Espectrometria de massa Orbitrap: evolução e aplicabilidade

Por Emily Humphreys

A espectrometria de massa é uma ferramenta analítica extremamente valiosa. Em particular, os laboratórios alimentares, ambientais, forenses e antidoping beneficiam muito dos instrumentos poderosos e sensíveis utilizados atualmente. De acordo com Martins et al. (2016), ao longo do tempo, a demanda por instrumentos mais precisos e a necessidade de superar obstáculos na detecção e quantificação deram origem a instrumentos capazes de técnicas de ionização atmosférica, como eletropulverização (ESI) e ionização química à pressão atmosférica (APCI).

Uma das maiores conquistas é a combinação da espectrometria de massa de alta resolução e cromatografia líquida (LC-HRAM MS) encontrada na espectrometria de massa Orbitrap (Orbitrap-MS) desenvolvida pela Thermo Fisher Scientific. Este método proporciona maior seletividade e é ideal para estudar misturas complexas. Conforme explicam os autores, o poder de resolução de massa do mais recente instrumento Orbitrap pode, na verdade, atingir até 450.000 FWHM em m/z 200 com precisão de massa <3 ppm com calibração externa.

Esse poder e precisão são possíveis devido ao mecanismo de detecção de íons fundamentalmente diferente usado nos espectrômetros de massa Orbitrap. Na verdade, as frequências das oscilações de íons são medidas com alta precisão, em comparação com outras técnicas que utilizam a medição de tempos de voo ou correntes elétricas. Essa diferença diferencia o Orbitrap MS dos analisadores do tipo feixe, como Time of Flight (TOF), setor magnético e quadrupolo, que dependem de estatísticas de íons. Como resultado, o Orbitrap requer menos detecções de íons para atingir a mesma precisão de massa, mesmo quando acoplado a técnicas de separação por cromatografia líquida ou gasosa.

A família de espectrômetros de massa Orbitrap contém três principais produtos: o LTQ Orbitrap, o Orbitrap Fusion e o Exactive. Desde o lançamento do primeiro LTQ Orbitrap (Classic), em 2005, esses três produtos continuam a evoluir e melhorar com novos recursos e hardware atualizado.

A família de espectrômetros de massa Exactive é a escolha preferida em laboratórios ambientais, alimentares, antidoping e forenses. Em particular, o instrumento de bancada Q Exactive é uma ferramenta flexível e de alto desempenho para pesquisas e fluxos de trabalho de rotina. O Q Exactive tem um poder de resolução de massa de até 140.000 FWHM em m/z 200 e é ideal para quantificar compostos.

Os autores descrevem quatro fluxos de trabalho valiosos do Q Exactive para identificar e quantificar compostos de interesse:

1. Varredura completa combinada com MS/MS dependente de dados (FS/ddMS2)
2. Varredura completa combinada com análise independente de dados (FS/DIA)
3. Monitoramento de íon único direcionado com MS/MS dependente de dados (t-SIM/ddMS2)
4. Monitoramento de reação paralela

A família de espectrômetros de massa Orbitrap já se expandiu bastante desde seu início humilde, há 11 anos. Os autores prevêem que desenvolvimentos futuros, incluindo fluxos de trabalho mais simplificados, irão aprimorar ainda mais os recursos e ampliar os limites da espectrometria de massa.

Referência:

Martins, C.P.B., et al. “Orbitrap Mass Spectrometry: Evolution and Applicability”, Comprehensive Analytical Chemistry, Applications of Time-of-Flight and Orbitrap Mass Spectrometry in Environmental, Food, Doping, and Forensic Analysis 2016 (71) (pp. 3-18)