GabaritoC — pela combinação de tensões DC e AC aplicadas aos eletrodos do quadrupolo.
Gabarito: letra C. A estabilidade da trajetória de um íon em um analisador quadrupolar é determinada pela combinação de tensões DC (corrente contínua) e AC (corrente alternada, radiofrequência) aplicadas aos eletrodos do quadrupolo. Esse é o princípio fundamental de funcionamento do filtro de massas quadrupolar, que seleciona íons com base na razão massa/carga () ao criar um campo elétrico oscilante que mantém apenas íons com determinada trajetória estável.
O analisador quadrupolar é um dos tipos mais comuns de espectrômetros de massa. Ele consiste em quatro hastes metálicas paralelas, dispostas simetricamente, às quais são aplicadas combinações de tensões: uma componente DC (constante) e uma componente AC (alternada, geralmente em radiofrequência). A combinação dessas tensões gera um campo elétrico dinâmico no espaço entre as hastes. Esse campo faz com que os íons, ao entrarem no quadrupolo, oscilem em trajetórias complexas. A estabilidade dessas trajetórias depende criticamente dos valores das tensões DC e AC e da frequência da componente AC. Ajustando-se esses parâmetros, é possível fazer com que apenas íons com uma faixa específica de tenham trajetória estável e consigam atravessar o analisador até o detector, enquanto os demais colidem com as hastes e são eliminados. Esse é o princípio de seleção de massa do quadrupolo.
A física por trás desse fenômeno é descrita pelas equações de Mathieu, que modelam o movimento de partículas carregadas em campos elétricos periódicos. A solução dessas equações define regiões de estabilidade e instabilidade no espaço de parâmetros (que envolvem as tensões DC e AC). Na prática, ao varrer as tensões DC e AC mantendo uma razão constante, o espectrômetro varre a faixa de massas, permitindo a obtenção do espectro de massas. É por isso que a alternativa C está correta: a estabilidade é determinada pela combinação das tensões DC e AC aplicadas aos eletrodos.
As demais alternativas apresentam fatores que não influenciam diretamente a estabilidade da trajetória no quadrupolo. O campo magnético, a velocidade do feixe de elétrons (que nem é o que entra no quadrupolo — são os íons), a temperatura do vácuo e o tipo de laser na fonte de ionização são irrelevantes para o mecanismo de seleção do quadrupolo. A pegadinha da questão está em associar o funcionamento do quadrupolo a outros fenômenos físicos, como o campo magnético (que é usado em outros tipos de analisadores, como o setor magnético) ou a velocidade do feixe (que é um parâmetro em outros contextos, como no tempo de voo).
Guarde a distinção: o quadrupolo usa campo elétrico oscilante (tensões DC + AC) para filtrar íons por , enquanto outros analisadores, como o setor magnético, usam campo magnético, e o tempo de voo (TOF) usa a velocidade dos íons. É exatamente essa fronteira que as alternativas exploram.
Afirma que a estabilidade é determinada apenas pelo campo magnético aplicado. Isso está errado: o analisador quadrupolar não utiliza campo magnético para filtrar íons. O campo magnético é o princípio de funcionamento de outros analisadores, como o espectrômetro de massa de setor magnético, que desvia íons em trajetória circular. No quadrupolo, o que atua é o campo elétrico gerado pelas tensões DC e AC nos eletrodos.
Afirma que a estabilidade é determinada pela velocidade do feixe de elétrons. Há dois erros aqui: primeiro, o que entra no quadrupolo são íons, não elétrons; segundo, a velocidade não é o parâmetro que controla a estabilidade da trajetória no quadrupolo. A velocidade dos íons influencia o tempo de voo em analisadores TOF, mas no quadrupolo o que importa é a razão e as tensões aplicadas.
A estabilidade da trajetória do íon no quadrupolo é determinada pela combinação de tensões DC e AC aplicadas aos eletrodos. Essa combinação cria um campo elétrico oscilante que atua como um filtro de massas, permitindo que apenas íons com determinada razão tenham trajetória estável e cheguem ao detector. É o princípio fundamental do analisador quadrupolar.
Afirma que a estabilidade é determinada pela temperatura do vácuo. A temperatura do vácuo não é um parâmetro de controle da estabilidade no quadrupolo. Embora a qualidade do vácuo seja importante para evitar colisões com moléculas residuais, a temperatura em si não determina a estabilidade da trajetória iônica no analisador.
Afirma que a estabilidade é determinada pelo tipo de laser usado na fonte de ionização. O laser é usado na fonte de ionização (como em MALDI) para gerar íons, mas não tem influência sobre a estabilidade da trajetória dentro do quadrupolo. A estabilidade é governada exclusivamente pelas tensões aplicadas aos eletrodos do quadrupolo.
A banca tenta confundir o princípio do quadrupolo com outros analisadores de massa. O candidato pode associar "campo magnético" (alternativa A) ao funcionamento de espectrômetros de massa, mas o quadrupolo usa campo elétrico oscilante. Da mesma forma, a "velocidade do feixe" (alternativa B) remete ao TOF, e o "laser" (alternativa E) à ionização MALDI. Fique atento: cada analisador tem seu princípio físico específico, e o quadrupolo é o caso do campo elétrico dinâmico.
Gabarito: letra C
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