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A arma secreta da espectrometria de massa triplo quadrupolo: por que a CID pode melhorar a sensibilidade da detecção molecular?
No campo da espectrometria de massa, a tecnologia de dissociação induzida por colisão (CID) tem ganhado cada vez mais atenção e se tornou uma ferramenta importante para melhorar a sensibilidade da detecção molecular. CID, também conhecido como dissociação ativada por colisão, pode fragmentar íons seletivos na fase gasosa por colisão. Este processo não apenas aumenta a precisão da detecção, mas também permite que os cientistas analisem a estrutura das moléculas de forma mais eficaz.
Princípios básicos do CID
A tecnologia CID usa principalmente campos elétricos para acelerar íons, aumentar sua energia cinética e então colidir com moléculas de gás neutro (como hélio, nitrogênio ou argônio). Nessa colisão, parte da energia cinética é convertida em energia interna, o que leva à quebra de ligações químicas e, por fim, à formação de íons fragmentos menores. Esses fragmentos podem ser analisados por espectrometria de massa para obter informações estruturais ou de identificação.
Ao detectar íons de fragmentos únicos, os pesquisadores podem confirmar a presença de íons precursores na presença de outros íons com a mesma relação massa-carga, o que reduz significativamente o ruído de fundo e melhora os limites de detecção.
CID de baixa e alta energia
O CID pode ser dividido em CID de baixa energia e CID de alta energia. O CID de baixa energia é geralmente realizado em energias cinéticas abaixo de 1 quiloelétron-volt (keV). Este método é muito eficaz na dissociação de íons precursores selecionados, mas o tipo de fragmentos produzidos é fortemente afetado pela energia cinética. O CID de energia opera em uma faixa de energia mais alta e pode gerar certos íons de fragmentos que não aparecem no CID de baixa energia.
Arquitetura de um espectrômetro de massa triplo quadrupolo
O espectrômetro de massa triplo quadrupolo consiste em três elementos quadrupolo. O primeiro quadrupolo (Q1) atua como um filtro de massa, transmitindo seletivamente os íons previstos para o segundo quadrupolo (Q2), onde a pressão do gás é maior. Alta, promovendo a colisão e fragmentação. Os fragmentos são então acelerados para o terceiro quadrupolo (Q3) para varredura, e o espectro de massa resultante pode ser analisado para obter informações estruturais ou para identificação.
Ressonância cíclotron de íons transformada de Fourier
Células ICR em ambientes de baixa pressão podem excitar íons aplicando um campo elétrico pulsado, aumentando sua energia cinética. Essa técnica pode reexcitar ainda mais os íons de fragmentos capturados para formar um espectrômetro de massa multiestágio (MSn). Determinar os fragmentos produzidos durante as colisões desses íons excitados pode fornecer informações sobre a estrutura e as propriedades das moléculas.
A técnica de dissociação induzida por colisão e excitação fora da ressonância sustentada (SORI-CID) permite múltiplas colisões em baixas energias de colisão para refinar ainda mais os dados espectrométricos de massa.
Tecnologia de dissociação de colisão de alta energia
A dissociação de colisão de alta energia (HCD) é projetada especificamente para espectrômetros de massa orbitrap. Este processo é realizado em uma célula de colisão multipolo adicional, e os fragmentos gerados são então retornados para a C-trap para análise de massa. Embora o nome HCD implique alta energia, sua energia de colisão real é relativamente baixa, geralmente menor que 100 elétron-volts, o que o torna mais flexível ao introduzir rotulagem para análise quantitativa.
Análise do mecanismo de fragmentação
Na CID, diferentes mecanismos de fragmentação incluem clivagem homolítica e heterolítica. Esses processos de dissociação ajudam os cientistas a entender o comportamento de moléculas complexas, fornecendo informações estruturais eficazes. Por exemplo, a clivagem de cargas não adjacentes pode permitir que pesquisadores explorem como as moléculas reagem em diferentes ambientes, fornecendo insights sobre ciência mecanicista e de materiais.
Nesta era movida pela informação, a tecnologia CID abre uma nova janela para explorarmos o mundo molecular.
O uso apropriado da tecnologia CID pode não apenas aumentar a sensibilidade da detecção molecular, mas também ajudar os cientistas a capturar informações importantes em reações químicas complexas. Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de espectrometria de massa, como podemos usar ainda mais o CID para desenvolver métodos de detecção mais sensíveis e específicos no futuro?
