És necessari 1 mg de mostra sense dissoldre en vial de vidre nou (preferentment), acompanyat de la sol·licitud de mostra on es mostri la fórmula molecular, l’estructura i la referència de la mostra.

Cal informar de la toxicitat, precaucions d’emmagatzematge i un cop entregat l’informe si no es ve a buscar la mostra al cap d’una setmana, després d’aquest termini el restant d’aquesta serà destruïda. 

L'espectrometria de masses es fonamenta en la ionització de la mostra (permet analitzar tant ions positius com negatius) i en la separació posterior dels ions (ió molecular i fragments) en fase gasosa en funció de la seva relació massa/càrrega (m/z).

L’analitzador de temps de vol (TOF) permet assignar la massa dels ions registrats amb una gran precisió (error<5 ppm), fent ús de la dependència de la velocitat amb la relació massa/carrega.

Aquests ions són detectats com a corrents iònics, les intensitats dels quals són proporcionals a les seves abundàncies respectives.

Equipament disponible a l'UEM:

La introducció de la mostra es fa per infusió directa mitjançant una bomba de xeringa d'infusió contínua.

Fonts d'ionització

L’UEM disposa de dues fonts d'ionització diferents:

Electroesprai (ESI): És una de les ionitzacions més suaus. Els ions es generen mitjançant l’aplicació d’una diferència de potencial a un esprai format amb la dissolució de la mostra i un gas inert (N₂). El dissolvent que hi ha a les petites gotes carregades es va evaporant i les molècules d’anàlit s’aproximen i es repelen, fins que finalment, quan la repulsió de les càrregues del mateix signe és més gran que la tensió superficial, les gotes exploten. Aquest procés es repeteix fins que l’anàlit queda lliure de dissolvent.

Cryoespray (Cryo): Permet la generació dels ions a baixa temperatura (fins a -100 °C), evitant la descomposició de la mostra. El gas de nebulització i d’assecatge es refreden fent servir nitrogen gas fred.

Analitzadors

Els ions carregats són separats per la seva relació massa/càrrega (m/z). Els ions amb n càrregues es detecten a massa/n en unitats de massa. Els pics isotòpics n carregats es troben a distància 1/n en unitats de massa. Això permet una identificació fàcil de l’estat de càrrega mitjançant l’espectre isotòpic resolt.

L’analitzador híbrid quadrupol/temps de vol d’alta resolució permet obtenir espectres MS/MS amb alta resolució en els ions fragment.

El quadrupol analític és el primer analitzador del micrOTOF-QII. Per l’espectrometria de masses el poder de resolució del quadrupol s’apaga. En aquest cas, el quadrupol funciona com a guia addicional. En canvi, per l’espectrometria de masses-masses es fa servir com a filtre de masses per aïllar un cert ió o un rang de masses definit. A la cel·la de col·lisió es produeix la Dissociació Induïda per Col·lisió (CID) del/s ions seleccionats. Els ions “pares” aïllats s’acceleren i col·lideixen amb un gas neutre de col·lisió (N₂). D’aquesta manera es generen els fragments o ions “fills” obtenint un espectre de MS/MS que dona informació sobre l’estructura de la molècula.

A l’analitzador de temps de vol els ions són accelerats de manera ortogonal i passen a través d’una regió lliure de camps en la que són separats segons la seva relació m/z. Aquesta separació és deguda al fet que els ions amb una energia cinètica fixada, si tenen diferents valors de m/z, són accelerats a diferents velocitats. La determinació (m/z) té lloc per la mesura precisa del temps de deriva després de l’acceleració ortogonal dels ions fins a impactar al detector.

Generalment, les aplicacions d'aquesta tècnica són d'àmbit qualitatiu: determinació de massa molecular composició elemental distribució isotòpica i elucidació estructural. Per altra banda, si s'acobla a tècniques de separació cromatogràfica és una eina molt potent de quantificació, ja que permet distingir entre molècules de pes molt semblant.

A més a més, l’opció d’acoblar el mètode d'ionització cryoespray permet la identificació d’espècies a baixa temperatura (fins a -100 °C) i, per tant, facilita la detecció de molècules termolàbils i d’intermedis de reacció amb temps de vida curt que en les condicions normals de ionització per ESI (T>150 °C) no podrien ser detectats.

Casos pràctics:

Caracterització de molècules orgàniques i complexos amb metalls de transició: És possible ionitzar i caracteritzar amb gran precisió molècules amb estructura molt diversa i complexa.

Exemple concret: A diferència dels espectròmetres de masses de baixa resolució (generalment l'error en la massa d'aquests aparells és de ±0,2 unitats) el QTOF obté una gran exactitud en la m/z que permet distingir entre molècules amb m/z molt similar (error<5 ppm, per una molècula de m/z=300 seria ±0,0015).

Exemple concret: Caracterització de caixes supramoleculars amb capacitat per encapsular ful·lerens. L'estructura caracteritzada és de gran complexitat i té una massa molecular superior als 12000 g/mol. A més a més, la tècnica ens permet monitorar l'encapsulació de diferents ful·lerens i avaluar l'afinitat de la caixa per cadascun d'ells. Més informació: “Sponge-like molecular cage for purification of fullerenes”. Nat. Commun., 2014, 5, 5557.

- Characterisation of thermolabile molecules using cryospray. The temperature of the gas of nebulisation and of drying can arrive at the -100 °C, while normally temperatures are used out of 150-250 °C, which usually provokes the decomposition of this type of molecules. Practical example: The reaction of1 in acetone to -90 °C with oxygen oxo encore causes the education of a spice of Cu (III) with bridge. When adding 3 equivalents of 2,6-difluorobenzoat of sodium a lilac species that corresponds to the coordination is obtained from this last one to the species of Cu (III). These species are highly reactive and have very short times of life even in -90 °C. However, they have been able to observe themselves in our laboratory through the use of the cryospray. Further information: Selective Ortho-Hydroxylation–Defluorination of 2-Fluorophenolates with a Bis(μ-oxo)dicopper(III) Species. Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53(36), 9608–9612.

- Obtaining structural information through MS-MS. The ions obtained when measuring a sample (even those obtained in conditions of cryospray to -90ºC) they can be isolated and they can be made colliding in a controlled way in order to obtain structural information of the molecule through theanalysis of the obtained fragments after the collision. For example, in the mentioned case formerly, after isolating and applying a certain energy, the pike of the complex with fenolat loses it on colliding with the molecules of N₂ of the cell of collision. This allows us to say that this compound is in the molecule without reacting and that, therefore, we are observing the ion of the coordination and not of the reaction of this molecule with the Cu (III).

• Pamphlet and specifications for the Bruker micrOTOF-QII

The acquisition of this equipment was subsidised by Ministerio de Ciencia e Innovación through the INNPLANTA INP-2011-0059-PCT-420000-ACT1 project and co-funded by the European Regional Development Fund (FEDER) and the Starting Grant ERC-2011-StG-277801 European project.