Spettrometria di massa

• ESI MS significa Electronspray Ionisation Mass Spectrometry (elettronebulizzazione, cioè la tecnica che permette di sfruttare al meglio l’ appaiamento tra cromatografo liquido (HPLC) e uno spettrometro di massa portandolo a generare gli o ioni primari nella sorgente a pressione atmosferica
• Le differenze principali tra EIMS e ESIMS sono: nella tecnica EI, sorgente, analizzatore e rilevatore necessitano di essere in alto vuoto, creando problematiche tecnologiche nell’accoppiamento con la cromatografia liquida, mentre la tecnica ESI rende possibile la ionizzazione a pressione atmosferica, e la riproducibilità dei frammenti, in quanto EIMS genera ioni primari e ioni figli facilmente riproducibili e introducibili in librerie, mentre non è possibile con ESIMS
• In ESIMS, l’anlita entra nello scompartimento dove avviene la ionizzazione, le sorgenti, in una gocciolina di solvente generata nella punta del needle; l’analita entra in solubilizzazione con molte molecole di solvente, che generano attorno a lui la sfera di solvatazione; la goccia è carica perché passa attraverso il campo elettrico della sorgente: può essere carica positivamente (positive mode) o carica negativamente (negative mode); il campo elettrico viene modificato invertendo la polarità del power supply, ovvero invertendo il polo negativo/positivo del needle nello skimmer.
• La goccia carica viene investita da tre flussi di gas cortina, l’ azoto, in modo da chiudere o aprire il pennello di goccioline iniziali per focalizzarle e mandarle nella zona in cui il campo elettrico è più omogeneo; l’ azoto fa evaporare le goccioline: diventano sempre più piccole fino a raggiungere un valore dipendente dal campo elettrico applicato (limite di Rayleigh) e collassano rilasciando l’addotto (M+H^+)^N+.
• Il needle ESI è la porzione che esce dalla emitter, costruito da materiale polimerico che non coduce nè corrente nè calore, mentre il needle HESI comprende la porzione che si allunga per tutto il componente, di cui fuoriesce solo la punta, ed è in metallo: la soluzione di analista può essere preriscaldata, dando un’ottima evaporazione del solvente, e consente campi elettrici più stabili a causa del metallo (buon conduttore)
• I parametri fondamentali che possono essere modificati in ESI sono: la differenza di potenziale tra il needle lo skimmer, il tipo di fas cortina che focalizza il fascio iniziale e la temperatura del needle (solo in HESI)
• In una sorgente ESI/HESI viene applicata una differenza di potenziale da 1000 a 5000 Volt
• I solventi utilizzati in uno spettrometro ESI/HESI per la preparazione di un campione in una analisi per induzione diretta sono: metanolo, acqua e acetonitrile
• Nella tecnica EIMS è stato scelto lo standard di 70eV perchè questa energia di campo è in grado di produrre frammenti stabili e riproducibili
• Nella tecnica EIMS Argon non viene utilizzato come gas carrier perchè, nonostante sia meno costoso dell’elio, è più pesante, quindi si perderebbero tutte le informazioni con m/z minore di 40 (peso molecolare dell'argon), come i metili (peso molecolare: 15), a causa della sua ionizzazione
• Nella tecnica EIMS si lavora in una sorgente ad alto vuoto, che deve essere compreso tra 10 e 50 mTorr
• Nella tecnica EIMS il vuoto è necessario perchè gli ioni generati dalla sorgente non devono incontrare molecole d’acqua, aria o altre molecole infettanti
• Nella tecnica ESIMS si lavora in positive mode quando le molecole hanno un gruppo funzionale facilmente proto abile, come ammine, azoti pirimidinici, etc… mentre si lavora in negative mode con composti che dissociano facilmente, tipo acidi carbossilici, fenoli, azoti ammidici, etc…
• Il metodo SRM è più sensibile ma meno selettivo di SIM
• In ESIMS HCOOH è l’additivo di elezione come tampone di ionizzazione, ma può essere rimpiazzato con AcOH
• Il valore corretto di m/z per HRMS necessita di 4 cifre dopo la virgola
• Con EIMS si intende spettrometria di massa per ionizzazione elettronica
• La grandezza m/z si riferisce al rapporto tra la massa del campione e la carica, che ci indica quanto è grande lo ione
• L’elio viene utilizzato come gas carrier nella tecnica EIMS perchè è abbastanza leggero da non mascherare frammenti più leggeri di lui durante la ionizzazione, quindi acceca lo spettro in una zona che sarebbe comunque inutile da analizzare, garantisce flussi costanti al variare della temperatura, non reagisce con niente all’interno del detector o analizzatore (no problemi di corrosione)
• Lo ione tropico è estremamente stabile perchè si comporta come un composto aromatico: il carbocatione generato facendo girare la carica positiva per risonana (anello a 7 C con carica positiva delocalizzata) è un catione aromatico e gode della stabilizzazione extra data dalla delocalizzazione aromatica
• Il picco base è il picco più intenso
• Nella tecnica ESI si utilizza il tampone di ionizzazione, cioè un additivo che può essere HCOOH o HCOONH4 (in assenza dei due si può usare anche acido acetico), per evitare i cluster ionici: sono delle specie molto forti, cioè tendono a complessarsi andando a rompere l’addotto (M+NA)^+ trasformandolo in (M+H)^+
• La tecnica EIMS si basa sulla ionizzazione elettronica per generare frammenti che vengono identificati da un detector in base al loro rapporto massa/carica.
• La macchina EIMS è costituita da una sorgente nella quale è presente un campo elettrico di 70eV dove avviene la prima ionizzazione, cioè si spaccano i legami chimici generando ioni padre e ioni figlio.
• Dal detector dell'EIMS si ottiene lo spettro che indica l'abbondanza relativa, cioè il numero di composti presenti, e il rapporto massa carica, cioè il loro peso molecolare.
• Tutto il processo dell'EIMS si svolge nel vuoto: c’è una pompa primaria che genera il primo vuoto, che attiva una pompa più performante che mantiene tra 8 e 10 mTorr.