Antes de abordarmos a parte prática e o equipamento, vamos entender um pouco sobre a técnica espectrometria de massas e entender o porquê ela é tão útil na rotina de um laboratório químico. O resultado obtido nesta análise é um espectro que contém informações sobre a razão massa/carga (m/z) dos íons analisados, com isso, temos a informação de qual é a massa molecular do analito de interesse e, não apenas a massa da molécula intacta, mas também é possível obter informações sobre as massas dos fragmentos dessa molécula, ou seja, de partes dela. Assim, conseguimos provas sobre a estrutura molecular do analito, podendo confirmar sua identidade e elucidar sua estrutura, não apenas em nível molecular, mas também em composição elementar..
Como dito, as informações geradas são resultadas da detecção da razão massa/carga (m/z), isso significa que, para uma molécula ser detectada e, consequentemente, analisada pela técnica abordada, ela precisa estar ionizada, ou com carga positiva ou com carga negativa. Então, primeiro de tudo, precisa haver a conversão de moléculas neutras em íons, a famosa ionização. Após essa etapa, os íons serão separados e detectados conforme sua razão m/z, gerando o espectro de massas.
Entrando agora na parte instrumental, esbarramos no primeiro componente de um equipamento analisador de massas, a fonte de ionização. Qual fonte utilizar vai depender de como a amostra será inserida no equipamento, de qual será a necessidade da interface entre a inserção de amostra e o analisador. Já sabemos que os analitos precisam estar na forma de vapor e ionizados para poderem ser analisados no espectrômetro de massas. Por exemplo, os analitos que forem detectados após a separação por cromatografia gasosa já estarão na forma de vapor, sendo necessária apenas sua ionização, que é comum acontecer através da técnica de impacto de elétrons (IE). Por outro lado, se a amostra chegar ao equipamento em uma solução, como após passar pela cromatografia líquida, ou nos casos de infusão direta, deveremos pensar em vaporizar todo o líquido e, se os analitos já estão ionizados ou será preciso ionizá-los, para isso utilizamos com frequência, as fontes elétron spray (ESI) ou APCI, ambas a pressão atmosférica, com dessorção da fase móvel ou diluente.
É neste ponto em que fazemos a escolha de qual fonte de ionização iremos utilizar, baseada em qual fase se encontram os analitos, como será a inserção de amostra e como será feita a ionização. Por isso que, quando trabalhamos com amostras heterogêneas este é um dos pontos mais críticos e importantes para o desenvolvimento do método, como nos casos de estudo de degradação forçada de fármacos, onde nos deparamos com produtos da degradação que possuem características diferentes do princípio ativo.
Após definir o primeiro ponto da inserção e ionização da amostra/analitos, os íons gerados irão “passear” através do analisador, onde serão separados através da sua razão m/z. Neste ponto têm diversos caminhos que os íons podem percorrer, existindo diferentes tipos de analisadores, com distintos princípios físicos. Estas características acarretam a definição de qual será a sensibilidade e resolução o analisador de massas e ainda, se através dele será possível realizar MS/MS, que é a etapa de fragmentação de um íon alvo, e nos fornece informações ortogonais. É aqui que é definido o nome do analisador, que são aquelas várias siglas que encontramos ou ouvimos de alguém que quer informar qual o tipo de massas existe em seu laboratório. São eles, quadrupolo (Q), triplo quadrupolo (QqQ), ion trap, orbtrap, Q-orbitrap, ToF (time of flight), QToF e diversos outros.
Seguindo o caminho dos íons, após percorrerem o analisador, estes chegarão até o detector, que deve ser capaz de emitir um sinal a cada perturbação ocasionada pelo analito e, então, gerar o resultado que deve ser avaliado pelo analista, através de um processador de dados (software). É de grande relevância a maneira com que esses dados serão tratados, pois a partir deles é possível melhorar seletividade, sensibilidade e objetivar os dados em busca dos resultados desejados.
A depender do objetivo da análise realizada através do massas, se para identificação de moléculas desconhecidas ou quantificação de analitos, o pesquisador deve definir os parâmetros para que o software conduza o equipamento a fornecer os melhores dados. Por exemplo, se o objetivo for identificação dos produtos da degradação de um fármaco, é recomendado que seja feita uma varredura dos íons analisados, assim o equipamento poderá detectar diversos sinais. Por outro lado, se o objetivo for a quantificação de uma substância conhecida, pode-se dizer ao equipamento qual é a m/z que se deseja analisar, assim, o resultado será muito mais seletivo e sensível. Cada fabricante de equipamento e/ou software para a aquisição e tratamento de dados possui ferramentas adequadas para cada necessidade. O universo de possibilidades de análise através de um espectrômetro de massas é enorme, para cada objetivo, uma tratativa específica.
Neste texto que ilustra o caminho de um analito no espectrômetro de massas, podemos perceber a presença e função de cada um deles, iniciando pela inserção da amostra, seguida da fonte de ionização, atravessando o equipamento através do analisador, chegando até o detector, que gera o sinal para o processador de dados.
E você, caro colega! Já usa a espectrometria de massas em sua rotina? Conte para a gente qual a estrutura dos equipamentos que utiliza e para quais objetivos.
Podemos ajudar em sua rotina nas dúvidas para resolver seus métodos? Conte conosco!