Qué espectrómetro elegir

Los espectrómetros se dividen en dos grupos: espectrómetros de radiación y espectrómetros de masa.

Espectrómetro Raman Horiba

Espectrómetros de radiación

• Espectrómetros de absorción: este tipo de espectrómetro mide la proporcionalidad entre la intensidad de la luz absorbida y la cantidad de material absorbente.
  El espectro muestra picos que representan diferentes longitudes de onda, cada una de las cuales es característica de un elemento presente en la muestra.
  Esta técnica se aplica tanto a las moléculas en fase líquida o gaseosa como al vapor atómico, que se obtiene atomizando muestras líquidas o sólidas.

• Espectrómetros de emisión: con este tipo de espectrómetro, los átomos de la muestra se someten a una fuente de excitación.
  Cuando vuelven a su estado básico (proceso de desexcitación), los átomos emiten la radiación característica del material que compone la muestra.

• Espectrómetros Raman: Los espectrómetros Raman se basan en la dispersión inelástica de la radiación incidente sobre la muestra por las moléculas que la componen.
  La diferencia entre la frecuencia de la radiación incidente y la frecuencia de la radiación dispersa permite identificar los enlaces químicos de estas moléculas.
  La espectrometría Raman es, por tanto, una técnica ideal para el análisis estructural, además de la espectrometría de infrarrojos y la espectrometría de masas.

• Espectrómetros de resonancia magnética nuclear (RMN): utilizan una técnica basada en las propiedades magnéticas de los núcleos atómicos.
  La RMN induce y detecta la transición energética de los momentos magnéticos nucleares, desde el nivel de energía más bajo al más alto.
  Para ello, los átomos que se van a analizar se colocan en un campo magnético y se someten a radiación de radiofrecuencia.
  La medición de la frecuencia de resonancia de este campo permite analizar las moléculas.

Espectrómetro de masas de ThermoScientific

Espectrómetros de masas

El principio de funcionamiento de los espectrómetros de masas consiste en separar moléculas cargadas (iones) en fase gaseosa según su relación masa/carga (m/z).
Los espectrómetros de masas pueden utilizarse para determinar:

• la masa molecular de un compuesto;
• la masa de los fragmentos de este compuesto;
• la cantidad de materia.

La espectrometría tiene una amplia gama de aplicaciones.
En esta guía de compra, nos centraremos principalmente en el análisis de muestras biológicas, la investigación, la industria farmacéutica y el análisis medioambiental.

• Análisis de muestras biológicas: la espectrometría de masas es la técnica de elección para analizar muestras biológicas.
  Los espectrómetros de masas se utilizan para detectar biomarcadores en fluidos biológicos, por ejemplo.
• Investigación: los espectrómetros se utilizan, sobre todo en biología molecular, para analizar el material genético.
• Industria farmacéutica: los espectrómetros se utilizan para controlar la composición de los medicamentos, en particular sus principios activos.
• Análisis medioambiental: los espectrómetros pueden utilizarse para detectar numerosas sustancias, como pesticidas, compuestos orgánicos volátiles e hidrocarburos aromáticos.

Espectrómetros de absorción atómica de Agilent

En esta categoría hay espectrómetros de absorción atómica, espectrómetros de absorción molecular y espectrómetros de infrarrojos, que se diferencian por el tipo de análisis y el método de excitación.

Espectrómetros de absorción atómica Como su nombre indica, los espectrómetros de absorción atómica permiten realizar análisis a nivel atómico. Esta técnica suele requerir una etapa previa de atomización, es decir, la disociación de una especie química en átomos libres.
Es una forma muy eficaz de espectrometría de absorción, por lo que tiene una amplia gama de aplicaciones.
Permite realizar mediciones de gran precisión aunque la muestra esté formada por una mezcla compleja de elementos químicos.
Es una técnica de referencia para analizar oligoelementos en una gran variedad de muestras, incluidas las biológicas.
En el sector sanitario, por ejemplo, la espectrometría de absorción atómica se utiliza para analizar con precisión muestras de sangre o tejidos de pacientes.
Podemos distinguir dos tipos de espectrómetros de absorción atómica:

• Espectrómetros de absorción atómica (EAA): Excitación por radiación electromagnética;
• Espectrómetros de absorción de rayos X (XAS): Excitación por rayos X, sin necesidad de atomización previa.

Espectrómetro UV-Visible de Spectronic

Espectrómetros de absorción molecular

Están diseñados para realizar análisis a nivel molecular. Se trata de la técnica más utilizada para el análisis cualitativo y cuantitativo de sustancias. Se basa en la emisión de fotones en la región ultravioleta-visible (UV-Vis) del espectro. La espectroscopia de absorción molecular tiene la ventaja de ser rápida, no destructiva y sencilla de realizar. Sin embargo, sólo es aplicable a muestras poco complejas, ya que la anchura de las bandas de absorción molecular no permite distinguir todos los componentes de una mezcla compleja. Según el modo de excitación, tenemos:

• Espectrómetros UV: longitudes de onda de fotones en la región ultravioleta del espectro (100 nm-400 nm);
• Espectrómetros UV-Visibles: Longitudes de onda de fotones en las regiones ultravioleta y visible (100 nm-750 nm);
• Espectrómetros visibles: Longitudes de onda de fotones en la región visible (400 nm-750 nm);

Espectrómetro de infrarrojos de Bruker

Espectrómetros infrarrojos:

Los espectros de absorción en la región infrarroja permiten determinar la naturaleza de los enlaces químicos que componen una molécula y confirmar así hipótesis estructurales. La espectrometría infrarroja es la técnica de elección para eliminar las ambigüedades sobre la estructura de una molécula. Sin embargo, ofrece poca precisión si la molécula contiene muchos átomos. Esto se debe a que el espectro se vuelve complejo y su interpretación bastante difícil, sobre todo cuando se trata de compuestos orgánicos. En estos casos, se opta por la espectrometría de absorción atómica.

Los espectrómetros de emisión se utilizan principalmente para realizar análisis cuantitativos y cualitativos a nivel atómico.
La muestra analizada se excita y emite radiaciones. La medición cuantitativa de esta radiación, procedente de los átomos excitados, permite determinar la concentración de una sustancia presente en la muestra, es decir, el analito. Éstas son algunas de las características de los espectrómetros de emisión:

• Rango de medición muy amplio y dinámico;
• Análisis cualitativo y cuantitativo de varios elementos con una sola medición;
• Alta precisión y sensibilidad;
• Alta velocidad;
• Sin interferencias químicas.

Hay dos tipos de espectrómetros de emisión, que se diferencian por el modo de excitación y emisión: los espectrómetros de fluorescencia y los espectrómetros de emisión atómica.

Espectrómetro de fluorescencia de Edinburgh Instruments

Espectrómetros de fluorescencia:

La emisión de fluorescencia se produce cuando una partícula es excitada por una radiación electromagnética . La radiación emitida es característica de la partícula analizada. Esta técnica tiene la gran ventaja de ser muy precisa y específica, lo que la hace especialmente adecuada para medir concentraciones muy bajas. Sin embargo, es una técnica más compleja que la espectrometría de absorción.

También existen espectrómetros de fluorescencia de rayos X llamados así porque la excitación se realiza con rayos X.

Espectrómetros de emisión atómica (EEA) Esta técnica se basa en la excitación térmica de los átomos cuando se someten a una temperatura elevada. Sin embargo, la excitación no es selectiva, sino que se produce en todas las partículas que componen la muestra.
Cada línea de emisión corresponde a un elemento y el espectro de emisión permite identificar y cuantificar todos los átomos o moléculas presentes en la muestra.

Los espectrómetros de masa se utilizan para determinar la masa molecular de una sustancia y obtener sus datos estructurales.
Para realizar un análisis por espectrometría de masas, la muestra debe vaporizarse e ionizarse.
El ion molecular resultante se divide en fragmentos, que se separan en un analizador según su relación masa/carga y luego son captados por un detector. El resultado es un espectro de masas, caracterizado por la composición de la muestra. Se trata de una técnica de detección e identificación extremadamente sensible, muy utilizada en el análisis de proteínas, por ejemplo.
Las ventajas y especificidades de esta técnica son las siguientes:

• Amplia gama de aplicaciones, desde el análisis de moléculas muy pequeñas (peso molecular inferior a 2.000 Da) hasta macromoléculas (peso molecular superior a 100.000 Da);
• Gran precisión, que permite determinar el peso molecular con un margen de error máximo de 1 Dalton (Da);
• La combinación con otras técnicas analíticas (cromatografía, por ejemplo) es posible para lograr una precisión aún mayor.