Cos'è spettrometro di massa?

Spettrometria di Massa

La spettrometria di massa (MS) è una tecnica analitica che misura il rapporto massa/carica (m/z) degli ioni. I risultati sono tipicamente presentati come uno spettro di massa, un grafico dell'intensità rispetto a m/z. Questi spettri possono essere usati per identificare la composizione elementare o isotopica di un campione, e per elucidare la struttura chimica di molecole e materiali.

Principi di Funzionamento:

Il processo di spettrometria di massa coinvolge generalmente le seguenti fasi:

1. Ionizzazione: Le molecole del campione vengono ionizzate, ovvero convertite in ioni, solitamente attraverso l'aggiunta o la rimozione di elettroni. Diversi metodi di ionizzazione sono disponibili, ognuno adatto a diversi tipi di molecole. Alcuni metodi comuni includono Ionizzazione Elettronica (EI), Ionizzazione Chimica (CI), Elettrospray (ESI) e MALDI (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization).
2. Accelerazione: Gli ioni generati vengono accelerati tramite un potenziale elettrico.
3. Deflessione Magnetica o Elettrostatica: Gli ioni accelerati passano attraverso un campo magnetico o elettrostatico. La quantità di deflessione dipende dal rapporto massa/carica (m/z) dello ione. Ioni con m/z più alto subiscono una deflessione minore rispetto agli ioni con m/z più basso.
4. Rilevazione: Gli ioni separati vengono rilevati e la loro abbondanza relativa viene misurata. Il rilevatore produce un segnale proporzionale al numero di ioni di ogni rapporto m/z.

Componenti Chiave:

Uno spettrometro di massa tipico è composto da:

• Sistema di Introduzione del Campione: Introduce il campione nello strumento.
• Sorgente Ionica: Ionizza le molecole del campione. La scelta della sorgente ionica dipende dalla natura del campione.
• Analizzatore di Massa: Separa gli ioni in base al loro rapporto massa/carica. Diversi tipi di analizzatori di massa includono Quadrupolo, Tempo di Volo (TOF), Settore Magnetico, e Trappola Ionica.
• Rilevatore: Rileva gli ioni separati e misura la loro abbondanza.
• Sistema di Elaborazione Dati: Acquisisce, elabora e presenta i dati.

Applicazioni:

La spettrometria di massa ha una vasta gamma di applicazioni in diversi campi, tra cui:

• Chimica: Identificazione e quantificazione di composti organici e inorganici, determinazione della struttura molecolare.
• Biologia e Medicina: Analisi di proteine, peptidi, DNA, metaboliti, diagnosi di malattie, monitoraggio di farmaci.
• Scienza Ambientale: Monitoraggio di contaminanti ambientali, analisi della qualità dell'acqua e dell'aria.
• Scienza dei Materiali: Caratterizzazione della composizione e della struttura dei materiali.
• Sicurezza Alimentare: Rilevamento di pesticidi, antibiotici e altre sostanze indesiderate negli alimenti.
• Datazione Radioattiva: Utilizzata per datare reperti archeologici e geologici.

Spettrometria di Massa Tandem (MS/MS):

La spettrometria di massa tandem, o MS/MS, è una tecnica in cui due o più analizzatori di massa sono usati in successione. Questa tecnica consente la frammentazione selettiva degli ioni e l'analisi dei frammenti, fornendo informazioni strutturali più dettagliate. Un'applicazione comune è l'identificazione di peptidi in proteomica.

Limitazioni:

• La spettrometria di massa richiede che il campione sia ionizzabile.
• Alcuni composti potrebbero non essere facilmente rilevabili.
• L'interpretazione degli spettri può essere complessa, specialmente per molecole complesse.
• La sensibilità può variare a seconda del metodo di ionizzazione e dell'analizzatore di massa utilizzato.