XXVI SEMANA DA QUÍMICA
III JORNADA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
Técnicas Modernas em
Espectrometria de Massas
Prof. Luiz Alberto (Beto)
[email protected]
Objetivo
O principal objetivo deste curso é apresentar e
discutir,
os
recentes
avanços
na
Espectrometria de Massas, mostrando a
amplitude das diferentes técnicas e suas
principais áreas de aplicação
Conteúdo
ƒ
Histórico e Fundamentos
Instrumentação.
da
espectrometria
de
massas.
ƒ
Sistemas de vácuo, introdução da amostra, fontes de íons,
analisadores, detectores, sistemas de dados.
ƒ
Espectrometria de massas com mais de um analisador e sistemas
híbridos. Sistemas em tandem (MSn).
ƒ
Aplicação e desenvolvimento de métodos analíticos.
Bibliografia
1- J.Throck Watson and O. David Sparkman, “Introduction to Mass
Spectrometry" 4a. Edição, Wiley, 2007.
2- James Barker, "Mass Spectrometry" 1999, Wiley.
3- M. E. Rose, R. A. W. Johnstone "Mass Spectrometry for
Chemists and Biochemists" Cambridge University Press, 1982.
4- E. De Hoffmann et. al. Mass Spectrometry: Principles and
Applications, Wiley, 1996.
5- G. Siuzdak "Mass Spectrometry for Biotechnology" Academic
Press, 1996.
6- F. W. MCLafferty and Frantisek Turecek "Interpretation of Mass
Spectra" 4a. Edição, University Science Books, 1993.
7- Budzikiewicz, Djerassi, Williams "Mass Spectrometry of Organic
Compounds" 1967.
8- Niessen, W.M.A. and van der Greef, J. "Liquid Chromatography mass spectrometry". Marcel Dekker, New York (1992).
A Espectrometria de Massas e sua Interdisciplinaridade
Medicina
Biologia e Ciências
Farmaceuticas (1990)
Meio Ambiente e
Ciências dos Materiais (1955)
Química (1945)
Física (1910)
The father of MS and the first mass
spectrometrist to win the Nobel Prize.
Pure species and mixtures
JJ Thomson's 'Plum Pudding Model' of the atom, a sphere
of positive charge containing electrons
Histórico
1886- Descobrimento dos íons positivos por Goldstein.
1898- Wien (Prêmio Nobel de 1911) analizou íons positivos por deflecção magnética.
1901- Kaufmann analisou raios catódicos usando campos eletromagnéticos paralelos.
1911- J. J. Thomson que descobriu duas massas diferentes do Neônio (20 e 22)
1913- Thomson também fez a primeira observação de dissociações de íons moleculares no curso da colisão
191819191930194819531956196619691973197819791981198319851988-
de gases (CID)
Dempster desenvolveu o primeiro espectrômetro de massas com setor magnético com formato de
180o em direção ao foco
Aston estudante de Thomson desenvolveu o primeiro espectrômetro com
Conrad aplicou pela primeira vez espectrometria de massas em química orgânica. A primeira
separação isotópica foi feita por Smyle, Rumbaugh e West
Cameron descobriu a medida de tempo de vôo de íons como princípio de análise (TOF)
Paul (Prêmio Nobel de 1989) desenvolveu o analisador quadrupolar que usa campos elétricos para
focalizar e separar íons
Primeiro acoplamento de cromatografia gasosa com um espectrômetro de massas
Munson e Field descobriram a ionização química
Malcom Dole, idealizou pela primeira vez a ionização por “eletrospray”
Cooks, desenvolveu o Tandem MS/MS ou espectrometria de massas seqüencial de duplo estágio
Yost e Enke desenvolveram Primeiro Triplo quadrupolo
Comisarow e Marshall adaptaram um ano depois os métodos de transformada de Fourier à ICRMS e
construíram o FTMS
Barber, desenvolveu o FAB
Blakely, Desenvolvimento do “Termospray”
Henkamp e Karas, desenvolveram a técnica de MALDI-MS
Fenn desenvolveu o “Eletrospray” ligado ao espectrômetro de massas
Mass Spectrometry Moves across the Disciplines
Proteínas
Lipídeos
Peptídeos
Polímeros
Drogas e
Metabólitos
Açúcares
DNA / RNA
Copyright F. C. Gozzo
A Espectrometria de Massas e sua Aplicações
Química Inorgânica
Análise Ambiental
Química de Alimentos
Estruturas e Reatividade
Toxicologia e Metabolismo
Polímeros
Técnicas Acopladas
Análises Clínicas
Proteinas e Peptideos
Carboidratos
Genética
Síntese Orgânica
Produtos Naturais
0
5
10
15
20
%
25
30
Componentes do Espectrômetro de Massas
Ionização
Separação dos íons
Fonte de íons
Analisadores
Detecção dos íons
Detectores
Arquivo e
Manipulação
dos dados
Sist.
Sist.Dados
Dados
Inlet
100
Ion Abundance (%)
Introdução da
amostra
80
60
40
20
0
0
50
100
150
200
250
m/z
Espectro de Massas
Saída de
dados
Introdução da amostra
LC- Cromatografia líquida
soluções
CE- Eletroforese capilar
termoestáveis
GC- Cromatografia gasosa
MIMS- Introdução via membrana
Inserção direta
Compostos voláteis
Amostras sólidas
GC- Cromatografia gasosa
(Compostos voláteis e termoestáveis)
LC-MS
Coluna
Analítica
Split
(Opcional)
Probe
Bomba de LC e
Sistema de
injeção
Lixo, PDA
ou coletor
de frações
Sistema de cromatografia liquida
MIMS- Introdução via membrana
Membrana de silicone
Eletroforese Capilar
Fontes de Ionização
a- EI (Electron Ionization”)
b- CI (“Chemical Ionization”)
c- APCI (“Atmospheric Pressure Chemical Ionization”)
d- ESI (“Electrospray Ionization”)
- DESI (“Desorption Electrospray”
- DART (Direct Analysis in real Time”)
- ASAP (Atmospheric-pressure Solid Analysis Probe)
- DeSSI (Desorption Sonic Spray Ionization)
e- MALDI (“Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization”)
f- APPI (“Atmospheric Pressure Photo-Ionization”)
Analisadores
n Magnéticos-Eletrostáticos BE
o Quadrupolos Q
p “Íon-Traps 3D” e “Íon-Traps Lineares” Q-IT
q Tempos de Vôo TOF
r Ressonância Ciclotônica de Íons FT-MS
6- “Orbitraps”