos viables
Se pueden analizar diversos compuestos, incluidos péptidos , dinucleótidos , prostaglandinas , sales de amonio dicuaternario , pesticidas, fármacos, colorantes y contaminantes ambientales mediante termonebulización. [ 10 ]
Estudios recientes
Recientemente, la pulverización térmica también se ha utilizado para la producción de nanocristales semiconductores, [ 13 ] el análisis de ácidos biliares, [ 14 ] la identificación de colorantes, [ 15 ] y la determinación del peso molecular de proteínas a partir de iones con carga múltiple. [ 16 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Blakley, CR; Carmody, JJ; Vestal, ML (1980). "Cromatógrafo líquido-espectrómetro de masas para el análisis de muestras no volátiles". Analytical Chemistry . 52 (11): 1636– 1641. doi : 10.1021/ac50061a025 . ISSN 0003-2700 .
- ↑ Arpino, Patrick (1992). "Cromatografía líquida combinada con espectrometría de masas. Parte III. Aplicaciones de la termonebulización". Mass Spectrometry Reviews . 11 (1): 3– 40. doi : 10.1002/mas.1280110103 . ISSN 0277-7037 .
- ↑ Gelpí E (1995). "Aplicaciones biomédicas y bioquímicas de la cromatografía líquida-espectrometría de masas". Journal of Chromatography A . 703 ( 1– 2): 59– 80. doi : 10.1016/0021-9673(94)01287-O . PMID 7599744 .
- 1 2 Vestal, Marvin L. (1990). " [ 5 ] Cromatografía líquida-espectrometría de masas". Espectrometría de masas . Métodos en enzimología. Vol. 193. págs. 107–130 . doi : 10.1016/0076-6879(90)93413-F . ISBN 9780121820947ISSN 0076-6879
- ↑ Blakley, CR; Vestal, ML (1983). "Interfaz de termopulverización para cromatografía líquida/espectrometría de masas". Analytical Chemistry . 55 (4): 750– 754. doi : 10.1021/ac00255a036 . ISSN 0003-2700 .
- ↑ Koropchak, John A.; Veber, Marjan; Browner, Richard F. (1992). "Introducción de la muestra por termopulverización a la espectrometría atómica". Critical Reviews in Analytical Chemistry . 23 (3): 113– 141. doi : 10.1080/10408349208050851 . ISSN 1040-8347 .
- ↑ Boumans, PWJM; Barnett, Neil W. "Espectroscopia de emisión de plasma acoplado inductivamente, parte 1: metodología, instrumentación y rendimiento". Analytica Chimica .
- ↑ Fuente de vapor iónico para espectrometría de masas de líquidos , 24/02/1986 , consultado el 05/04/2018.
- ↑ EPA, ORD, EE. UU. "Método EPA 8321B (SW-846): Compuestos no volátiles extraíbles con solventes mediante cromatografía líquida de alta resolución-espectrometría de masas con termonebulización (HPLC-TS-MS) o detección ultravioleta (UV) | US EPA" . US EPA . Archivado del original el 18 de octubre de 2015. Consultado el 5 de abril de 2018 .
- 1 2 Dass, Chhabil (2007). Fundamentos de la espectrometría de masas contemporánea . Hoboken, NJ: Wiley-Interscience. ISBN 978-0471682295OCLC 71189726
- ↑ Arpino, Patrick (1990-11-01). "Cromatografía líquida combinada con espectrometría de masas. Parte II. Técnicas y mecanismos de la termonebulización". Mass Spectrometry Reviews . 9 (6): 631– 669. doi : 10.1002/mas.1280090603 . ISSN 1098-2787 .
- ↑ Voyksner, Robert D.; Haney, Carol A. (2002). "Optimización y aplicación de la cromatografía líquida de alto rendimiento/espectrometría de masas por termonebulización". Analytical Chemistry . 57 (6): 991– 996. doi : 10.1021/ac00283a007 .
- ↑ Amirav, Lilac; Lifshitz, Efrat (2008). "Thermospray: un método para producir nanocristales semiconductores de alta calidad". Journal of Physical Chemistry C . 112 (34): 13105– 13113. doi : 10.1021/jp801651g . ISSN 1932-7447 .
- ↑ Setchell, KD; Vestal, CH (1989-09-01). "Cromatografía líquida-espectrometría de masas con ionización por termospray: una técnica nueva y altamente específica para el análisis de ácidos biliares" . Journal of Lipid Research . 30 (9): 1459– 1469. ISSN 0022-2275 . PMID 2600546 .
- ↑ Betowski, Leon D.; Ballard, John M. (2002). "Identificación de colorantes mediante ionización por termonebulización y espectrometría de masas/espectrometría de masas". Analytical Chemistry . 56 (13): 2604– 2607. doi : 10.1021/ac00277a078 .
- ↑ Straub, Kenneth; Chan, Kelvin (1990-07-01). "Determinación del peso molecular de proteínas a partir de iones con carga múltiple mediante espectrometría de masas con ionización por termonebulización". Rapid Communications in Mass Spectrometry . 4 (7): 267– 271. doi : 10.1002/rcm.1290040710 . ISSN 1097-0231 .
- Fuente de iones