Quais as vantagens de utilizar o detector de espectrometria de massas acoplado à cromatografia líquida ou gasosa?

As técnicas cromatográficas ganharam destaque entre as técnicas analíticas devido a capacidade de separar diferentes constituintes presentes em matrizes complexas e, em teoria, permitir análise qualitativa e quantitativa de cada componente da mistura (amostra). Para análise qualitativa básica comparamos os tempos de retenção do padrão com o tempo de retenção do pico na amostra, considerando que as afinidades e interações permitem diferenciar diferentes estruturas químicas (mas isso é apenas uma aproximação, pois podem existir coincidências). Para a análise quantitativa comparamos a área ou a altura dos picos da amostra com as áreas ou a altura dos respectivos picos do padrão., obtidos nas mesmas condições, com os mesmos detectores.

Obviamente, várias condições são necessárias para atender os objetivos: desenvolvimento do melhor método (escolha de colunas, fases estacionárias, fases móveis, preparo de amostra, etc), escolha do equipamento e parâmetros operacionais adequados, uso de padrões e substâncias químicas de referência, tratamentos de dados e processamento.

Para uma boa análise tudo é importante! Mas precisamos de um bom cromatograma, gerado com um detector apropriado. A Figura 1 ilustra o resultado diferente obtido para a mesma amostra injetada utilizando dois detectores diferentes na análise de HPLC: um detector de arranjo de diodos (PDA – photodiodo array) e um detector de espalhamento de luz evaporativo (ELSD – evaporative light scattering detector).

Figura 1. Cromatogramas de HPLC obtidos com 2 diferentes detectores.

A Figura 2 ilustra a análise de uma amostra empregando 3 diferentes tipos de detectores de cromatografia a gás: detector de ionização em chama (FID – flame ionization detector), detector termiônico de chama (FTD – flame thermionic detector) e detector fotométrico de chama (FPD – flame photometric detector).

Figura 2. Cromatogramas obtidos empregando diferentes detectores de CG.

Detectores mais seletivos são mais sensíveis e permitem quantificação de concentrações mais baixas (atingem menores limites de detecção e quantificação). Porém, os detectores quanto mais seletivos mais irão “filtrar” os compostos a serem analisados de acordo com a propriedade físico química capaz de ser medida (menor quantidade de picos cromatográficos serão visualizados).

E os detectores de massas?

O acoplamento da cromatografia com a espectrometria de massas ampliou as opções e a confiabilidade das análises cromatográficas. Tendo o espectrômetro de massas como detector é possível realizar a confirmação da identidade de cada pico cromatográfico (extraindo os respectivos espectros de massas), quantificar os compostos e eventualmente eliminar interferentes da matriz ou co-eluições obtendo cromatogramas considerando massas/cargas específicas (no caso de utilizar MS/MS, muito útil na análise de baixas concentrações em matrizes complexas).

Assim, as principais vantagens do uso de espectrômetros de massa como detectores de cromatografia:

  • ser um detector universal
  • possibilidade de confirmação de identidade (análise qualitativa inequívoca utilizando o espectro de massa)
  • possibilidade de identificação de compostos mesmo sem o uso de padrões
  • possibilidade de quantificar sem falsos positivos
  • possibilidade de realizar a deconvolução de picos não separados (utilizando as massas/cargas)
  • possibilidade de eliminar interferentes da matriz e co-eluições (no caso de MS/MS – triplo quadrupolos)
  • aumentar a sensibilidade e seletividade do método
  • calcular pureza de pico cromatográfico

A Figura 3 ilustra um cromatograma obtido por GC-FID e GC-MS, comparativamente. Neste caso evidencia-se a possibilidade de obtenção de resultados muito similares com os dois detectores. Porém, com o detector de massas torna-se possível identificar os picos, mesmo sem o uso de padrões, obtendo os respectivos espectros de massas e utilizando bibliotecas disponíveis, ou confirmar a identidade dos picos com tempos de retenção coincidentes com padrões específicos utilizados, ou ainda verificar a pureza de cada pico eluido e descartar co-eluições comparando os espectros de massas extraídos em regiões diferentes do mesmo pico, melhorar a sensibilidade obtendo o cromatograma monitorando íons específicos e etc.

Figura 3. Cromatogramas da mesma amostra obtidos utilizando espectrômetro de massas como detector (no modo de cromatograma de íons totais – TIC) e FID.

A Figura 4 ilustra o processo de deconvolução de espectros de massas para separação de picos não separados.

Figura 4. Exemplo de melhoria de resultados de cromatograma com resolução ineficiente, mas separado per deconvolução empregando os espetros de massa. (extração de íons).

A Figura 5 mostra um cromatograma e os respectivos espectros de massa extraídos para cada pico.

Figura 5. TIC e espectros extraídos.

A Figura 6 demonstra um resultado obtido no modo de monitoramento de reações múltiplas (MRM), que permite obter um cromatograma livre de interferências – Figura 7, monitorando somente o íon filho de um íon pai específico (obtido em MS/MS – triplo quadrupolo com célula de colisão).

Figura 6. Resultados de MRM com o fragmento a ser monitorado para a análise qualitativa e o fragmento para análise quantitativa.
Figura 7. Exemplo da melhoria de seletividade e sensibilidade obtida no modo MRM.

Entre as desvantagens do uso da espectrometria de massas pode-se citar:

  • custo do equipamento e custo operacional mais alto
  • necessidade de condições adicionais especiais (gases ou solventes mais puros, colunas mais eficientes e resistentes, melhoria no preparo de amostra, redução nos volumes de injeção, restrição de uso de alguns aditivos e solventes típicos de cromatografia)
  • uso de bombas de alto vácuo (10-5 a 10-7 Torr)
  • maior manutenção
  • maior treinamento
  • maior tempo de desenvolvimento de método
  • mais itens de validação de métodos
  • perda de intensidade de sinal, principalmente no caso de triplo quadrupolo devido ao caminho maior dos íons gerados

Informações mais detalhadas estão disponíveis em nossos cursos de HPLC e no curso de GC Avançado (cromvallab.com)

Gostou do post?

Tem dúvidas? Venha conhecer nossos cursos de cromatografia e nos siga nas redes sociais.

ou entre em contato

cromvallab@gmail.com

Dra Glaucia Maria F. Pinto

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair /  Alterar )

Foto do Google

Você está comentando utilizando sua conta Google. Sair /  Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair /  Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair /  Alterar )

Conectando a %s

%d blogueiros gostam disto: