en profundidad Identificación química en campo mediante espectrómetro de masas portátil Angélica Acuña Benito. OT NBQ Palabras clave: NBQ, CWAs, BWAs, TICs, identificación, espectros de absorción, huella química. Metas Tecnológicas relacionadas: MT 4.1.1.; MT 4.2.1. Introducción La espectrometría de masas es una técnica de análisis cualitativo univer-sal y específica, altamente sensible y que permite la identificación inequí-voca de una sustancia. Esto, junto con tiempos de respuesta cortos, la han convertido en la “técnica por ex-celencia” para análisis químicos. Esta técnica permite cuantificar compues-tos conocidos, determinar el peso molecular y elucidar la estructura y propiedades químicas de molécu-las, por si sola o en combinación con otras técnicas de espectrofotometría. La detección de compuestos pue-de ser llevada a cabo con cantida-des de muestra realmente peque-ñas (micromoles o incluso menos). Las principales ventajas de esta técnica con respecto a técnicas espectrofotométricas son las si-guientes: • Los límites de detección son tres órdenes de magnitud más sensi-bles frente a los métodos ópticos. • Los espectros son significativa-mente más sencillos, generalmen-te únicos, por lo que pueden ser usados como “huellas químicas” para caracterizar al analito y con frecuencia fácilmente interpreta-bles. Por otro lado, la técnica es muy rápida; el espectro se obtiene en décimas de segundo. • La espectrometría de masas pro-porciona gran cantidad de infor-mación, acerca de: ○○La composición elemental de las muestras. ○○La composición de todo tipo de moléculas. ○○La composición cualitativa y cuan-titativa de mezclas complejas. ○○La estructura y composición de superficies sólidas. ○○El contenido isotópico de dife-rentes elementos en un mismo compuesto. Sin embargo, está técnicas también presenta una serie de desventajas significativas, como son: • El coste del instrumento (de 60.000 a 500.000 euros, incluso superior), que es del orden de dos a tres ve-ces el precio de equipos basados en otra técnicas analíticas. • La muestra debe estar en fase va-por, lo que implica que la sustancia a analizar sea volátil y termoestable. • Es una técnica destructiva. • Es necesario un alto vacío (10-6 torr). • Dificultad operativa, requiere de personal especializado y entrena-do. • Dificultad de analizar sustancias de alto peso molecular. Principios básicos y componentes El principio de la técnica está basado en la obtención de iones a partir de mo-léculas orgánicas en fase gaseosa. Una vez obtenidos estos iones, se separan de acuerdo con su masa y su carga y finalmente se detectan por medio de un dispositivo adecuado. Los procesos que tienen lugar en un espectrómetro de masas son de naturaleza química. Por tanto, la presencia y abundancia en el espectro de determinados tipos de iones, identificables a partir de su masa, será función de la estructura quí-mica de cada compuesto. El espectrómetro de masas debe ser capaz de vaporizar sustancias de vola-tilidades muy diferentes, que después son ionizadas a partir de las molécu-las neutras en fase gaseosa. Una vez generados los iones, el espectróme-tro debe ser capaz de separarlos en función de su relación masa/carga, de detectar los iones formados y registrar la información adecuadamente. El trabajar con iones en fase gaseosa supone una serie de ventajas, como que permite el control del movimiento de los iones en campos electromag-néticos de una manera más precisa, además de que se incrementa la sen-sibilidad del espectrómetro de masas. Sin embargo, existe dificultad en la generación de iones en fase gaseosa, además de la complejidad y el coste de este tipo instrumentos. Esto supo-ne un reto, sobre todo en el análisis de ciertas clases de moléculas como es el caso de las proteínas y de pépti-dos. No obstante, el desarrollo de los métodos de ionización por electros-pray y MALDI han supuesto un gran avance en cuanto a la producción de iones de péptidos y proteínas en fase gaseosa. Fig. 1. Espectrómetro de masas acoplado a un cromatógrafo de gases para uso en campo. (Fuente: INFICON). 22 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 43. Segundo trimestre 2014
BOLETIN OBSERVACION TECNOLOGICA 43
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