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O maravilhoso mundo da espectrometria de massa de mobilidade iônica: como ela está revolucionando a análise de amostras complexas?
A espectrometria de massa de mobilidade iônica (IMS-MS) é uma técnica avançada de química analítica que separa íons da fase gasosa com base em sua interação com um gás de colisão e suas massas. A eficácia dessa técnica no tratamento de amostras complexas a tornou altamente considerada em áreas como proteômica e metabolômica. Com o avanço contínuo da tecnologia, o desenvolvimento do IMS-MS pode ser rastreado até a década de 1960. Com uma série de inovações e melhorias, essa tecnologia pode atingir sensibilidade e precisão extremamente altas hoje.
O desempenho do IMS-MS o torna amplamente utilizado na análise de amostras complexas, especialmente na área biomédica, fornecendo dados importantes para dar suporte à pesquisa científica.
História
Earl W. McDaniel, um dos pioneiros da espectrometria de massa de mobilidade iônica, combinou uma célula de deriva de mobilidade iônica de campo baixo com um espectrômetro de massa no início dos anos 1960, abrindo este campo. O primeiro do tipo. Posteriormente, uma série de pesquisadores, incluindo Cohen e sua equipe, introduziram a combinação de espectrometria de massa de tempo de voo e espectrometria de massa de mobilidade iônica nos Laboratórios Bell em 1963. Nas décadas seguintes, essas tecnologias continuaram a evoluir para atender às necessidades de análise de uma variedade de amostras.
O desenvolvimento da tecnologia IMS-MS expandiu ainda mais o escopo de aplicação da espectrometria de massa, mostrando vantagens incomparáveis, especialmente quando a diversidade da amostra é maior.
Instrumentos e técnicas
Os principais componentes de um instrumento IMS-MS são um espectrômetro de mobilidade iônica e um espectrômetro de massa. A introdução de amostras e o processo de ionização são os primeiros passos na operação do instrumento. Diferentes técnicas de ionização são usadas dependendo do estado físico de diferentes substâncias. Por exemplo, amostras de fase gasosa são frequentemente usadas para radioionização e fotoionização, enquanto amostras de fase líquida são tratadas com técnicas como ionização por eletrospray.
Separação de mobilidade iônica
A separação da mobilidade iônica é a tecnologia-chave do IMS-MS, e esse processo é semelhante ao movimento de moléculas em um fluido. Um dos tipos mais comuns é a espectrometria de mobilidade iônica em tubo de derivação (DTIMS), que separa íons com base no tempo de deriva em um tubo. O poder de separação desses instrumentos melhora a precisão da análise estrutural e eles são frequentemente usados em conjunto com espectrômetros de massa de tempo de voo (TOF).
A espectrometria de massa de mobilidade iônica não só pode analisar a mecânica da membrana de compostos, mas também obter informações estruturais importantes entre moléculas comparando a seção transversal de colisão (CCS) de amostras conhecidas.
Separação de massa
Os instrumentos IMS-MS tradicionais normalmente usam um espectrômetro de massa de tempo de voo para separação de massa, que é amplamente utilizado devido à sua rápida aquisição de dados e boa sensibilidade. Com o desenvolvimento do instrumento, outros tipos de espectrômetros de massa (como espectrômetros de massa quadripolares e espectrômetros de massa com armadilha de íons) também começaram a ser integrados ao IMS para atender às necessidades de análise de nível mais alto.
Áreas de aplicação
Os cenários de aplicação do IMS-MS abrangem um grande número de campos de pesquisa científica. Especialmente na análise de misturas complexas, a capacidade de pico do IMS-MS tem bom desempenho. Nas áreas de biomedicina e segurança química, a tecnologia IMS-MS pode detectar efetivamente agentes de guerra química, explosivos e outras substâncias perigosas, e se tornou uma ferramenta indispensável na análise de proteínas e medicamentos.
Os avanços tecnológicos do IMS-MS abriram novos horizontes de pesquisa, especialmente na detecção e análise quantitativa de partículas e isômeros de tamanho, mostrando vantagens incomparáveis sobre a tecnologia tradicional de espectrometria de massa.
Diante de problemas científicos cada vez mais complexos, a inovação contínua e a expansão da aplicação do IMS-MS não apenas desencadearam uma revolução nos laboratórios, mas também influenciaram diversos campos de pesquisa científica ao redor do mundo. Neste mundo em rápida mudança, o IMS-MS pode se tornar o futuro padrão em tecnologia analítica?
