Conceito de Espectrometria de Massa
Com os progressos tecnológicos em técnicas analíticas, a cromatografia, tanto líquida como gasosa, pode ser combinada a vários sistemas de detecção, pois trata-se de uma técnica muito recorrente e de excelente desempenho.
Um destes sistemas de detecção é a espectrometria de massa (MS) também designada por espectroscopia de massa, que começou a ser notória por volta de 1987 através de um físico britânico, Joseph John Thomson. É uma técnica analítica pela qual as substâncias químicas são identificadas pela triagem dos iões gasosos em campos eléctricos e magnéticos de acordo com as suas razões massa-carga (m/z).
Os instrumentos utilizados nestes estudos são chamados de espectrômetros de massa, e estes operam no princípio de que os iões em movimento podem ser desviados por campos elétricos e magnéticos.
Em termos simples, um espectrómetro de massa (todos os componentes funcionam em elevado vácuo) consiste de uma câmara de entrada onde o composto a ser analisado é introduzido e vaporizado. As moléculas gasosas, de seguida, passam para uma câmara de ionização, onde estas são bombardeadas por um feixe de electrões de alta energia. O feixe de electrões produz, entre outras coisas, uma molécula carregada conhecida como um ião molecular, que resulta da remoção de um electrão a partir da molécula. O ião molecular pode, posteriormente, quebrar em fragmentos menores. A amostra é fragmentada por um de dois processos: impacto de eletrões ou ionização química. Os fragmentos carregados positivamente são então acelerados por um campo eléctrico e dirigidos para um analisador de massa. O analisador de massa contém um forte campo magnético, através do qual os iões moleculares devem passar. À medida que os iões passam através do campo magnético, estes vão sendo desviados por um caminho dependente tanto da sua carga e massa. Os iões de massa diferente “viajam” ao longo de uma trajetória diferente antes de chegar a um detector, que regista as intensidades e massas dos iões que o atingem, podendo ser mensuráveis. O espectro de massa registado mostra a razão massa-carga (m/z) ao longo do eixo horizontal e abundância de iões ao longo do eixo vertical.
Esta técnica quando usa um analisador de massa é denominada simplesmente por espectrometria de massa (MS), no entanto quando utiliza duas ou mais etapas de análise de massa, quadrupolos (Q1 e Q2) para separar os iões da mesma razão por carga (m/z) gerados na fonte de ionização, designa-se por espectrometria de massa sequencial, também denominada tandem ou MS/MS. O uso de um sistema MS/MS tem as seguintes vantagens em relação a um MS; aumento da selectividade nas análises, possibilidade de supervisionar mais do que um fragmento produzido pelo ião precursor, possibilidade de utilizar padrões deuterados e ainda, no que diz respeito á detecção de compostos, a utilização deste tipo de detectores torna-se de uma importância vital uma vez que através dos iões produtos, permite-se uma identificação inequívoca da presença de um determinado composto que está presente numa matriz -“impressão digital”- tornando-se assim maior a confirmação analítica, tanto em contextos forenses como clínicos. O principal fator limitante do seu uso é o elevado custo e complexidade de operação.
Este tipo de detectores podem ser programados para a aquisição de dados conforme os modos de operação. Os modos de operação normalmente usados incluem modo SCAN, modo SIM (single ion monitoring), PI (product ion) e MRM (multiple reaction monitoring). Em modo SCAN o espectrómetro de massa é programado de forma a analisar todas as massas do seu espectro de operação ou dentro de uma faixa determinada m/z, que é essencial para a identificação dos iões característicos de um composto (iões precursores). No modo SIM, após a ionização, só os iões específicos pertencentes ao composto de interesse são monitorizados aumentando assim a sensibilidade. O modo PI permite identificar os iões resultantes a partir da fragmentação dos iões precursores. No modo de operação de monitorização de múltiplas reacções (MRM) o espectrómetro é programado de forma a que dois ou mais iões sejam separados (SIM) e fragmentados novamente (MS/MS). Através deste modo é possível analisar multianalitos dentro de uma mesma análise, já que permite a identificação e separação de cada transição monitorizada, apresentando como principal vantagem uma maior selectividade.
Muitas investigações são levadas a cabo com a ajuda de espectrometria de massa. Estas incluem a identificação dos isótopos dos elementos químicos e determinação das suas massas exactas, a datação de amostras geológicas, a análise de produtos químicos orgânicos e inorgânicos, especialmente para pequenas quantidades de impurezas, análise de substâncias ilícitas, determinação da fórmula estrutural de substâncias orgânicas complexas, mostrando assim a vasta gama de utilidades da espectrometria de massa.
