velocidade de fluxo permitida
Apolar
Polar
Iônico
MBI PBI TSP , HNI CF-FAB ESI ESI
Faixa veloc. fluxo
ml/min µl/min Fase Reversa Fase Reversa (Fase Móvel (Fase Móvel Água/Metanol Água/Metanol (8:2) (8:2) Ion-exchange Ion-exchange Ion-par Ion-par Fase Normal Fase Normal (Fase Móvel (Fase Móvel ex. Hex./solv. ex. Hex./solv. Polar 9:1) Polar 9:1)
Interface CL/EM via Nebulizador Aquecido (interface ao API)
Características
aceita fluxo total de uma coluna de grande diâmetro sem a nessecidade de divisão fase móvel aquosa até 100% de água
velocidade de fluxo maior 1,0 ml/min
possibilidade de uso de tampões voláteis e não-voláteis
vaporização por pulverização de involáteis e compostos lábeis com o mínimo de degradação térmica
espectro simples ideal para EM/EM
pode ser utilizado para introdução rápida de amostra sem a CL.
sensibilidade
especificidade não voláteis e compostos
Cromatografia líquida está rapidamente se tornando o método de escolha na separação de compostos que não podem ser analisados por cromatografia gasosa devido a sua baixa volatilidade.
o eluente de uma coluna cromatográfica de grande diâmetro é introduzido diretamente na fonte API onde o líquido é pulverizado em um vaporizador aquecido brandamente.
rápida retirada do solvente e vaporização das gotas minimiza a decomposição térmica e preserva a identidade molecular para a ionização por transferência de próton na fonte APCI. introdução de toda a amostra da coluna resulta no limite de deteção na faixa do picograma. tampões são tolerados pela fonte a pressão atmosférica sem problemas de contaminação significante e a rápida vaporização do eluente pulverizado permite o uso de 100% de água.
Descrição da Interface
consiste em um pulverizador acoplado a uma câmara aquecida de dessolução/vaporização. o eluente flui através de um tubo de aço inoxidável de grande diâmetro diretamente a um nebulizador onde é convertido em uma neblina fina por um jato de ar ou nitrogênio a alta velocidade.
gotas são carreadas por uma capa de gás.
o gás aquecido (120oC) e a mistura da amostra fluem do tubo para a região de reação da fonte de API onde a amostra é quimicamente ionizada pela transferência de carga ou de próton pelos íons reagentes.
a fase móvel vaporizada atua como gás reagente, produzindo íons [M+H]+ no modo positivo e [M-H]+ no modo negativo.
a cortina de gás previne que qualquer solvente, amostra ou tampão entre a região do analisador e mantém o sistema de vácuo, lentes e os polos do quadrupolo sem contaminação.
moléculas agrupadas (“clustered”) são retiradas dos íons ao passarem pela cortina de gás e pelo orifício de amostragem atmosfera-vácuo.
a grande quantidade de solvente, amostra e tampão que são constantemente pulverizados para a fonte são carreados pelo fluxo de gás para fora da região de reação de 760 Torr. Uma bomba de ar é utilizada para bombear o gás para fora da fonte.
Vaporização da amostra
a incompatibilidade entre CL e EM tem sido a dificuldade de se converter moléculas relativamente não voláteis solvatadas em um líquido em uma molécula gasosa sem induzir decomposição excessiva.
processo nesta interface é um de se dispersar o fluxo de líquido na forma de pequenas gotas suspensas em um gás carreador.
a uma temperatura suficientemente alta, as gotas são vaporizadas a uma velocidade que permite que moléculas orgânicas intactas sejam dessorvidas das gotas ou partículas com o mínimo de decomposição térmica.
o processo de evaporação por pulverização rápida atua para preservar a identidade molecular de compostos involáteis e relativamente lábeis, para formar um vapor molecular no gás carreador útil para uma ionização química branda.
Ionização da amostra
as moléculas da amostra vaporizada são carreadas no fluxo de gás direto para uma região de reação íon-molécula a pressão atmosférica
a ionização primária cria íons reagentes do vapor do solvente o qual flui através da região. a probabilidade de fragmentações durante a ionização é pequena e resulta em íons moleculares e quase-moleculares .Gera informações sobre o peso molecular e o domínio dos íons quase- moleculares é ideal para experimentos EM/EM onde se obtém informações estruturais.
(A) m/z 195
(B)
Figura: CLAE/EM utilizando ionização química a pressão atmosférica no modo negativo. Fragmentograma do íon m/z 195 e espectro de massas do 2,4,6-triclorofenol de uma amostra de água de rio. 100 150 200 250 m/z 0 100 % 21.00 21.75 22.50 23.25 24.00 24.75 25.50 tR 0 100 % 195 197 199
CG/EM
vem se tornando rotineiro desde a década de sessenta.
o acoplamento de um método de separação como a cromatografia com fase gasosa com a espectrometria de massas aumenta grandemente a especificidade da análise e a CG/EM é atualmente uma ferramenta rotineira na análise de misturas orgânicas complexas.
Aplicações: estudos estruturais, para compostos desconhecidos, análise de misturas (obter informações de muitos componentes ou identificar e quantificar alguns componentes).
Principais limitações: vaporização térmica da amostra seguida pela ionização na fase gasosa; somente moléculas apolares ou de média polaridade, termoestáveis e volatilizáveis são analisadas. Moléculas polares somente são analisadas via derivatizações.
Exemplo: açúcares, álcoois, ácidos, moléculas polifuncionalizadas.
maioria dos compostos de interesse biológico não se vaporizam ao serem aquecidos. Derivatizações se faziam necessárias.
problemas com as colunas empacotadas: baixas eficiências das colunas e grande tempos de retenção.
Colunas capilares permitem a separação de misturas com alta resolução. Desta forma, é possível analisar misturas cada vez mais complexas em espaços de tempo cada vez menores. As quantidades de amostra que podem ser injetadas nas colunas capilares são muito pequenas, acarretando a necessidade de injetores especiais e detectores mais rápidos e sensíveis.
o espectrômetro de massas pode ser acoplado diretamente ao cromatógrafo a gás, de modo que os componentes que eluem vão diretamente para a fonte de íons, que operam sob vácuo. Desta forma, uma parte da coluna trabalha em pressões baixas. Portanto, o controle do gás de arraste é mais crítico, havendo sempre alguma perda da eficiência da coluna.
Gases: hélio (melhor e mais caro) e Hidrogênio (explosivo e mais barato). Com estes gases as colunas capilares trabalham com maior eficiência de separação.
“SCAN”: velocidade de varredura dos espectros.
os tempos de varredura são suficientemente rápidos para permitir a obtenção de vários espectros de massas completos durante a eluição de um único pico (vários espectros de massas por segundo) na unidade de cromatografia com fase gasosa.
ideal é que sejam obtidos de 8 a 15 medidas de cada pico. Caso sejam efetuadas um número menor de medidas, pode-se perder informações do cromatograma, comprometendo a sua resolução.
Já um número excessivo de medidas pode provocar o acúmulo desnecessário de informações, saturando a capacidade do disco e tornando demoradas as operações de tratamento dos dados adquiridos.
Cromatogramas de massas ou fragmentogramas: são o registro da variação da intensidade correspondente aos íons de uma determinada relação m/z.
“SIM” : Monitoramento Seletivo de Íons - MSI.
descreve a operação na qual as intensidades de vários íons específicos são registrados ao invez do espectro de massas inteiro.
alta especificidade e sensibilidade de detecção podem ser obtidos para compostos escolhidos previamente.
Figura: Fração de hidrocarbonetos aromáticos do material particulado da atmosfera de Campos dos Goytacazes, amostrado em 21/11/97 no sítio Corpo de Bombeiros, centro da cidade.
(A) Cromatograma de íons totais (CIT);
Figura: Análise do extrato orgânico total de uma amostra de sedimento de um afloramento de Jundiaí, Bacia do Parnaíba (Maranhão):
(C) Cromatograma de íons totais (CIT);
(D) Fragmentograma m/z 219, pico base do reteno.
16.00 20.00 24.00 28.00 32.00
16.00 20.00 24.00 28.00 32.00