La ionización por captura de electrones es la ionización de un átomo o molécula en fase gaseosa mediante la unión de un electrón para crear un ion de la forma . La reacción es
donde la M sobre la flecha denota que para conservar la energía y el momento se requiere un tercer cuerpo (la molecularidad de la reacción es tres).
La captura de electrones se puede utilizar junto con la ionización química . [1]
La espectrometría de masas por captura de electrones (EC-MS) es un tipo de espectrometría de masas que utiliza la ionización por captura de electrones para formar iones negativos a partir de compuestos químicos con afinidades electrónicas positivas . El enfoque es particularmente eficaz para los electrófilos . A diferencia de la ionización de electrones , la EC-MS utiliza electrones de baja energía en una descarga de gas . [2] La EC-MS provocará una menor fragmentación de las moléculas en comparación con la ionización de electrones. [3]
La captura de electrones por resonancia [3] también se conoce como EC no disociativa. El compuesto captura un electrón para formar un anión radical . [4] La energía de los electrones es de aproximadamente 0 eV. Los electrones se pueden crear en la fuente de ionización de electrones con un gas moderador como H 2 , CH 4 , iC 4 H 10 , NH 3 , N 2 y Ar. [5] Después de que el ion captura el electrón, el complejo formado puede estabilizarse durante las colisiones y producir un anión estable que se puede detectar en un espectrómetro de masas. [3]
En la captura por resonancia disociativa, [3] el compuesto se fragmenta y da como resultado la disociación por captura de electrones (ECD). [4] La ECD forma un fragmento aniónico y un fragmento radical. La energía de los electrones varía de 0 a 15 eV, pero la energía óptima puede variar según el compuesto. [3]
Con electrones de energía superior a 10 ev también se pueden formar iones negativos a través de la formación de pares iónicos. [5]
La calibración del espectrómetro de masas es importante en el modo de ionización por captura de electrones. Se necesita un compuesto de calibración para garantizar la reproducibilidad en EC-MS. Se utiliza para garantizar que la escala de masas utilizada sea correcta y que los grupos de iones sean constantes de forma regular. [3]
La fragmentación en ECI se ha estudiado mediante espectrometría de masas en tándem . [6]
La técnica se puede utilizar con cromatografía de gases-espectrometría de masas . [2]
Un detector de captura de electrones utiliza con mayor frecuencia una fuente radiactiva para generar electrones que se utilizan para la ionización. Algunos ejemplos de isótopos radiactivos utilizados son 3 H, 63 Ni, 85 Kr y 90 Sr. El gas en la cámara del detector se ioniza por las partículas de radiación. El nitrógeno, el argón y el helio son gases portadores comunes utilizados en el ECD. El argón y el helio deben combinarse con otro gas, como el metano, para evitar la conversión inmediata en iones metaestables . La combinación extenderá la vida útil de los iones metaestables (10 −6 segundos). El metano enfriará los electrones durante las colisiones. [8] La adición de metano mejorará la capacidad de formar iones negativos a alta presión porque ajustará la energía térmica para que sea similar a la distribución de energía de los iones. El metano es el gas más común utilizado porque puede producir muchos iones positivos cuando choca con los electrones. Estos iones positivos luego formarán electrones de baja energía utilizados para la ionización:
En algunos sistemas de cromatografía de gases se utiliza un ECD . [9]
La espectrometría de masas por captura de electrones (EC-MS) se ha utilizado para identificar niveles de trazas de contaminantes clorados en el medio ambiente, como bifenilos policlorados (PCB), dibenzo-p-dioxinas policloradas (PCDD) y dibenzofuranos (PCDF), y otros compuestos policlorados. También se han detectado derivados de pesticidas , herbicidas que contienen nitrógeno e insecticidas que contienen fósforo en la EC-MS. [3]
Los ácidos biliares se pueden detectar en varios fluidos corporales mediante cromatografía de gases-electroenzima-espectrometría de masas. El daño oxidativo también se puede controlar en cantidades traza mediante el análisis de la fenilalanina oxidada mediante cromatografía de gases-electroenzima-espectrometría de masas. [4]
La EC-MS es un método de ionización sensible. La formación de iones negativos a través de la ionización por captura de electrones es más sensible que la formación de iones positivos a través de la ionización química. [1]
Es una técnica de ionización selectiva que puede evitar la formación de matrices comunes que se encuentran en los contaminantes ambientales durante la ionización. La ionización por captura de electrones tendrá menos interferencias de estas matrices en comparación con la ionización por electrones.
Los espectros de masas por captura de electrones pueden distinguir entre ciertos isómeros que la EI-MS no puede. [3]
Las distintas energías en la fuente de iones pueden provocar variaciones en la formación de iones negativos y dificultar la duplicación de los espectros de masas. Los resultados que se muestran en el espectro de masas pueden variar de un instrumento a otro.
Es necesario controlar la temperatura de la fuente de iones. A temperaturas más altas se produce un aumento de los iones fragmentados. Las temperaturas más bajas reducirán la energía de los electrones. Las temperaturas establecidas pueden variar, pero es importante que la energía de los electrones se acerque a los niveles térmicos para que se produzca la captura de electrones por resonancia.
Es necesario determinar la presión del gas de mejora añadido. Aumentar la presión ayudará a estabilizar los aniones y prolongar la vida útil de los iones negativos. Si la presión es demasiado alta, no podrán salir tantos iones de la fuente de iones.
El análisis debe realizarse con cargas de muestra bajas para GC-EC-MS. La cantidad de muestra afectará la abundancia de iones y provocará variaciones en los datos. [3]
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