El documento describe diferentes tipos de ionización utilizados en espectrometría de masas, incluyendo ionización por impacto electrónico, ionización química, ionización por campo, desorción por campo, ionización FAB e ionización LSIMS. También presenta ejemplos de interpretación de espectros de masas y fragmentación de moléculas.
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Federico Villarreal
Ionización por impacto electrónico (EI+ / EI-)
• La Ionización por impacto electrónico es la técnica más común de
ionización en espectrometría de masas.
• Es un método agresivo, ya que se suministra gran cantidad de energía a las
moléculas que se quieren ionizar (por convenio se suministra 70 eV).
• Se producen así un gran número de fragmentaciones, además del ión
molecular.
• Los fragmentos originan lo que se denomina patrón de fragmentación, esto
se observa en el espectro de masas.
• El espectro de masas suministra información estructural de la molécula,
además de ser como su huella digital.
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Ionización química (CI+ / CI-)
• Es una técnica de ionización blanda que se
utiliza cuando la técnica de impacto
electrónico no proporciona suficiente
información, cosa que ocurre cuando no se
consiguen iones moleculares o el número de
estos sea escaso.
• Se potencia la formación del ion molecular,
proporcionando un pico M+ muy intenso y
muy poca fragmentación.
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• Ocurre cuando reaccionan las moléculas neutras del analito con los iones procedentes de
un gas reactivo como metano, amoniaco, isobutano, etc. Este proceso tiene lugar a altas
presiones, condiciones en las que las moléculas neutras del gas reactivo colisionarán
repetidas veces con las excitadas, dando lugar a diferentes tipos de reacciones ion-
molécula. Esto da lugar a la formación de iones secundarios estables, como M+H y R-H.
• Las fragmentaciones de la molécula son muy pocas debido a que los iones moleculares o
quasi-moleculares que se han formado son muy estables. La transferencia protónica o
formación de un aducto dependerá de la muestra y del gas reactivo.
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• La reacción que se produce es la siguiente:
• M+ + M ---> MH+ + M(-H)
• Se aplica una diferencia de potencial entre un
electrodo plano y otro en forma de aguja,
situados relativamente cerca el uno del otro. Se
crea un campo eléctrico muy intenso en la
punta de la aguja, de tal forma que si una
molécula de muestra se aproxima a la punta de
la misma se puede producir fácilmente la
pérdida o captura de un electrón. La muestra se
introduce y se evapora por calefacción en el
interior de la fuente.
Ionización por campo (Field Ionization, FI)
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Desorción por campo (Field Desorption, FD)
• Su mecanismo es semejante al de la ionización por campo, aunque
difieren en que en la desorción no se necesita la volatilización previa de
la muestra. Este método se utiliza para compuestos no volátiles y
térmicamente inestables, por ejemplo azúcares, fármacos, nucleótidos,
etc.
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Ionización FAB (Fast Atom Bombardment) e ionización LSIMS
(Liquid Secondary Ion Mass Spectroscopy)
• Son técnicas de ionización muy suaves y sencillas, y de alta
eficacia. La técnica LSIMS se caracteriza porque realiza la medida
de iones secundarios que se obtienen tras bombardear una
muestra sólida con un haz de iones primarios, generando esos
iones secundarios.
• Consiste en bombardear la superficie de un líquido con un
haz de átomos acelerados, generalmente de xenon o de
cesio, a 15 Kv.
• La muestra se disuelve en una matriz que posea un alto punto de ebullición para que así la presión
de vapor sea baja. Normalmente se utiliza glicerol, tioglicerol, 3-nitrobencilalcohol. La muestra se
bombardea luego con átomos acelerados, generándose iones moleculares o pseudomoleculares
característicos de la muestra.
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Interpretación y sugerencias
• Identificar el ión molecular (limite de la molécula)
Pérdidas lógicas
Regla del Nitrógeno
• Observar iones M+1 y M+2 para
Determinar presencia de Cl,Br, S, Si.
Determinar si es posible, número de carbonos.
• Buscar series de iones a masas bajas
• Anillos + dobles enlaces
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Reglas para definir el Ión molecular
• La señal mas alta de masa, del espectro no
necesariamente corresponde al ión molecular (isotópias).
• La masa del ión molecular debe ser PAR, a menos que la
molécula contenga un número IMPAR de átomos de
nitrógeno (Regla del Nitrógeno).
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Regla del Nitrógeno
• Moleculas Sin Nitrógeno con número par de átomos de
Nitrógeno: peso molecular par.
• Moléculas Con un Nitrógeno o un número impar de átomos de
Nitrógeno: peso molecular impar.
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Contribuciones Isotópicas
• Para moléculas que contengan
CxHyNzOw
• La probabilidad isotópica en M+1 con respecto a M:
PM+1/PM = (N° Átomos de isótopo en M+1) (Porcentaje de abundancia)
• Significa que la abundancia
del ión M+1 (m/z=139). No
podrá ser superior al 7.91% de
la abundancia del ión M
(m/z=138).
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Se muestra el espectro general de los 11 naturales agliconas
de flavonoides (1–4, 7 y 9–14) investigadas por LC-MS.
Las condiciones de LC permitieron una buena separación de estos compuestos y
se optimizaron para su posterior separaciones de extractos de plantas crudas que
contienen agliconas y derivados de flavonoides glicosilados en 70 min.
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Se muestran los fragmentos más característicos de las flavonas
observados para cada compuesto obtenido por MS2 de los iones [M - H]-
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Se muestran los fragmentos más característicos de los flavonoles
observados para cada compuesto obtenido por MS2 de los iones [M - H]-
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Se muestran los fragmentos más característicos de los flavanones
observados para cada compuesto obtenido por MS2 de los iones [M - H]-
