¿Qué es un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo?
Un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo determina la composición molecular de una sustancia descomponiéndola en sus iones componentes. Al encontrar la relación masa / carga de una molécula, es posible determinar, dentro de un rango de posibilidades, la composición química de las diversas sustancias contenidas en una muestra de prueba. El dispositivo ioniza, separa y propulsa moléculas en un detector, y midiendo el tiempo que tarda cada ion en llegar al detector, puede determinar la relación de la masa del ion a su carga. A partir de ese valor, se puede calcular su masa, lo que permite determinar su estructura química.
La espectrometría de masas es una herramienta útil para los investigadores, así como para la aplicación de la ley, pruebas de laboratorio y análisis. El espectrómetro puede determinar qué tipos de materiales hay en una sustancia al descomponer una muestra en sus componentes y proporcionar datos sobre posibles fórmulas químicas, cantidades relativas como porcentaje del total y pesos moleculares de cada sustancia presente. Esto es muy útil para investigadores o técnicos por muchas razones. Permite el análisis de todo tipo de muestras para investigación farmacéutica, trabajo forense en la aplicación de la ley y desarrollo de productos en muchos campos industriales.
Se han desarrollado varios tipos de espectrómetros de masas a lo largo de las décadas desde que el trabajo inicial para separar iones de acuerdo con la masa comenzó a fines del siglo XIX. El tiempo de vuelo del espectrómetro de masas es solo un tipo de espectrómetro. En general, cualquier espectrómetro de masas en cualquier momento de vuelo funciona de acuerdo con algunos principios básicos y tiene ciertos componentes. Pueden variar en ciertos aspectos de su diseño, pero todos funcionan según el principio de que los iones se moverán desde la fuente de ionización al detector con una velocidad que depende de su masa.
El tiempo de vuelo del espectrómetro de masas ioniza la muestra a analizar con un generador de iones. Este componente suele ser un rayo láser, que vaporiza rápidamente el material y hace que se descomponga en iones, que son moléculas con carga eléctrica. Los iones son luego separados y propulsados por un campo eléctrico a través de un tubo de deriva o vuelo. Se mueven a diferentes velocidades según su relación de masa a carga. Los iones más grandes y masivos se mueven más lentamente que los iones más pequeños y menos masivos.
Un componente llamado reflectrón, que dirige los iones entrantes en el detector de iones, a menudo se incorpora al espectrómetro de masas. Cuando los iones golpean el detector, registra el evento, así como la carga del ion y el tiempo transcurrido en vuelo entre el generador de iones y el detector. Al analizar estos datos, es posible determinar la relación masa / carga y luego la masa de iones individuales en la muestra. La masa y la carga de los iones individuales se pueden usar para determinar la composición química exacta de los componentes individuales de una muestra y para detectar cantidades extremadamente pequeñas de sustancias particulares, como contaminantes, venenos o medicamentos en una muestra de sangre. Estos son solo algunos de los muchos usos posibles para un espectrómetro de tiempo de vuelo.