Características de la muestra: todos los componentes de la mezcla tienen que ser volátiles a la temperatura del inyector (300 °C, aprox.). excepto que la muestra se quiera analizar utilizando la técnica de espacio de cabeza. Por esta razón no podrá contener metales, sales, ácidos ni bases inorgánicas u otros componentes no volátiles como polímeros de cadena larga, con la excepción de las muestras analizadas por el espacio. Hay que informar del disolvente de la muestra y, siempre que sea posible, de los posibles componentes de esta. El rango habitual de concentración de los analitos de la muestra es de 1 µg/ml.

Las muestras disueltas en agua, DMSO, DMF y otros disolventes poco volátiles se deberán analizar con la técnica de espacio de cabeza.

Hay que informar de la toxicidad, precauciones de almacenaje y, una vez entregado el informe, si no se va a buscar la muestra al cabo de una semana, después de este plazo lo restante de esta será destruido.

Por un lado, la cromatografía de gases permite la separación de los componentes de una mezcla según su punto de ebullición y el diferente grado de interacción de los componentes de la mezcla con la fase estacionaria de la columna. El acoplamiento con la espectrometría de masas permite detectar individualmente los componentes y obtener información sobre la masa y la estructura de la molécula.

La técnica GC-MS está formada por varias partes: un sistema de introducción de la muestra, un sistema de separación (columna), una fuente para ionizar los compuestos (EI o CI), un analizador de masas para separar los iones (cuadrupolo), un detector y un sistema de procesamiento de los datos.

Fuentes de ionización

UEM dispone de dos fuentes de ionización diferentes:

Ionización electrónica (EI): es la ionización más habitual en GC-MS. El impacto de un haz de electrones con una energía relativamente alta (70 eV) produce la ionización de la muestra. El proceso primario consiste en la abstracción de un electrón para dar un catión-radical (ion molecular). Según la estabilidad de este ion molecular, se producirá una mayor o menor fragmentación. Los iones moleculares muy estables tendrán poca tendencia a fragmentar y serán muy abundantes. Por la especificidad y robustez de la fragmentación en los espectros registrados, su estudio proporciona información estructural relevante. Además, por comparación informática del espectro registrado con una biblioteca de espectros, se puede conseguir la identificación de la sustancia. El UEM dispone de una biblioteca comercial NIST de más de 190.000 espectros.

Ionización química (CI): En este tipo de ionización la formación de iones de la muestra implica mucha menos energía y es mucho más suave que en EI. A causa de ello, la CI produce mucha menos fragmentación y el espectro de CI muestra mayor abundancia del ion molecular. Es por eso que a menudo se utiliza para determinar los pesos moleculares de los componentes de la muestra. En ionización química, además de la muestra y del gas portador, se introducen grandes cantidades de gas de reacción en la cámara de ionización. Como hay mucho más gas de reacción que muestra, la mayoría de los electrones emitidos chocan con las moléculas del gas de reacción y forman iones del gas de reacción. Estos iones reaccionan entre ellos dando lugar a varios procesos hasta llegar a un equilibrio. Estos iones reaccionan de manera diferente con las moléculas de la muestra y forman iones de la muestra.

En la UEM disponemos de metano y de amoníaco 5 % en metano como gas de reacción.

Las aplicaciones más habituales de esta técnica comportan el análisis, la cuantificación y la identificación de mezclas de compuestos volátiles o semivolátiles con una alta sensibilidad.

Identificación de disolvente y otros productos volátiles en muestras sólidas o acuosas

La técnica de GC-MS permite analizar productos volátiles. Cuándo estos se encuentran en una matriz acuosa o no volátil se puede analizar la fracción volátil introduciendo la muestra en un recipiente herméticamente cerrado y analizando el espacio de cabeza, se a decir la fracción gaseosa. Los picos obtenidos en el cromatograma se pueden asociar a moléculas concretas haciendo uso de librerías.
Ejemplo concreto: determinación de los productos de degradación del tolueno mediante GC-MS.
Más información: "Robust Iron Coordination Complexes with N-Based Neutral Ligands As Efficient Fenton-Like Catalysts at Neutral pH", Environ. Sci. Technol., 2013, 47 (17), 9918–9927.

Identificación y cuantificación

Identificación y cuantificación de subproductos no deseados. A menudo los productos químicos comerciales llevan impurezas no deseadas. Estas impurezas pueden ser un gran problema en etapas posteriores porque se pueden comportar de manera inesperada. La cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas puede ser de gran ayuda con el fin de identificar y cuantificar las impurezas que contiene la muestra.

Cuantificación de productos y estudios mecanísticos mediante marcaje isotópico

En este caso, además de cuantificar los productos obtenidos en una reacción, se ha utilizado el GC-MS para estudiar la composición isotópica de los productos obtenidos. De esta manera, en el caso de haber utilizado reactivos marcados isotópicamente, podremos saber si estos han acabado formando parte del producto de la reacción y en qué medida. Los productos marcados isotópicamente son aquellos que contienen átomos con una distribución isotópica diferente a la que se encuentra en la naturaleza. Por ejemplo, lo son los productos que contienen ¹⁸O, ya que el isótopo más abundante del oxígeno es el¹⁶O. Por lo tanto, la presencia de ¹⁸O con abundancias superiores al 0,2 % implica la participación en la reacción de los productos marcados isotópicamente introducidos. Los estudios de marcaje isotópico son una fuente muy importante de información mecanística.
Más información: "Highly Stereoselective Epoxidation with H₂O₂ Catalyzed by Electron-Rich Aminopyridine Manganese Catalysts". Org. Lett., 2013, 15(24), 6158-6161.

• Información del Agilent Technologies 5975C
• Especificaciones para el Agilent Technologies GC-MS 5975C