Fizzy Extracción de Compuestos Orgánicos Volátiles Combinado con la Presión Atmosférica Ionización Química Espectrometría de Masa Cuadrupolar

El objetivo general de este procedimiento de extracción consiste en liberar compuestos volátiles de una muestra líquida y transferir estos compuestos al espectrómetro de masas para su detección. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la ciencia o en el campo de la química ambiental, como por ejemplo qué compuestos volátiles están presentes en bebidas o en aguas residuales. La principal ventaja de esta técnica es que es rápida y se realiza en línea con detección por espectrometría de masas.

La primera vez que tuve la idea para este método fue cuando abrí una botella de bebida carbonatada en un día soleado. Las burbujas de dióxido de carbono liberaron el aroma de la bebida. Sentí que podríamos reproducir fácilmente este proceso en el laboratorio.

Para comenzar este procedimiento, prepare una solución stock de limoneno en etanol mezclando 10 microlitros de limoneno con 990 microlitros de etanol. Para preparar la muestra real, primero exprima una fruta de lima fresca en un exprimidor de cocina para obtener jugo de lima. A continuación, mezcle dos mililitros de jugo de lima en 500 microlitros de etanol.

Añada agua de grado LC-MS hasta un volumen final de 10 mililitros y agite el matraz aforado completamente. Transfiera la muestra preparada de jugo de lima diluido a un vial de vidrio de 20 mililitros con tapa roscada y septum. Ahora, prepare una muestra enriquecida mezclando dos mililitros de jugo de lima, 10 microlitros de la solución stock de limoneno y 490 microlitros de etanol.

Añada agua de grado LC-MS hasta un volumen final de 10 mililitros y agite el matraz aforado completamente. Conecte un cilindro de gas dióxido de carbono a la entrada de suministro de gas de un sistema de extracción espumante. Abra la válvula en el regulador de gas.

Luego, ajuste la presión de salida a 1,5 bar. A continuación, conecte la salida de la cámara de extracción a la entrada de la fuente de iones. Después, conecte el sistema de extracción efervescente a una fuente de alimentación de 12 voltios.

Configure el software de adquisición de datos de un espectrómetro de masas con triple cuadrupolo conectado al sistema de extracción fizzy. Establezca la temperatura de la línea de desolvatación en 250 grados Celsius y el caudal del gas de secado en 15 litros por minuto. Luego, seleccione el archivo del método de adquisición de datos del MS.

Verifique que el voltaje de colisión sea de menos 20 voltios, que la relación de carga del ion precursor maestro sea 137 y que las relaciones de carga de los iones fragmento maestros sean 81 y 95. A continuación, haga clic en el botón Iniciar ejecución única. Coloque un vial de muestra en el sistema de extracción efervescente utilizando el soporte roscado.

Pulse el botón de inicio en el escudo LCD del sistema de extracción efervescente. Mientras avanza el proceso automatizado de extracción efervescente, observe el desarrollo de las señales iónicas en la pantalla del espectrómetro de masas con triple cuadrupolo. El dióxido de carbono se presuriza en la cámara sencilla. Luego, la cámara sencilla se descomprime, lo que provoca efervescencia.

Una vez completado el proceso de extracción efervescente, desenrosque el vial de muestra del sistema. Limpie el eje agitador de la muestra con un tejido de celulosa. A continuación, lave el eje con etanol y séquelo con un tejido de celulosa.

Después de apagar la fuente de alimentación, desconecte el tubo de salida de extracción del gas del ionizador. Luego cierre la válvula del cilindro de gas y desconecte el tubo de gas. Exporte las corrientes de iones extraídos para la relación de carga principal 81 desde el software de adquisición de datos del espectrómetro de masas con triple cuadrupolo hacia archivos ASCII.

Primero, haga clic en Seleccionar carpeta y elija el archivo de datos. Haga clic en la pestaña Archivo, seleccione Exportar datos y luego seleccione Exportar datos como ASCII. Seleccione Archivo de salida, elija la ruta del archivo y haga clic en Abrir.

Luego, seleccione Cromatograma de MS (MC). Para importar los datos al software de integración de picos y medir las áreas de los picos, seleccione la opción Importar en la pestaña Archivo. Abra el archivo de datos, haga clic en el botón Sí y seleccione los datos en las columnas X e Y. A continuación, haga clic en Aceptar y seleccione la opción Ajuste Automático de Picos con Residuos.

Ahora, ajuste el pico de extracción de forma semiautomática asegurándose de que la curva ajustada siga los puntos de datos experimentales. Seleccione las opciones Listar estimaciones de picos y luego Editor ASCII. Copie los resultados del ajuste al portapapeles.

Para introducir las áreas de los picos en el software de análisis de datos, primero ingrese los valores del área de los picos en la columna Y y los valores de concentración en la columna X. En la pestaña Plot, seleccione Symbol y Scatter. Luego, seleccione Fitting y Fit Linear en la pestaña Analysis.

Las áreas máximas temporales de los eventos de extracción se correlacionan con las concentraciones de los analitos en la muestra líquida sometida a la extracción efervescente, lo que permite el análisis cuantitativo. En este experimento, se realizó una doble adición de patrón para demostrar las capacidades cuantitativas de la técnica. A continuación se muestra una gráfica que relaciona las áreas máximas temporales con la concentración del patrón de limoneno añadido a la muestra de jugo de lima diluido.

Basándose en los valores de pendiente e intercepto obtenidos, la concentración de limoneno en la muestra de jugo de lima diluida fue de 8,51 veces 10 a la menos cinco moles por litro. Después de multiplicar por el factor de dilución, la concentración de limoneno en la muestra original de jugo de lima fue de 4,26 veces 10 a la menos cuatro moles por litro. Una vez dominada, esta técnica puede realizarse en menos de 10 minutos si se lleva a cabo correctamente.

Al intentar este procedimiento, es importante recordar configurar correctamente los parámetros experimentales. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo montar el equipo de extracción efervescente y realizar extracciones de muestras reales. No olvide que trabajar con gas comprimido puede ser extremadamente peligroso y que siempre se deben tomar precauciones, como usar gafas de seguridad, al realizar este procedimiento.