Bombeo de iones - Un ejercicio de ingeniería de sensibilidad en el espectrómetro de masas Xevo TQ-XS

El reto: Crear el espectrómetro de masas más sensible para el análisis cuantitativo.

Se trata de una gran tarea para cualquier equipo de ingeniería de diseño. Cuando se les asignó esta tarea para un espectrómetro de masas cuadrupolar en tándem de nueva generación, nuestros ingenieros de diseño hablaron primero con aquellos para los que la sensibilidad analítica es lo más importante: los científicos que realizan estudios cuantitativos para clientes exigentes que dependen de resultados precisos y fiables.

De esas conversaciones nuestros ingenieros salieron con un mandato claro. Les dijeron: "Necesitamos un espectrómetro de masas que nos permita detectar y medir más moléculas de muestra de las que podemos hoy y sería estupendo que no tuviéramos que limpiarlo tan a menudo como lo hacemos hoy".

Los ingenieros de diseño de Waters empezaron a pensar en pequeño, a nivel de iones moleculares, y redujeron las opciones a unas pocas.

• Admite más iones de la fuente.
• Mejorar su separación de las moléculas neutras y de los gases.
• Concentra y transmite los iones para que un mayor número de ellos llegue al detector y esté disponible para el análisis.
• Tratar los iones frágiles con más delicadeza.

Nuestros ingenieros sabían que si lograban estas cosas, estarían en el camino correcto.

Afortunadamente, contábamos con la tecnología de guía iónica StepWave para trabajar. La guía iónica StepWave se introdujo por primera vez con el espectrómetro de masas Xevo TQ-S de Waters.

Su diseño fuera del eje, el primero de su clase, emplea "ondas viajeras" para mover los iones desde la fuente hasta el analizador de masas. El exclusivo diseño geométrico de la guía de iones -canales superior e inferior unidos- guía la nube de iones difusa hacia el canal inferior. A medida que las especies moleculares cargadas son arrastradas hacia arriba y hacia el canal más pequeño, los contaminantes, como los gases, el exceso de disolvente y las especies neutras, continúan directamente por el canal grande y salen del instrumento a través de un puerto de escape.

Esto tiene dos efectos:

1. Capturar tantos iones como sea posible;
2. Mantenga limpias las aberturas y superficies críticas a lo largo de la ruta de transmisión hacia el detector, de modo que puedan ejecutarse miles de muestras sin una pérdida apreciable de rendimiento.

Pero los ingenieros de diseño de Waters no se detuvieron ahí. Ampliaron la apertura de la fuente del espectrómetro de masas para capturar más iones de la muestra, ajustaron el control de tensión de la guía de iones para mantener intactas las moléculas pequeñas y frágiles, como las anfetaminas, los esteroides endógenos, la vitamina D y los pesticidas, y añadieron una guía de iones cuádruple segmentada secundaria para enfocar aún más el haz de iones y transmitir más iones al analizador de masas, mejorando así la sensibilidad de forma espectacular. El resultado es el espectrómetro de masas cuadrupolar en tándem más sensible del mercado para cuantificar los analitos de las muestras en seis órdenes de rango dinámico.

Para los laboratorios que realizan estudios cuantitativos, ha llegado un nuevo día. Pueden cumplir normas más estrictas sobre los niveles permitidos de residuos de plaguicidas en los alimentos; realizar estudios de biomarcadores y medir niveles más bajos de moléculas endógenas; y realizar estudios DMPK de compuestos farmacológicos más potentes.

Cuando se trata de bombear iones, los ingenieros de diseño de Waters dejan el trabajo pesado a la nueva guía de iones StepWave XS.

Cuando se trata de sensibilidad cuantitativa, el estado del arte es el Waters Xevo TQ-XS Mass Spectrometer.

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