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BrBRCEEx0100-40421998000500019

BrBRCEEx0100-40421998000500019

National varietyBr
Country of publicationBR
SchoolEx-Tech-Multi Sciences
Great areaExact-Earth Sciences
ISSN0100-4042
Year1998
Issue0005
Article number00019

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Utilização de uma interface do tipo "particle beam" para a obtenção de espectros de massas de compostos pouco voláteis em solução

INTRODUÇÃO Existem várias maneiras de se introduzir amostras no espectrômetro de massas dependendo de sua volatilidade e termoestabilidade. Amostras que apresentam alta volatilidade e termoestabilidade, podem ser introduzidas via cromatografia gasosa (GC), enquanto aquelas que possuem volatilidade menor podem ser introduzidas via cromatografia líquida (LC). Nestes casos, as amostras são usualmente constituídas por mais de um componente. ainda uma outra técnica, denominada inserção direta, onde a amostra pura, líquida ou sólida, é introduzida diretamente no espectrômetro de massas (MS) através de uma sonda.

Esta técnica, porém, apresenta algumas limitações, tais como a decomposição térmica de algumas amostras e a maior contaminação do aparelho. Esta última é bastante marcante, principalmente no caso de amostras sólidas. Assim, mesmo utilizando-se pequenas quantidades de amostra (0,5 a 1 mg) uma contaminação muito rápida do sistema, gerando um desgaste maior dos componentes do aparelho, principalmente filamento e multiplicador de elétrons. Consequentemente, a necessidade de uma limpeza mais freqüente da fonte de íons, o que se torna um procedimento inconveniente1.

Com o intuito de se minimizar ao máximo os problemas acima descritos foram feitas algumas adaptações na técnica de inserção direta utilizando-se, para tanto, uma interface do tipo "particle beam". Esta interface é uma das muitas utilizadas entre espectrômetros de massas e cromatográfos a líquido e permite que o volume em excesso de material proveniente desses cromatógrafos seja removido e, consequentemente, o alto vácuo requerido no espectrômetro de massas seja mantido. O processo de separação amostra/ solvente é realizado pela interface da seguinte maneira: * convertendo o eluente do cromatógrafo líquido em um aerosol * vaporizando a fase líquida móvel mais volátil * separando as partículas da amostra da fase móvel * transportando as partículas da amostra à fonte de íons do espectrômetro de massas Cada um desses passos é ilustrado na figura_1.

EXPERIMENTAL Para a realização dos experimentos, utilizou-se um espectrômetro de massas HP 5989A série II, uma interface particle beam HP 59980B, uma válvula Rheodyne de seis entradas com injetor e uma bomba peristáltica Intralab. Os espectros de massas foram obtidos através do modo de impacto de elétrons a 70 eV, segundo montagem descrita no Esquema 1. No interior da primeira sessão da interface foi mantida uma pressão constante de 40 torr, através de um fluxo contínuo de gás hélio, com o objetivo de converter a vazão de líquidos que adentra à interface num aerossol adequado (Figura_1). Bombeou-se continuamente, através da bomba peristáltica, uma vazão de 0,5 mL/min de metanol para o sistema.

Foram preparadas soluções de isatina, com concentrações em torno de 500 ppm, utilizando diclorometano, metanol, acetonitrila ou dimetilsulfóxido como solvente3. Um volume aproximado de 50 mL de cada uma destas soluções foi injetado pela abertura na válvula, que continha um loopingde 20 mL, permitindo que apenas este volume de cada uma das soluções adentrasse à interface. Os espectros de massas foram obtidos continuamente.

RESULTADOS E DISCUSSÃO Visando testar a viabilidade da obtenção de espectros de massas de compostos pouco voláteis em solução através da utilização da montagem descrita no esquema 1, foram feitas injeções consecutivas das quatro soluções mencionadas anteriormente, e os resultados são apresentados na figura_2. A partir desses resultados, foi verificado que os solventes mais adequados para a preparação das soluções devem atender a pelo menos uma das seguintes condições: a) possuir baixo ponto de ebulição (menor que 50oC) pois, neste caso, são facilmente eliminados na interface.

b) possuir baixo peso molecular (menor que 50 u.). A exclusão dos íons com relação massa/ carga (m/z) menores que 50 (eliminação das interferências do solvente) não provoca perdas significativas de informações no espectro de massas da isatina

Dentre os solventes que foram utilizados na preparação das soluções, aqueles que apresentaram os melhores resultados foram acetonitrila, diclorometano e metanol. Observou-se que a utilização desses solventes, que atendem a pelo menos uma das condições mencionadas anteriormente, não afeta o espectro de massas da isatina, que nenhum pico proveniente desses solventes é detectado, como pode ser visto na figura_3. Vale ainda ressaltar que nestes três casos, o espectro de massas da isatina apresentou grande semelhança (maior que 90%) com o espectro encontrado na biblioteca disponível no equipamento (Wiley138).

Porém, a utilização do dimetil sulfóxido como solvente, que possui um alto ponto de ebulição (189oC) e um peso molecular (78 u) maior que 50 u, não é aconselhável pois, no respectivo espectro de massas, detectou-se os picos provenientes de sua ionização e fragmentação (m/z 78 e 63) com intensidade não desprezível e isto, em trabalhos onde a identificação da estrutura é imprescindível, pode levar à interpretações equivocadas.

CONCLUSÕES Verificou-se que a introdução de amostras via uma interface "particle beam" apresenta vantagens em comparação ao modo convencional de inserção direta, ou seja, a rapidez da análise (pode-se realizar várias análises num curto espaço de tempo) e a redução do desgaste de alguns componentes do equipamento, especialmente o filamento e o multiplicador de elétrons, permitindo que a fonte de íons permaneça um maior tempo em condições operacionais. Além disso, a interface "particle beam" pode ser facilmente colocada e removida para dar lugar a uma sonda de sólidos, não precisa ser limpa periodicamente e, quando este é o caso, a limpeza é um procedimento extremamente simples. Finalmente, o sistema pode ser utilizado na obtenção de espectros de massas de substâncias instáveis ao ar, mas estáveis em solução4. Com relação às desvantagens do método, as mesmas estão relacionadas ao elevado consumo de hélio (2 L/min) pela interface e à impossibilidade de obtenção de espectros de massas de amostras insolúveis nos solventes usuais.

Neste caso, a única alternativa seria a obtenção dos respectivos espectros de massas através do modo de inserção direta.


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