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Disociación multifotónica infrarroja

La disociación de fotones múltiples por infrarrojos ( IRMPD ) es una técnica utilizada en espectrometría de masas para fragmentar moléculas en la fase gaseosa, generalmente para el análisis estructural de la molécula original (parental). [1]

Cómo funciona

Un láser infrarrojo se dirige a través de una ventana hacia el vacío del espectrómetro de masas donde se encuentran los iones. El mecanismo de fragmentación implica la absorción por parte de un ion determinado de múltiples fotones infrarrojos . El ion original se excita hacia estados vibratorios más energéticos hasta que se rompe uno o varios enlaces, lo que da como resultado fragmentos en fase gaseosa del ion original. En el caso de potentes impulsos láser, la disociación se produce mediante la ionización de electrones en la valencia interna. [2] [3]

IRMPD se utiliza con mayor frecuencia en la espectrometría de masas por resonancia ciclotrón de iones por transformada de Fourier . [4]

Espectroscopía de fotodisociación infrarroja.

Mediante la aplicación de láseres IR sintonizables intensos, como IR- OPO o láseres de electrones libres IR , se puede estudiar la dependencia de la longitud de onda del rendimiento del IRMPD. [5] [6] Esta espectroscopia de fotodisociación infrarroja permite la medición de espectros vibratorios de especies (inestables) que solo pueden prepararse en la fase gaseosa. Dichas especies incluyen iones moleculares pero también especies neutras como grupos de metales que pueden ionizarse suavemente después de interactuar con la luz IR para su detección espectrométrica de masas. [7]

Aplicaciones analíticas

La combinación de espectrometría de masas e IRMPD con láseres sintonizables (espectroscopia de iones IR) se reconoce cada vez más como una herramienta poderosa para la identificación de moléculas pequeñas. [8] Algunos ejemplos son la metabómica, donde se identifican biomarcadores en fluidos corporales (orina, sangre, cerebroespinal) [9] y las ciencias forenses, donde se identificaron drogas de diseño isoméricas en muestras incautadas. [10]

Separación de isótopos

Debido a las diferencias relativamente grandes en las frecuencias de absorción de IR que se deben a diferentes frecuencias de resonancia para moléculas que contienen diferentes isótopos, esta técnica se ha sugerido como una forma de realizar la separación de isótopos con isótopos difíciles de separar, en una sola pasada. Por ejemplo, las moléculas de UF 6 que contienen U-235 podrían ionizarse completamente como resultado de dicha resonancia láser, dejando intacto el UF 6 que contiene el U-238, más pesado.

Ver también

Referencias

  1. ^ Pequeño DP, Speir JP, Senko MW, O'Connor PB, McLafferty FW (1994). "Disociación multifotónica infrarroja de grandes iones con carga múltiple para secuenciación de biomoléculas". Anal. química . 66 (18): 2809–15. doi :10.1021/ac00090a004. PMID  7526742.
  2. ^ Talebpour A, Bandrauk AD, Yang J, Chin SL (1999). "Ionización multifotónica de electrones de valencia internos y fragmentación de etileno en un intenso pulso de láser de Ti: zafiro". Letras de Física Química . 313 (5–6): 789–794. Código Bib : 1999CPL...313..789T. doi :10.1016/s0009-2614(99)01075-1.
  3. ^ Talebpour A, Bandrauk AD, Vijayalakshmi K, Chin SL (2000). "Ionización disociativa de benceno en intensos pulsos láser ultrarrápidos". Revista de Física B: Física atómica, molecular y óptica . 33 (21): 4615–4626. Código Bib : 2000JPhB...33.4615T. doi :10.1088/0953-4075/33/21/307.
  4. ^ Laskin J , Futrell JH (2005). "Activación de iones grandes en espectrometría de masas FT-ICR". Reseñas de espectrometría de masas . 24 (2): 135–67. Código Bib : 2005MSRv...24..135L. doi :10.1002/mas.20012. PMID  15389858.
  5. ^ Polfer NC, Oomens J (2007). "Productos de reacción en espectrometría de masas dilucidados con espectroscopia infrarroja". Química Física Física Química . 9 (29): 3804–17. Código Bib : 2007PCCP....9.3804P. doi :10.1039/b702993b. PMID  17637973. S2CID  23485300.
  6. ^ Fielicke, André (2023). "Sondeo de la unión y activación de moléculas pequeñas mediante grupos de metales de transición en fase gaseosa mediante espectroscopia IR". Reseñas de la sociedad química . 52 (11): 3778–3841. doi : 10.1039/D2CS00104G . ISSN  0306-0012.
  7. ^ Gruene P, Rayner DM, Redlich B, van der Meer AF, Lyon JT, Meijer G, Fielicke A (2008). "Estructuras de clústeres neutros Au7, Au19 y Au20 en la fase gaseosa". Ciencia . 321 (5889): 674–6. Código Bib : 2008 Ciencia... 321..674G. doi : 10.1126/ciencia.1161166. hdl : 11858/00-001M-0000-0010-FC2A-A . PMID  18669858.
  8. ^ Martens J, van Outersterp RE, Vreeken RJ, Cuyckens F, Coene KL, Engelke UF, et al. (enero de 2020). "Espectroscopia de iones infrarrojos: nuevas oportunidades para la identificación de moléculas pequeñas en espectrometría de masas: una perspectiva tutorial". Analytica Chimica Acta . 1093 : 1–15. doi :10.1016/j.aca.2019.10.043. hdl : 2066/212342 . PMID  31735202.
  9. ^ Martens J, Berden G, van Outersterp RE, Kluijtmans LA, Engelke UF, van Karnebeek CD y col. (junio de 2017). "Identificación molecular en metabolómica mediante espectroscopia de iones infrarrojos". Informes científicos . 7 (1): 3363. doi :10.1038/s41598-017-03387-4. PMC 5469762 . PMID  28611404. 
  10. ^ van Geenen FA, Kranenburg RF, van Asten AC, Martens J, Oomens J, Berden G (febrero de 2021). "Espectroscopia de iones IR2MS3 de doble resonancia bicolor específica de isómero utilizando un solo láser: aplicación en la identificación de nuevas sustancias psicoactivas". Química analítica . 93 (4): 2687–2693. doi : 10.1021/acs.analchem.0c05042. PMC 7859929 . PMID  33470107.