ionización por pulverización electrostática

La ionización por pulverización electrostática ( ESTASI ) es un método de ionización ambiental para el análisis por espectrometría de masas (EM) de muestras ubicadas en una superficie plana o porosa, o dentro de un microcanal. Fue desarrollado en 2011 por el grupo del profesor Hubert H. Girault en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en Suiza. ^{[ 1 ]} En un proceso ESTASI típico, una gota de un disolvente prótico que contiene analitos se deposita sobre un área de muestra de interés que a su vez está montada sobre un sustrato aislante. Debajo de este sustrato y justo debajo de la gota, se coloca un electrodo y se conecta a un alto voltaje pulsado (HV) para cargar electrostáticamente la gota durante la pulsación. Cuando la presión electrostática es mayor que la tensión superficial , se pulverizan gotas e iones. ESTASI es un proceso sin contacto basado en el acoplamiento capacitivo. Una ventaja de ESTASI es que el electrodo y la gota de muestra actúan sin contacto, evitando así cualquier oxidación o reducción de los compuestos de la muestra en la superficie del electrodo, lo que suele ocurrir durante la ionización por electrospray estándar (ESI). ^{[ 2 ]} ESTASI es una nueva y potente técnica de ionización ambiental que ya ha encontrado numerosas aplicaciones en la detección de diferentes analitos, como moléculas orgánicas, péptidos y proteínas con pesos moleculares de hasta 70 kDa. ^{[ 1 ]} Además, se ha utilizado para acoplar la espectrometría de masas con diversas técnicas de separación, incluyendo la electroforesis capilar y el enfoque isoeléctrico en gel , ^{[ 1 ] [ 3 ]} y se ha aplicado con éxito a presión atmosférica para el análisis directo de muestras con tan solo unos pocos pasos de preparación. ^{[ 4 ]}

ESTASI es un método de ionización por electrospray (ESI) sin contacto, como ESI de barrera dieléctrica ^{[ 5 ]} y ESI inducida o inductiva ^{[ 3 ]} . En ESTASI, un electrodo se coloca cerca de una muestra separada únicamente por una capa aislante. La muestra se cubre con una gota de solución (de nanolitros a microlitros); y se aplica una onda cuadrada de alto voltaje (HV) entre el electrodo y el capilar de entrada del espectrómetro de masas. Se produce la ionización de la muestra y los iones se recogen para su análisis mediante espectrometría de masas. La onda cuadrada de alto voltaje se puede generar amplificando la tensión de onda cuadrada de un generador de funciones. Alternativamente, se puede producir mediante un circuito eléctrico que comprende una fuente de alimentación de corriente continua de alto voltaje y dos interruptores que conectan el electrodo a la fuente de alto voltaje o a tierra.

Cuando se aplica un alto voltaje positivo al electrodo con respecto al espectrómetro de masas, se genera una dispersión de cationes a partir de la gota que contiene los analitos de la muestra debido al fuerte campo eléctrico entre el electrodo y el espectrómetro de masas. Los aniones en exceso permanecen dentro de la gota sobre el sustrato y posteriormente se dispersan al conectar a tierra el electrodo. De esta manera, tanto los cationes como los aniones se miden mediante espectrometría de masas en un mismo experimento.

El método ESTASI se puede aplicar a una amplia gama de geometrías, por ejemplo, muestras en capilares, en puntas de pipetas desechables , en microcanales de polímero y en gotas de micro y nanolitros sobre placas de polímero o porosas. Con esta última geometría, las moléculas en una superficie se pueden ionizar directamente para su detección por espectrometría de masas simplemente añadiendo una gota de tampón que disuelva la molécula objetivo. Las aplicaciones actuales de ESTASI incluyen principalmente:

Espectrometría de masas con ionización ambiental para el análisis directo de muestras con una preparación mínima.

El análisis ESTASI de muchos tipos de muestras puede realizarse sin pretratamientos específicos. Un ejemplo es el análisis rápido de perfumes, donde el perfume se rocía directamente sobre un papel perfumado para formar microgotas de nanolitros, a partir de las cuales se genera el análisis ESTASI. ^{[ 6 ]}

• WO 2013102670 A1 - Patente "Método de ionización por pulverización electrostática"
• Cómo detectar perfumes falsificados - 25 de septiembre de 2013 por Nik Papageorgiou, phys.org