Ionización por electropulverización


La ionización por electropulverización ( ESI ) es una técnica utilizada en la espectrometría de masas para producir iones mediante una electropulverización en la que se aplica un alto voltaje a un líquido para crear un aerosol . Es especialmente útil en la producción de iones a partir de macromoléculas porque supera la propensión de estas moléculas a fragmentarse cuando se ionizan. ESI es diferente de otros procesos de ionización (p. ej ., desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI)) ya que puede producir iones de carga múltiple, extendiendo de manera efectiva el rango de masas del analizador para acomodar los órdenes de magnitud kDa-MDa observados en proteínas y proteínas. sus fragmentos polipeptídicos asociados.[1] [2]

La espectrometría de masas que utiliza ESI se denomina espectrometría de masas de ionización por electropulverización (ESI-MS) o, con menos frecuencia, espectrometría de masas por electropulverización (ES-MS). ESI es una técnica denominada de 'ionización suave', ya que hay muy poca fragmentación. Esto puede ser ventajoso en el sentido de que casi siempre se observa el ion molecular (o, más exactamente, un ion pseudomolecular), sin embargo, se puede obtener muy poca información estructural a partir del espectro de masas simple obtenido. Esta desventaja se puede superar acoplando ESI con espectrometría de masas en tándem (ESI-MS/MS). Otra ventaja importante de ESI es que la información de la fase de solución se puede retener en la fase gaseosa.

La técnica de ionización por electropulverización fue reportada por primera vez por Masamichi Yamashita y John Fenn en 1984. [3] El desarrollo de la ionización por electropulverización para el análisis de macromoléculas biológicas [4] fue recompensado con la atribución del Premio Nobel de Química a John Bennett Fenn en 2002 [ 5] Uno de los instrumentos originales utilizados por el Dr. Fenn se exhibe en el Instituto de Historia de la Ciencia en Filadelfia, Pensilvania.

En 1882, Lord Rayleigh estimó teóricamente la cantidad máxima de carga que podía transportar una gota de líquido antes de arrojar finos chorros de líquido. [6] Esto ahora se conoce como el límite de Rayleigh.

En 1914, John Zeleny publicó un trabajo sobre el comportamiento de las gotas de líquido al final de los capilares de vidrio y presentó pruebas de diferentes modos de electropulverización. [7] Wilson y Taylor [8] y Nolan investigaron el electrospray en la década de 1920 [9] y Macky en 1931. [10] Sir Geoffrey Ingram Taylor describió el cono de electrospray (ahora conocido como el cono de Taylor ) . [11]

El primer uso de la ionización por electropulverización con espectrometría de masas fue informado por Malcolm Dole en 1968. [12] [13] John Bennett Fenn recibió el Premio Nobel de Química en 2002 por el desarrollo de la espectrometría de masas por ionización por electropulverización a finales de la década de 1980. [14]


Fuente de ionización de electrospray (nanoSpray)
Diagrama de ionización por electrospray en modo positivo: bajo alto voltaje, el cono de Taylor emite un chorro de gotas de líquido. El disolvente de las gotas se evapora progresivamente, dejándolas cada vez más cargadas. Cuando la carga excede el límite de Rayleigh, la gota se disocia explosivamente, dejando una corriente de iones cargados (positivos).
La primera fuente de ionización por electrospray de Fenn acoplada a un espectrómetro de masas de cuadrupolo único
Esquema IEM, CRM y CEM.
Diagrama de una fuente de ionización ambiental DESI
Diagrama de una fuente de ionización ambiental SESI
SESI-MS SUPER SESI acoplado con Thermo Fisher Scientific-Orbitrap
El exterior de la interfaz de electrospray en un espectrómetro de masas LTQ.