Espectrometría de masas en condiciones ambientales con ionización por desorción con electrospray

Abstract

La espectrometría de masas (MS) en condiciones ambientales es un campo nuevo de gran utilidad y de rápido crecimiento que provee espectros de masas de alta sensibilidad directamente a partir de superficies a presión atmosférica. Para ello se utilizan diversas técnicas de ionización, entre ellas: la ionización por desorción con electrospray (DESI: desorption electrospray ionization), el análisis directo en tiempo real (DART: direct analysis in real time), la ionización por desorción asistida por plasma (PADI: plasma assisted desorption ionization) y la ionización extractiva por electrospray (EESI: extractive electrospray ionization). Este trabajo se refiere en particular a los fundamentos y aplicaciones de DESI-MS con espectrometría de masas de imágenes. Entre otras aplicaciones, DESI es utilizado para el análisis directo de medicamentos y formulaciones farmacéuticas, muestras de fluidos biológicos, análisis forense, impresiones digitales, alimentos, cultivos de bacterias, identificación y distribución espacial de compuestos químicos en tejidos de origen animal y vegetal, y análisis de biomarcadores moleculares. Se destaca la posibilidad de combinación con cromatografía en capa delgada y con electroferogramas a fin de identificar mediante espectrometría de masas los compuestos presentes. Esta técnica no requiere preparación de las muestras y no implica el uso de matrices de ionización. Esto simplifica enormemente el procedimiento experimental y evita la redistribución de los analitos durante la deposición de la matriz. Se discute el análisis forense realizado con DESI-MS y DESI-MS/MS, respecto a: la detección de explosivos y agentes simulantes de guerra química en superficies sólidas cerca o a distancia del espectrómetro, análisis de telas o vestimenta en busca de explosivos y drogas, análisis de imágenes para la verificación de documentos, análisis sobre piel humana, análisis de residuos de disparos, análisis de gases tóxicos industriales y de agentes simulantes de guerra, de destilados de petróleo y de polímeros sintéticos. Se analizan las aplicaciones efectuadas en el campo de la lipidómica, proteómica y metabolómica. Por último, se brinda la información existente sobre el análisis cuantitativo realizado mediante DESI-MS.

Ambient mass spectrometry is a useful and rapidly growing new field that provides high sensitivity mass spectra directly from surfaces at atmospheric pressure. Various ionization techniques, including desorption electrospray ionization (DESI), direct analysis in real time (DART), plasma assisted desorption ionization (PADI) and extractive electrospray ionization (EESI) have been used. This paper refers particularly to the fundamentals and applications of DESI-MS based on imaging mass spectrometry. Among other applications, DESI is used for direct analysis of drugs and pharmaceutical formulations, samples of biological fluids, forensics, fingerprints, food, cultures of bacteria, identification and spatial distribution of chemicals in animal and plant tissues, and molecular biomarkers. It highlights the possibility of combination with thin layer chromatography and electropherograms to identify the compounds by mass spectrometry. This technique requires no sample preparation, and does not involve the use of matrix of ionization. It simplifies greatly the experimental procedure and avoids the redistribution of analytes during matrix deposition. The forensic analysis carried out by DESI-MS and DESI-MS/MS is discussed, including the detection of explosives and chemical warfare agents on solid surfaces near or at a distance from the mass spectrometer, analysis of fabric or clothing for explosives and drugs, image analysis for verification of documents, analysis of human skin, gunshot residue analysis, analysis of toxic gases and industrial warfare agent simulants, petroleum distillates and synthetic polymers. Aplications in the field of lipidomics, proteomics, and metabolomics are analyzed. Finally, current information on the quantitative analysis performed by DESI-MS is provided.