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Ionização Química (CI) Ionização Química (CI) Munson and Field 1966 Munson and Field - 1966 EI EI: – Simples – Produz extensa fragmentação Muitas vezes tem M +. Muitas vezes tem M – Quando não tem M +.

Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

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Page 1: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)Munson and Field 1966Munson and Field - 1966

EI• EI:– Simples– Produz extensa fragmentação– Muitas vezes tem M+.Muitas vezes tem M– Quando não tem M+.

Page 2: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)
Page 3: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Controle da Exotermicidade da R ã E t ã d F t ãReação: Extensão de Fragmentação

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CH44

Exemplos

Iso-C4H10

NH3

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Exemplos

Page 6: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Exemplos

Page 7: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

FragmentaçãoFragmentação

• Moléculas protonadas:– No par de elétronsp– Perda de moléculas Neutras

Raras exceções perdem radicais– Raras exceções perdem radicais

Page 8: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

APCIAPCI

• Atmospheric Pressure Chemical Ionization

Page 9: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

APCI: MecanismoAPCI: Mecanismo

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InterfaceInterface

Vaporizer

Probe MovementProbe Movement

Corona Needle

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Compostos OrgânicosCompostos Orgânicos

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Organometálicos

Page 13: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Intermediários neutros, transientes and lábeis : APCI !!

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Page 15: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

APCIAPCI

Page 16: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

CaracterísticasCaracterísticas

• Injeção em solução• Dessolvatação térmicaDessolvatação térmica

– Compostos termolábeis podem decomporT t f t it t– Temperatura afeta muito o espectro

• Qualquer solvente pode ser utilizadoq p

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Acoplamento com LCAcoplamento com LC

• Introdução em solução permite o acoplamento com cromatógrafosp g

• Fluxo compatível (10 – 1000 µl)S l t tí i / l• Solventes compatíveis c/ qualquer cromatografia

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ExemplosExemplos

Page 19: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Determinação de 27 drogas em 25 minutos !!

Page 20: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

APPIAtmospheric Pressure Photoionization

• Introdução de amostra por fluxo• Introdução de amostra por fluxo líquido

• Uso de Uma lâmpada de UV para• Uso de Uma lâmpada de UV para PI

• “APCI” sem descarga coronaAPCI sem descarga corona• Seletividade para vários

compostos (principalmente p (p pAromáticos / Apolares)

Page 21: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

APPI: Mecanismo de IonizaçãoAPPI: Mecanismo de Ionização

Page 22: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Lâmpadas de UV

Page 23: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

E se hv ≤ IE ?E se hv IE ?

D = DopanteS = SolventeM = Analito

Principais Dopantes: Tolueno e Acetona

Page 24: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

APPI: MecanismosAPPI: Mecanismos

Page 25: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

APPIAPPI

benzo[a]pireno

Page 26: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

APPI APCIAPPI vs APCI

APPI favorece a ionização de compostos apolares e menos básicosAPPI favorece a ionização de compostos apolares e menos básicos

Page 27: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

APPI: Influência do solventeAPPI: Influência do solvente

Page 28: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

HidrocarbonetosHidrocarbonetos

• Não ionizam por APCI (nem por ESI ..)• Possuem PA < solventesPossuem PA < solventes

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GC/MS

Page 30: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

GC/MSGC/MS

Mass Analyzer

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Interface Split / Splitless

Page 32: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

GC/MSGC/MS

Page 33: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Estrutura dos dadosEstrutura dos dados

Page 34: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Modos de aquisiçãoModos de aquisição

• Varredura– Análises qualitativasq– Análises quantitativas (menor sensibilidade)

SIM (S l t d I M it i )• SIM (Selected Ion Monitoring)– Análises quantitativas (maior sensibilidade)

Page 35: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Íons Comuns p/ SIMÍons Comuns p/ SIM

m/z 91 -> Alquilbenzenos

Page 36: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Eletrosprayp yJohn Fenn – 1989

Prêmio Nobel em Química 2002 !

Yamashita, M.; Fenn, J.B., J. Phys. Chem. 88 (1984) 4451.

Whitehouse, C.M.; Dreyer, R.N.; Yamashita, M.; Fenn, J.B., Anal. Chem. 57 (1985) 675.

Fenn, J.B.; Mann, M.; Meng, C.K.; Wong, S.F.; Whitehouse, C.M., Science 246 (1989) 64.

"Electrospray Ionization for Mass Spectrometry of Large Biomolecules,“

Page 37: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Cyclosporin A é um peptídeo

Whitehouse, C.M.; Dreyer, R.N.; Yamashita, M.; Fenn, J.B., Anal. Chem. 57 (1985) 675.

Page 38: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ESI: Princípio GeralESI: Princípio Geral

Page 39: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ESI: Princípio GeralESI: Princípio Geral( Uma solução da amostra em pH ácido ou básico (ou

“neutra” de um sal) é submetida a um spray eletrolítico sob pressão atmosférica Um fino sprayeletrolítico sob pressão atmosférica. Um fino spray(aerosol) se forma (cone de taylor) na presença de um alto campo elétrico de +4000V (ou – 4000V). O u a to ca po e ét co de 000V (ou 000V). Ocontra-íon é oxidado (ou reduzido) e formam-se gôtas com excesso de carga positiva (ou negativa). O solvente evapora, e o volume das gôtas é reduzido, e as gôtas se subdividem. Eventualmente,devido a alta repulsão entre os íons de mesma cargadevido a alta repulsão entre os íons de mesma carga, ou se formam gôtas contendo apenas um íon (modelo CRM) ou íons evaporam (são “ejetados”)( ) p ( j )das gôtas para a fase gasosa (modelo IEM de evaporação de íons).

Page 40: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Mecanismo de DessorçãoMecanismo de Dessorção

Page 41: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Nuvem de ESINuvem de ESI

Page 42: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Sonda de ESISonda de ESI

Page 43: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ESI e NanoESIESI e NanoESI

Page 44: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ESI: Moléculas OrgânicasESI: Moléculas Orgânicas

Page 45: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ESI: Moléculas OrgânicasESI: Moléculas Orgânicas

Page 46: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Complexos OrganometálicosComplexos Organometálicos

O

ORuOO

O

N100 913.0

912.0

911.0

910.0

O

Ru

RuO

OOO

OO

O

N N

%909.0

908.0

907.0

914.0

915.0

916.0

ON

903 904 905 906 907 908 909 910 911 912 913 914 915 916 917 918 919 920 921 922 923m/z0

906.0

905.0

904.0

918.0917.0

919.1

100 913.0

%

620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 820 840 860 880 900 920 940m/z0

Page 47: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

PolímerosPolímeros

C9H19 O(CH2CH2O)n H

Page 48: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ESI Glu Fibrinopeptídeo (1568 9)ESI Glu-Fibrinopeptídeo (1568.9)100

( )234785.46

100204785.46

785 97

%

%

785.97

786 47

m/z785 786 787 788

0

786.47

786.95

m/z0 m/z50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900

0

(1568 9 + 2 ) / 2 = 785 46(1568.9 + 2 ) / 2 = 785.46(1569.9 + 2 ) / 2 = 785.96

Page 49: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Íons Multicarregados:Padrão Isotópico

+1 = 1/1 = 1.00

+2 = 1/2 = 0.50+2 1/2 0.50

3 1/3 0 33+3 = 1/3 = 0.33

+4 = 1/4 = 0.25

Page 50: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Íons MulticarregadosÍons MulticarregadosB-Gal 10 fm/uL

100

hilo08 83 (2.432) 1: TOF MS Survey ES+ 302671.41

B-Gal 10 fm/uL

100

hilo08 83 (2.432) 1: TOF MS Survey ES+ 228567.38100

567.38

567.63

671.90

100

567.12567.63

%

668.70567.85

617.44

575.82604.17576.81587.29

626.92

653.41627.90

672.42

672.91

%

567.85

568.11568 39

m/z560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680

0

587.29 627.90

m/z567 568

0

568.39

B-Gal 10 fm/uL

100

hilo08 83 (2.432) 1: TOF MS Survey ES+ 103668.70668.37

B-Gal 10 fm/uL

100

hilo08 83 (2.432) 1: TOF MS Survey ES+ 302671.41100 668.37

669.04

100

671.90

%

668.18667 36

669.37

669.68

670 10 670 38

%

672.42

672.91673 40

m/z668 669 670

0

667.36 670.10 670.38m/z

671 672 673 6740

673.40

Page 51: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ESI de ProteínasESI de ProteínasMioglobina: (16881 Da) : (16881 + 20) / 20 = 845.1Mioglobina: (16881 Da) : ( )

(16881 + 21) / 21 = 804.9(16881 + 22) / 22 = 768.3teste

100

Mioglobina 891 (16.772) Cm (889:907) TOF MS ES+ 1.48e3804.9

% (M + x) / x = m/z1

m/z804 805 806

0

( )(M + x +1) / (x +1) = m/z2

1001.48e3804.9768.3735.0

704.4

845.1889.5

938 9

%

676.3

650 3

938.9

994.11056.1

1126.5

m/z650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200

0

650.31206.9

Page 52: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ESI: ComplexosESI: Complexos

Urease da Helicobacter pylori

Page 53: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

1.05 MDa !

Page 54: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ESI de Vírus Intacto

Page 55: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Fatores d ESIde ESI

Page 56: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Fatores de ESIFatores de ESI

Page 57: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Fatores de ESIFatores de ESI

50% CH3OH + 0.1% Ác. Acético

Page 58: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ESIESI

Page 59: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ESIESI5% ACN 50% ACN 95% ACN

1700V

1900V

2100V

2300V

2500V

30 µm Tip @ 500 nL/min3100V 30 µm Tip @ 500 nL/min0.1% Formic Acid

Page 60: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

MALDIMALDIIonização e Dessorção a LASER

Auxiliada por Matriz

Koichi Tanaka

Franz HillenkampMichael KarasMichael Karas

Page 61: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

MALDI: PrincípioMALDI: Princípio

ION FORMATION IN MALDI MASS SPECTROMETRY Renato Zenobi andION FORMATION IN MALDI MASS SPECTROMETRY Renato Zenobi and Richard Knochenmuss, Mass Spectrometry Reviews, 1998, 17, 337–366

Page 62: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

MALDI: Princípio

Page 63: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Nuvem de plasma (Plume)Nuvem de plasma (Plume)

Page 64: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Mecanismo de IonizaçãoMecanismo de Ionização

Energia do Laser UV ~ 4 eVEnergia do Laser UV 4 eV

Page 65: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Mecanismo de IonizçãoMecanismo de Ionizção

• Ionização Multifotonica• Interconversão térmicaInterconversão térmica• Dessorção de íons formados• Reações íon-molécula

Page 66: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

MALDI: Íons MonocarregadosMALDI: Íons Monocarregados

100( ) ( ) ( ) ( )

3.60e312417.97

% 17016.75

12630.54

24042.51

m/z0

17224.64

10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000m/z0

Page 67: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

MALDI: SensibilidadeMALDI: Sensibilidade

42 Zeptomols42 Zeptomols (25000 Moléculas)de substância P !!!

J Am Soc Mass Spectrom 2001, 12, 1055–1063

Page 68: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

LASERSLASERS

Page 69: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

MatrizesMatrizes

Page 70: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

MALDI: CaracterísticasMALDI: Características

• Forma íons monocarregados• SensívelSensível• Rápido para amostras individuais• Mais Tolerante a contaminantes• Problemas com massa baixa• Problemas com massa baixa

Page 71: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Ions MonocarregadosIons Monocarregados

JOURNAL OF MASS SPECTROMETRY J. Mass Spectrom. 35, 1–12 (2000)p , ( )

Page 72: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

PolímerosPolímeros

PEG 10KDa

Page 73: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ProteínasProteínas

?

Page 74: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)
Page 75: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

MALDI Resolução EspacialMALDI – Resolução Espacial

Page 76: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

MALDI Resolução EspacialMALDI – Resolução Espacial

Page 77: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

MALDI Resolução EspacialMALDI - Resolução Espacial

Page 78: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

I tImageamento por MALDIpor MALDI

Page 79: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Técnicas de IonizaçãoTécnicas de Ionização Relacionadas a ESI

Page 80: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Técnicas de IonizaçãoTécnicas de Ionização

• SSI (Sonic Spray Ionization)• ESSI (Electro Sonic Spray Ionization)ESSI (Electro Sonic Spray Ionization)• DESI (Desorption Electrospray Ionization)• DART (Direct Analysis in Real Time)

– Não relacionada a ESINão relacionada a ESI

Page 81: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Sonic SpraySonic Spray

Hirabayashi, A.; Hirabayashi, Y.; Sakairi, M.; Koizumi, H. Rapid Commun.Mass Spectrom. 1996, 10, 1703-1705.

Page 82: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Sonic Spray

Page 83: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ElectroSonic Spray Iinization (ESSI)

Page 84: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ElectroSonic Spray Iinization (ESSI)

Page 85: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Desorption Electrospray Ionization (DESI)

Page 86: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DESI - Fonte

Page 87: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DESI Alcalóides de FloresDESI – Alcalóides de Flores

Page 88: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DESI CarotenóidesDESI – Carotenóides

Tomate

Page 89: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DESI PeptídeosDESI - Peptídeos

Page 90: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DESI ProteínasDESI - Proteínas

Page 91: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DESI FármacosDESI - Fármacos

Page 92: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DESI ExplosivosDESI - Explosivos

Page 93: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DESI ImageamentoDESI - Imageamento

Page 94: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)
Page 95: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)
Page 96: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)
Page 97: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)
Page 98: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DARTDART

• Direct Analysis in Real Time• Desenvolvido pela JEOLDesenvolvido pela JEOL• Baseado na Ionização de Penning• Método de Ionização em condição

ambientea b e te

Page 99: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DARTDART

Robert Cody

Page 100: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Ionização de PenningIonização de PenningNitrogênio ou Neônio

Hélio

Negativo

Page 101: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DART

Page 102: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Explosivos

Page 103: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Alimentos

Page 104: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Fármacos & “Fármacos”

Page 105: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Urina

Page 106: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

PlantasPlantas

Page 107: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

PolímerosPolímeros

Page 108: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

FungicidasFungicidas

Page 109: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

DARTDART

• Análise ambiente• Comparável à DESIComparável à DESI• Não há relatos de massas altas

Page 110: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ComparaçãoComparação

Page 111: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

ComparaçãoComparação

Page 112: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

EASIEASI

Page 113: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

EASI ViagraEASI Viagra

Page 114: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

EASI PetróleoEASI Petróleo

Page 115: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)

Abrangência da Espectrometriade Massas

MALDI

ssa

Mas

ESIAPCIEIPolaridade

Page 116: Ionização Química (CI)Ionização Química (CI)