Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Espectrometría de masas


La espectrometría de masas (MS) es una técnica analítica utilizada para medir la relación masa-carga de los iones. Se ha convertido en una técnica fundamental en el campo de la química analítica debido a su capacidad para identificar compuestos con alta especificidad, sensibilidad y velocidad. Esta técnica es invaluable tanto para aplicaciones cualitativas como cuantitativas. Entender los principios y aplicaciones de la espectrometría de masas es importante para químicos e investigadores de muchas disciplinas científicas.

Fundamentos de la espectrometría de masas

El principio básico de la espectrometría de masas es detectar iones basados en su relación masa-carga (m/z). Esto se logra a través de varios pasos principales:

  1. Ionización: Las moléculas se ionizan, lo que significa que se convierten en iones, generalmente mediante la pérdida o ganancia de electrones.
  2. Aceleración: Los iones se aceleran en un campo eléctrico, de modo que todos los iones con la misma carga tienen la misma energía cinética.
  3. Desviación: Los iones son entonces desviados por el campo magnético. El grado de desviación depende de la masa y la carga de los iones; los iones más ligeros o los iones con menos carga se desvían más.
  4. Detección: Los iones deslocalizados son detectados, y el espectrómetro de masas registra los valores de m/z correspondientes a los diferentes iones.

Componentes de un espectrómetro de masas

Un espectrómetro de masas tiene varios componentes principales, cada uno de los cuales desempeña un papel vital en el funcionamiento del instrumento. Estos incluyen:

1. Fuente de iones

La fuente de iones es responsable de convertir las moléculas de la muestra en iones. Se utilizan varias técnicas de ionización, cada una de las cuales es adecuada para diferentes tipos de muestras:

  • Ionización por electrones (EI): Común para compuestos pequeños e inestables. Se utilizan electrones para ionizar moléculas en fase gaseosa.
  • Ionización química (CI): Técnica de ionización suave que utiliza un gas reactivo.
  • Desorción/ionización por láser asistida por matriz (MALDI): Es útil para biomoléculas más grandes como proteínas y polímeros, utilizando un láser y una matriz para ayudar en la ionización.
  • Ionización por electrospray (ESI): Particularmente útil para analizar grandes biomoléculas en solución generando iones directamente desde la fase líquida.

2. Analizador de masas

El analizador de masas separa iones basados en su relación m/z. Algunos de los tipos de analizadores de masas más utilizados son:

  • Analizador de masas de cuadrupolo: utiliza un campo eléctrico oscilante para filtrar iones de valores específicos de m/z.
  • Analizador de masas de tiempo de vuelo (TOF): mide el tiempo que tardan los iones en recorrer una cierta distancia, lo que permite calcular su relación m/z.
  • Analizador de masas de trampa de iones: Atrapa iones en un área determinada utilizando campos eléctricos y magnéticos, luego los libera y detecta.
  • Analizador de masas por resonancia ciclotrónica de iones por transformada de Fourier (FTICR): Una técnica avanzada que utiliza un campo magnético para atrap-atramp-ionutiones,midionisionesioninesionins.

3. Detector

Los detectores son los componentes finales que registran los iones entrantes y los convierten en una señal que se puede registrar y analizar. Estos incluyen:

  • Multiplicador de electrones: Amplifica la señal de iones creando una cascada de electrones.
  • Copa de Faraday: Recoge iones para producir una corriente eléctrica, que está directamente relacionada con el número de iones.
  • Detector de placa de microcanales: Adecuado para aplicaciones sensibles, utiliza muchos canales pequeños para amplificar señales de iones entrantes.

Ejemplo visual: diseño del espectrómetro de masas

Introducción de la muestra Fuente de iones Analizador de masas Detectores

Aplicaciones de la espectrometría de masas

La espectrometría de masas se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones en muchos campos, tales como:

  • Proteómica: la identificación y cuantificación de proteínas en muestras biológicas.
  • Metabolómica: Determinación de perfiles metabólicos y rutas en células y tejidos.
  • Análisis ambiental: Detección de contaminantes y contaminantes en muestras ambientales.
  • Farmacéuticos: descubrimiento y desarrollo de medicamentos mediante el análisis de interacciones y degradación de fármacos.
  • Forense: Determinación de sustancias como toxinas o residuos explosivos en escenas del crimen.

Ejemplo de lección: aplicación en el mundo real

En la investigación farmacéutica, la espectrometría de masas es importante para el análisis de mezclas complejas y la identificación de metabolitos de fármacos.
Por ejemplo, un compuesto desconocido puede identificarse a partir de su espectro de masas, porque la masa y el patrón de fragmentación proporcionan una "huella dactilar" para él.
compuestos. Esto ha sido útil para acelerar el proceso de descubrimiento de medicamentos.

Interpretación de espectros de masas

Interpretar espectros de masas implica entender los valores de m/z, los patrones de picos y las intensidades relativas. Los tipos de información más comunes que se obtienen de los espectros de masas incluyen:

  • Pico base: El pico más intenso en el espectro, que representa el ion presente en la mayor cantidad.
  • Pico de ion molecular (M+): Representa el ion que corresponde a toda la molécula, que generalmente aparece como el pico con el valor más alto de m/z.
  • Iones fragmentarios: Formados por la disgregación de un ion molecular en piezas más pequeñas, proporcionando información sobre la estructura y el enlace de la molécula.

Ejemplo visual: espectro de masas simplificado

50 100 150 M+ Iones fragmentarios

Avances en la espectrometría de masas

Los desarrollos rápidos en el campo de la espectrometría de masas han ampliado enormemente sus capacidades y aplicaciones. Algunos avances notables incluyen:

  • Espectrometría de masas de alta resolución (HRMS): Proporciona mediciones de masa precisas necesarias para resolver especies isobáricas y dilucidar estructuras complejas.
  • Espectrometría de masas en tándem (MS/MS): Esto implica múltiples pasos de espectrometría de masas para una elucidación estructural detallada y una mayor especificidad en la identificación de compuestos.
  • Espectrometría de masas de imágenes: Proporciona mapas de distribución espacial de moléculas en tejidos biológicos, permitiendo estudios de localización a niveles moleculares.
  • Espectrometría de masas ambiental: permite el análisis directo de muestras en su estado natural, reduciendo los pasos de preparación de muestras.

La espectrometría de masas sigue siendo una herramienta indispensable en la química analítica, con innovaciones continuas que prometen una mayor refinación y una aplicabilidad más amplia en campos científicos. Su versatilidad y precisión en la identificación y cuantificación de moléculas contribuyen significativamente a los avances en investigación, diagnóstico, desarrollo de fármacos y muchos otros campos.


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