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Espectrometra de masas

Espectrometra de masasMALDI-MSESI-MSTNDEM (MS/MS)

Espinosa Ruiz Ivonne NallelyTorres Torres Yahaira DesireeTern Infante Laura ViridianaBioqumica I 7 octubre 2015Qu es un espectrmetro de masas?Los espectrmetros de masas se pueden describir como instrumentos que pesan molculas, que son muy pequeas para ser pesadas en una escala tradicional.Utilizan una propiedad que poseen todas las molculas: la masa. Cada molcula tiene una masa nica, por ejemplo, una molcula de agua pesa 3x10-23 gramos; la masa de una molcula de cloruro de sodio (sal de mesa) es 9.6x10-23 gramos Se obtiene el informe de qu molculas est compuesta una mezcla y en qu cantidad est presente cada una de ellas.

Cmo est constituido un espectrmetro de masas? Un equipo de espectrometra de masas consta de cinco mdulos fundamentales: Sistema de introduccin de muestraFuente de ionizacin Analizador de masasDetector Procesador de datos

Aplicar energa a la muestra para generar molculas cargadas positiva o negativamente, ya que para medir las molculas por EM stas deben estar elctricamente cargadas (se consigue por bombardeo mediante electrones )

1) Como sistema de introduccin de muestra existen dos mtodos cromatogrficos distintos: El de lquido de alta resolucin (HPLC) y el de gases (GC).

2) La funcin de la fuente de ionizacin en un equipo de EM es:

Los iones provenientes de la fuente de ionizacin pasan al analizador de masas, que tiene como funcin separarlos y ordenarlos de acuerdo a su m/z. El intervalo de m/z, su precisin y exactitud dependen del tipo de analizador que se utilice

3) Analizador de masas

4) Detector Registra y amplifica la seal proveniente del analizador de masas

5) Procesador de datos Es en donde esta informacin se registra en forma de espectro de masas, que es una representacin grfica de los iones separados por su valor de m/z y ajustados de acuerdo al porcentaje de las especies ms abundantes en la muestra

Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization (MALDI) Esta tcnica de ionizacin, comnmente llamada MALDI, fue descrita por Karas y Hillenkamp en 1988.

MS (Mass spectrometry) Es una tcnica analtica para la determinacin de la composicin elemental de una muestra.

Proceso En este mtodo de ionizacin los analitos son disueltos en una solucin de un compuesto que absorbe UV, llamado matriz (matrix).Los solventes se van secando, los compuestos de la matriz cristalizan y los analitos quedan contenidos dentro de la matriz de cristales.Pulsos de lser de luz UV (3-5 ns, 337 nm, 107 W/cm2) son utilizados para vaporizar pequeas cantidades de la matriz donde se incluyen los iones del analito y llevados a fase gaseosa en el proceso.Debido a que con la desorcin por lser la produccin de iones es discreta y es pequeos paquetes, el MALDI esta comnmente combinado con un analizador de tipo time-of-flight (TOF) dando un sistema de alta sensibilidad.

Debido a que con la desorcin por lser la produccin de iones es discreta y es pequeos paquetes, el MALDI esta comnmente combinado con un analizador de tipo time-of-flight (TOF) dando un sistema de alta sensibilidad.La ionizacin del analito puede ser afectada por deprotonacin, al aceptar o ceder un electrn, por unin de cationes o fotoionizacin, por lo que los iones generados por MALDI son de una amplia variedad de molculas, ya que dependiendo de la combinacin entre el analito y la matriz ser el tipo de iones predominantes en el espectro obtenido.

IONIZACIN POR ELECTROESPRAYes una tcnica utilizada enespectrometra de masaspara producir iones (ESI-MS). Es especialmente til en la produccin de iones a partir de macromolculas, pues supera la propensin de estas a fragmentarse cuando se ionizan.El uso de la fuente de ionizacin por electrospray como un medio de establecer una interfaz entre uncromatgrafo de lquidosy unespectrmetro de masasvino directamente de la obra de Dole, et al. y fue inventada por vez primera como una unidad LC-Electro-Spray-Ionizacin-MS por Horton a finales de 1975 (publicado en 1979 en una patente de Phillips Petroleum Co.) La tcnica fue reinventada por Fite y publicado en 1980. Debido a que la unidad LC-ESI-MS an no estaba totalmente preparada para la industria de anlisis comercial, estos inventos son anteriores a un hito importante, el trabajo deJohn Bennett Fennet al., que persistieron desde finales de los aos 1980 en adelante con el refinamiento, desarrollo y consultora para ayudar a la comercializacin de la tecnologa, lo que llevo finalmente a que fuera galardonado con elpremio Nobel de qumicaen2002.por el desarrollo de la ionizacin por electroespray para el anlisis de macromolculas biolgicas

FUNCIONAMIENTOSe introduce elanalito(que serionizado) disuelto en unsolventems voltil por uncapilarde metal muy pequeo y cargado.Debido a la repulsin de las cargas elctricas, el lquido se sale del capilar y forma un aerosol, una nube de pequeas gotas (10m) altamente cargadas.Conforme el solvente se evapora, las molculas de analito se aproximan, se repelen y finalmente, cuando la repulsin de las cargas positivas vence la tensin superficial, estallan las gotas (Explosin de Coulomb).El proceso se repite hasta que el analito est libre de solvente, de modo que no quedan ms que iones.Los iones se mueven hacia el analizador de masa.

Ventajas Desventajas Campo de aplicacinLa muestra en solucin se hace pasar a travs de un capilar al que se aplica un alto potencial elctrico, a la salida del capilar la solucin se dispersa en forma de spray formado por pequeas gotas cargadas, las cuales se evaporan rpidamente bien por un proceso de desorcin del campo elctrico de evaporacin del solvente, liberando molculas (pptidos protenas) protonadas a la fase gaseosa. Los iones generados pueden estar protonados de forma mltiple dando lugar a diferentes especies para una misma molcula. En el caso de pptidos y protenas, el extremo N-terminal y los residuos de histidina, arginina y lisina son los candidatos a protonarse. Todo el proceso de ionizacin se realiza a presin atmosfrica. Al igual que la ionizacin MALDI es un mtodo de ionizacin suave ya que no se detecta fragmentacin de las molculas

Qu es un espectrmetro de masas Tndem (MS/MS)?Es una tcnica analtica que permite la separacin, identificacin y cuantificacin de mltiples metabolitos, basada en su relacin masa/carga (m/z), en diferentes matrices (lquidas, slidas), despus de su ionizacin en diferentes matrices biolgicas, en un tiempo muy corto y de manera simultnea. Presentan los resultados en la forma de espectro de masas. Un espectro de masas es una grfica que muestra cada molcula especfica por peso y cantidad de molculas presentes. Ha tenido diversas aplicaciones para el anlisis de: Compuestos presentes en nuestro organismo, en el ambiente, los medicamentos, materiales manufacturados, alimentos, toxicologa y medicina forense. Una de las aplicaciones ms comunes de la EM en tndem es el tamiz neonatal.Un equipo de MS/MS est constituido de siete componentes bsicos: Esquema general de un sistema MS/MS con ejemplos de cada mdulo en la parte inferior. Abreviaturas: HPLC High Performance Liquid Chromatography, GC Gas Chromatography, ESI Electrospray Ionisation, MALDI Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation; APCI Atmospheric Pressure Chemical Ionisation; CI Chemical Ionisation; EI Electron Impact; FAB Fast Atom Bombardment; FD/FI Field Desorption/Field Ionisation, TSP Thermospray Ionisation, Q Quadrupole, TOF Time of Flight, MS Magnetic sector, ES Electronic sector, FT-ICR Fourier transform, PM Photomultiplier, EM electron multiplier, MP Microchannel Plate.1.- Introduccin de muestras.2.- Fuerza de ionizacin.3.- Primer analizador de masas (MS1 ).4.- Cmara o celda de colisin.5.- Segundo analizador de masas (MS2 ).

6.- Detector.

7.- Procesador de datos.

Sufre una ionizacin suave por ESI para adquirir carga.

Posteriormente pasa al MS1 en donde los componentes de la muestra se separan y ordenan de acuerdo a su m/z.

Los iones pasan por la celda de colisin en donde se generan fragmentos como producto de su colisin con un gas inerte.

Los fragmentos generados pasan por el MS2, los cuales se pueden correlacionar con las molculas intactas producidas en el MS1.

Con esta tcnica se pueden detectar y cuantificar selectivamente mltiples analitos dentro de una familia de compuestos. Tambin se puede obtener informacin estructural acerca de un compuesto a travs de la formacin de fragmentos especficos y es til para descubrir compuestos en mezclas complejas de acuerdo a su patrn de fragmentacin. Gracias al desarrollo de este tipo de tecnologas, la qumica clnica est pasando por un periodo de transicin de los anlisis individuales, aquellos en los que se utilizaba una muestra de sangre (del orden de mililitros) para la determinacin de un solo metabolito, hacia la obtencin de perfiles en los que se obtiene una gran cantidad de informacin a partir de una muestra de aproximadamente 100 microlitros de sangre, en un tiempo muy corto.Qu es el tamiz? Es un estudio que se realiza a recin nacidos con fines preventivos.Se busca identificar enfermedades congnitas. Se debe realizar entre las primeras 24 y 72 horas de vida, una vez que se haya normalizado su alimentacin.ste consiste en tomar sangre del taln mediante una puncin con lanceta, la sangre se coloca en papel filtro y se enva al laboratorio.Una sencilla muestra de un recin nacido contiene miles de molculas que van desde molculas pequeas tales como sales hasta protenas grandes como lo es la hemoglobina. Cuando se agrega alcohol a la mancha de sangre seca, se extraen varios cientos de molculas las cuales pueden ser estudiadas

Por qu es el MS/MS el mejor mtodo para tamiz de recin nacidos?

El espectrmetro de masas tndem mide muchas molculas diferentes en una sola prueba. Mtodos ms antiguos d