La espectrometría de masas de flujo residual ( FA-MS ) es una técnica de química analítica para la detección sensible de gases traza . Las moléculas de gas traza se ionizan mediante la producción y el flujo de iones de hidronio hidratados termalizados en un resplandor de plasma de helio o gas portador de argón a lo largo de un tubo de flujo después de la introducción de una muestra de aire húmedo. [1] Estos iones reaccionan en múltiples colisiones con moléculas de agua, sus composiciones isotópicas alcanzan el equilibrio y las magnitudes relativas de sus isotopómeros se miden mediante espectrometría de masas .
A lo largo de los años se han realizado muchas variaciones del instrumento. Al principio, en la década de 1960, se estudió el flujo de plasma luminiscente. Este estudio fue realizado por Eldon Ferguson, Art Schmeltekopf y Fred Fehsenfeld de la Oficina Nacional de Estándares en Boulder, Colorado. [2] Luego, en la década de 1970, era un tubo de deriva que fluía, una sonda Langmuir de posluminiscencia que fluía (FALP) y una sonda Langmuir de posluminiscencia que fluía de temperatura variable (VT-FLAP). Con la adición del tubo de deriva se pudo estudiar la cinética de una reacción en fase gaseosa. [3] Con la sonda Langmuir de flujo residual se puede estudiar la densidad de electrones dentro de la región de reacción del tubo de deriva. [3] Con la versión VT-FLAP de flujo residual se podría estudiar la dependencia de la temperatura de las reacciones. [3] Ahora, en la década de 2000, la versión ambiental de la espectrometría de masas con posluminiscencia de flujo es la espectrometría de masas con posluminiscencia de presión atmosférica (FAPA-MS). La FAPA permite preparaciones de muestras simples o nulas, pero la humedad del entorno del instrumento puede tener un efecto en una patrón de fragmentación de la muestra. [4] [5] Dado que el costo del helio aumenta constantemente, algunos han comenzado a utilizar métodos alternativos con resplandor ambiental para conservar los recursos. En lugar de utilizar helio que fluye continuamente, algunos utilizan un flujo de helio interrumpido para conservar el gas y la obtención de imágenes Schlieren para maximizar los iones moleculares producidos y la aceleración del instrumento. [6] [7]
Uno de los primeros artículos que informaron sobre el uso del resplandor que fluye estudió las reacciones ion-molécula pertinentes a la atmósfera marciana. [8] Esta técnica de resplandor fluido reemplazó al entonces estándar resplandor estacionario cuando se introdujo la sonda Langmuir móvil. [3] El resplandor que fluye tiene muchos aspectos atractivos: comportamiento laminar bien comprendido, flujo de gas viscoso, una gran densidad de gas portador que permite el estudio de reacciones termalizadas y la capacidad de producir nuevos iones reactivos in situ. El plasma ambipolar se toma como muestra mediante una nariz y se detecta mediante espectrometría de masas convencional de cuadrupolo o en tándem, según la aplicación. Uno de los inconvenientes de la técnica de luminiscencia fluida es la posibilidad de generar múltiples iones reactivos. [2] Este problema se soluciona implementando el tubo de flujo de iones seleccionado (SIFT). [9]
La técnica de flujo residual se puede utilizar para identificar y cuantificar los compuestos orgánicos volátiles (COV) de una muestra, siempre que se conozca la química iónica fundamental. [10] Los iones comúnmente utilizados son H 3 O + , O 2 + * y NO + . Todos los iones tienen inconvenientes y ventajas. Las estrategias que se han empleado para identificar los COV incluyen el uso de cromatografía de gases junto con un flujo residual y el uso de un complemento de iones reactivos. Además de poder detectar compuestos orgánicos volátiles, la técnica del resplandor fluido también se ha utilizado para estudiar enfermedades renales crónicas. Se han realizado estudios para crear un espectro de agua de deuterio y sus isótopos para medir el agua corporal total, que puede usarse para determinar la sobrecarga del cuerpo de agua de un paciente. Esa medición luego se utilizará para determinar el estadio de la insuficiencia renal de un paciente. [11] [12]