O que é um espectrômetro de massa por electropulverização?
Um espectrômetro de massa (MS) é um instrumento eletrônico usado para identificar a estrutura química. Na maioria dos procedimentos espectrométricos de massa, as moléculas são eletricamente bombardeadas, resultando em ionização com fragmentação. Os fragmentos são então acelerados magneticamente em direção a dispositivos de detecção e gravação, resultando em picos e intensidades específicos que os pesquisadores podem estudar como uma espécie de "impressão digital molecular". O espectrômetro de massa por electropulverização (EMS) funciona de maneira diferente - não levando à fragmentação. Isso o torna inestimável no estudo de grandes espécies, ou macromoléculas.
Se é necessário determinar apenas uma ligação química simples, provavelmente não será necessário o uso de um espectrômetro de massa com eletropulverização. Para moléculas maiores, como peptídeos, no entanto, a forma molecular e o dobramento molecular - até a interação molecular com as moléculas circundantes - são igualmente importantes. Nesses casos, é essencial que a molécula permaneça sem fragmentação. A delicadeza necessária exige o uso de um espectrômetro de massa por electropulverização, que não requer o uso de altas temperaturas ou de vácuo.
Ao usar um espectrômetro de massa de electropulverização, uma amostra macromolecular pura é dissolvida primeiro em um sistema de solvente, que é injetado em seguida através de uma agulha de furo estreito em um campo elétrico de alta tensão. O solvente, em vez do soluto, recebe o peso do bombardeio. À medida que o líquido atinge um nível crítico de carga, a solução se rompe violentamente em gotículas do tamanho de aerossóis, sua carga fazendo com que elas se repelam individualmente. Logo as gotículas evaporam, depositando suas múltiplas cargas nas moléculas ainda intactas, que por repulsão intermolecular se estendem. Nesse estado, sua estrutura, mesmo em altos níveis de complexidade, pode ser estudada e determinada.
O primeiro espectro intacto de proteínas bem-sucedido foi produzido em 1989 por pesquisadores da Universidade de Yale, em Connecticut. O avanço na técnica de EMS foi rápido e, em 1996, a química Carol Robinson detectou picos espectrais que poderiam estar associados, não apenas a uma única estrutura, mas a um complexo de proteína com coenzima. Uma grande melhoria desde então é o acoplamento do espectrômetro de massa de electropulverização com a análise de tempo de voo (TOF). O resfriamento colisional leva ainda mais longe essa melhoria, reduzindo a fragmentação de imensas estruturas produzidas pelo calor.
Uma dificuldade encontrada nas determinações do espectrômetro de massa por electropulverização é a introduzida pelos isótopos elementares. Isso ocorre porque os picos dependem da razão massa / carga. A massa de um fragmento ou molécula, dividida pelo número de cargas discretas que ele carrega, determina a localização. Isótopos elementares diferentes contribuem com massas diferentes, talvez a variação mais crítica seja aquela entre o carbono 12 e o carbono 13. Por esse motivo, amostras de moléculas complexas devem ser monoisotópicas, se possível.