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El arma secreta de la espectrometría de masas de triple cuadrupolo: ¿Por qué puede el CID mejorar la sensibilidad de la detección molecular?
En el campo de la espectrometría de masas, la tecnología de disociación inducida por colisión (CID) ha ganado cada vez más atención y se ha convertido en una herramienta importante para mejorar la sensibilidad de la detección molecular. La disociación activada por colisión (CID), también conocida como disociación activada por colisión, puede fragmentar iones selectivos en la fase gaseosa mediante colisión. Este proceso no solo mejora la precisión de la detección, sino que también permite a los científicos analizar la estructura de las moléculas de manera más eficaz.
Principios básicos del CIDLa tecnología CID utiliza principalmente campos eléctricos para acelerar los iones, aumentar su energía cinética y luego colisionar con moléculas de gas neutro (como helio, nitrógeno o argón). En esta colisión, parte de la energía cinética se convierte en energía interna, lo que conduce a la ruptura de enlaces químicos y, en última instancia, a la formación de iones en fragmentos más pequeños. Estos fragmentos pueden analizarse mediante espectrometría de masas para obtener información estructural o de identificación.
Al detectar iones de fragmentos únicos, los investigadores pueden confirmar la presencia de iones precursores en presencia de otros iones con la misma relación masa-carga, lo que reduce significativamente el ruido de fondo y mejora los límites de detección.
CID de bajo y alto consumo energético
El CID se puede dividir en CID de baja energía y CID de alta energía. La disociación de iones de baja energía se realiza generalmente con energías cinéticas inferiores a 1 kiloelectronvoltio (keV). Este método es muy eficaz para disociar iones precursores seleccionados, pero el tipo de fragmentos producidos se ve fuertemente afectado por la energía cinética. La disociación de iones de baja energía opera en un rango de energía más alto. y pueden generar ciertos iones fragmento que no aparecen en el CID de baja energía.Arquitectura de un espectrómetro de masas de triple cuadrupolo
El espectrómetro de masas de triple cuadrupolo consta de tres elementos cuadrupolos. El primer cuadrupolo (Q1) actúa como un filtro de masas, transmitiendo selectivamente los iones predichos al segundo cuadrupolo (Q2), donde la presión del gas es más alta, lo que promueve la colisión. y fragmentación. Luego, los fragmentos se aceleran hacia el tercer cuadrupolo (Q3) para escanearlos, y el espectro de masas resultante se puede analizar para obtener información estructural o para identificación.
Resonancia ciclotrónica iónica por transformada de Fourier
Las células ICR en entornos de baja presión pueden excitar iones aplicando un campo eléctrico pulsado, aumentando su energía cinética. Esta técnica puede volver a excitar aún más los iones de fragmentos capturados para formar un espectrómetro de masas de múltiples etapas (MSn). La determinación de los fragmentos producidos durante las colisiones de estos iones excitados puede proporcionar información sobre la estructura y las propiedades de las moléculas.
La técnica de disociación inducida por colisión con excitación fuera de resonancia sostenida (SORI-CID) permite múltiples colisiones a bajas energías de colisión para refinar aún más los datos espectrométricos de masas.
Tecnología de disociación por colisión de alta energía
La disociación por colisión de alta energía (HCD) está diseñada específicamente para los espectrómetros de masas Orbitrap. Este proceso se lleva a cabo en una celda de colisión multipolar adicional y los fragmentos generados se devuelven a la trampa C para el análisis de masas. Aunque el nombre HCD implica alta energía, su energía de colisión real es relativamente baja, generalmente menos de 100 electronvoltios, lo que lo hace más flexible a la hora de introducir el etiquetado para el análisis cuantitativo.
Análisis del mecanismo de fragmentaciónEn la CID, los diferentes mecanismos de fragmentación incluyen la escisión homolítica y heterolítica. Estos procesos de disociación ayudan a los científicos a comprender el comportamiento de moléculas complejas al proporcionar información estructural eficaz. Por ejemplo, la división de cargas no adyacentes puede permitir a los investigadores explorar cómo reaccionan las moléculas en diferentes entornos, proporcionando conocimientos sobre la ciencia mecanística y de los materiales.
En esta era impulsada por la información, la tecnología CID nos abre una nueva ventana para explorar el mundo molecular.
El uso adecuado de la tecnología CID no sólo puede aumentar la sensibilidad de la detección molecular, sino que también ayuda a los científicos a capturar información importante en reacciones químicas complejas. Con el rápido desarrollo de la tecnología de espectrometría de masas, ¿cómo podemos seguir utilizando CID para desarrollar métodos de detección más sensibles y específicos en el futuro?
