Applications en spectrométrie de masse

  1. Le résultat du passage d'échantillon
  2. L'infusion directe
  3. Le couplage LC-MS
  4. FIA (Flow injection Analysis)
  5. L'analyse directe d'échantillons
  6. La fragmentation d'ions

Le résultat du passage d'échantillon

Le produit attendu est présent

En fonction des conditions optimales (source, polarité, solvant ou matrice et température entre autres), la masse exacte de l'ion attendu est calculée puis comparée à l'expérimentale. Si l'erreur de mesure est reproductible et maintenable en dessous des spécifications de l'instrument, le produit est considéré comme présent. La recherche des bonnes conditions peut représenter jusqu'à 1 semaine d'expériences dans les cas les plus complexes, voire aboutir à une impasse si l'échantillon ne contient pas la molécule attendue ou si l'ionisation est impossible.

La mise en évidence d'impuretés

Si le produit attendu n'est pas présent ou s'il est évident que d'autres produits sont présents. La gamme dynamique permet de zoomer, de découvrir et d'identifier des ions issus de molécules non attendues. L'étude de l'origine des impuretés permet d'orienter le demandeur sur ses choix de solvants, de matières premières, sur la logique de son schéma de synthèse et finalement sur la qualité de sa purification.

L'infusion directe

L'infusion directe consiste à chercher le meilleur solvant pour l'échantillon et à l'injecter directement dans une source à pression atmosphérique par un pousse seringue. Le débit de passage est de l'ordre de 3 à 30 µL par minute. Les avantages de cette technique sont d'obtenir une vue d'ensemble des espèces ionisables sans séparation, ce qui est représentatif de la qualité de l'échantillon, et de pouvoir optimiser au fil de l'eau les paramètres instrumentaux, pour proposer un spectre de très bonne qualité. Un désavantage de cette technique est sa sensibilité aux ions alcalins. Si le composé n'est pas assez dessalé, l'ion majoritaire en mode positif en electrospray sera l'ion pseudo ou quasi moléculaire [M+Na]+.

Le couplage LC-MS

Une force de la spectrométrie de masse en ionisation douce est d'utiliser des sources à pression atmosphérique permettant un couplage aisé. L'un des couplages les plus utilisés en haute résolution est certainement le couplage avec la chromatographie liquide haute performance. Les avantages sont d'obtenir la séparation des constituants d'un échantillon, de pouvoir sélectionner la portion ou le composé attendu est majoritaire et de défavoriser la cationisation par des métaux et alcalins. L'inconvénient majeur est la nécessité de mettre l'échantillon en solution avec un solvant compatible avec la chromatographie liquide en phase inverse, mais aussi  le manque de maîtrise sur l'aspect et la qualité du spectre obtenu.

FIA (Flow injection Analysis)

Un très bon compromis entre l'infusion classique et la LC-MS est l'utilisation de la FIA. Cette technique permet d'injecter par le passeur d'échantillon, une boucle de solvant à un débit donné. La boucle peut contenir un solvant compatible avec l'échantillon ou le mode d'ionisation et le débit est soutenu par un mélange cohérent avec l'appareillage chromatographique. Le désavantage de cette technique est le manque de maîtrise sur l'aspect et la qualité du spectre obtenu.

L'analyse directe d'échantillons

Les modules de source Asap et Dart permettent l'étude directe de poudre de liquide ou d'objet. L'avantage est de pouvoir ainsi ioniser des principes actifs dans leur environnement. Le désavantage majeur reste la quantité de matière observable et le poids moléculaire des entités observables limité (maximum 2kDa).

La fragmentation d'ions

Les techniques douces et assez douces ont été mises au point au départ pour favoriser l'apparition de l'ion pseudo ou quasi moléculaire : [M+H]+ et [M-H]-.
Cette stabilisation des espèces ioniques formées ne s'est pas faite sans compromis, en effet le gain de stabilité a engendré une contrainte forte sur la fragmentabilité et la richesse procurée par les ions issus de la fragmentation, en comparaison avec l'apport en termes d'information structurale des fragments d'impact électronique.
Il est à noter que le plus souvent entre l'ion [M+Na]+ et l'ion [M+H]+, c'est le second qui présentera les meilleures chances de produire un spectre de fragmentation de qualité.