1、1Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited質譜解析入門2Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limitedv 質譜解析的根本規律質譜解析的根本規律v 奇電子離子和偶電子離子奇電子離子和偶電子離子v 氮規那么氮規那么v 環加雙鍵值環加雙鍵值v 同位素峰同位素峰v 低分辨液質聯用儀質譜圖解析根本步驟低分辨液質聯用儀質譜圖解析根本步驟質譜解析入門根本規律3Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limitedv 奇電子離子和偶電

2、子離子奇電子離子和偶電子離子v 奇電子離子：含有一個未成對電子的離子奇電子離子：含有一個未成對電子的離子v 偶電子離子：不含未成對電子偶電子離子：不含未成對電子( (即電子全配對即電子全配對) )的的離子離子v 奇電子離子碎裂可產生奇電子碎片離子或偶電子奇電子離子碎裂可產生奇電子碎片離子或偶電子碎片離子碎片離子v 偶電子離子碎裂產生偶電子碎片離子是有利的偶電子離子碎裂產生偶電子碎片離子是有利的v 通常大氣壓下電離產生的都是準分子離子，屬于通常大氣壓下電離產生的都是準分子離子，屬于偶電子離子。偶電子離子。質譜解析入門根本規律4Shimadzu International Trading (Sha

3、nghai) Co. Limitedv 氮規那么氮規那么v 不含氮的有機物：分子量為偶數不含氮的有機物：分子量為偶數v 含氮的有機物含氮的有機物v 分子量分子量( (單同位素單同位素) )含有奇數氮的有機物，其分子含有奇數氮的有機物，其分子量為奇數；含有偶數氮的有機物，其分子量為偶量為奇數；含有偶數氮的有機物，其分子量為偶數。數。v 奇電子離子：含有奇數氮的奇電子離子的質荷比奇電子離子：含有奇數氮的奇電子離子的質荷比為奇數；含有偶數氮的奇電子離子的質荷比為偶為奇數；含有偶數氮的奇電子離子的質荷比為偶數。數。v 偶電子離子：含有奇數氮的偶電子離子的質荷比偶電子離子：含有奇數氮的偶電子離子的質荷比

4、為偶數；含有偶數氮的偶電子離子的質荷比為奇為偶數；含有偶數氮的偶電子離子的質荷比為奇數。數。質譜解析入門根本規律5Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limitedv 環加雙鍵值環加雙鍵值v 分子中雙鍵的數目和環數的總和就是該分子的環分子中雙鍵的數目和環數的總和就是該分子的環加雙鍵值，也稱為不飽和度。加雙鍵值，也稱為不飽和度。v 從分子式從分子式CxHyNzOn可計算出環加雙鍵值假設可計算出環加雙鍵值假設有有Si或或P，那么，那么Si的數目應加到的數目應加到C的數目的數目x，P的數的數目應加到目應加到N的數目的數目z。假設該分子為全飽和而

5、且。假設該分子為全飽和而且無環，無環，H的數目應為的數目應為2x+2+z，而實踐，而實踐H的數目為的數目為y，因此該分子的環加雙鍵值應為：，因此該分子的環加雙鍵值應為：v 環加雙鍵值環加雙鍵值 = (2x+2+z-y)/2v 根據環加雙鍵值可推測化合物類型。根據環加雙鍵值可推測化合物類型。質譜解析入門根本規律6Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. LimitedNoImagev同位素峰同位素峰v同位素豐度的分布可協助判別峰的元素組成。對于同位素豐度的分布可協助判別峰的元素組成。對于大氣壓下電離，方法如下：大氣壓下電離，方法如下：v1 1、獲

6、取準分子離子峰、獲取準分子離子峰v2 2、找到單同位素峰、找到單同位素峰v3 3、推斷元素個數、推斷元素個數v 優先思索優先思索A+2A+2型元素存在的能夠性，因型元素存在的能夠性，因A+2A+2峰受峰受A+1A+1元素的影響較小，元素的影響較小，A+2A+2元素同位素的自然豐度也較元素同位素的自然豐度也較高，容易判別，尤其是氯和溴。高，容易判別，尤其是氯和溴。v 然后再判別然后再判別A+1A+1元素，可根據其與元素，可根據其與A A峰的強度比，峰的強度比，大致判別大致判別A+1A+1元素的種類和所含個數。元素的種類和所含個數。v4 4、給出能夠的分子式、給出能夠的分子式 質譜解析入門根本規律

7、7Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limitedv 知分子式化合物的定性確證知分子式化合物的定性確證v 判別準分子離子峰：正離子方式判別準分子離子峰：正離子方式M+H+M+H+；負離子；負離子方式方式M-H-M-H-v 判別加合離子峰：正離子方式加鈉，加鉀等；負判別加合離子峰：正離子方式加鈉，加鉀等；負離子方式加氯等離子方式加氯等v 判別同位素豐度與實際值能否吻合判別同位素豐度與實際值能否吻合v 未知化合物的質譜解析未知化合物的質譜解析v 找到準分子離子峰和加合離子峰找到準分子離子峰和加合離子峰v 推斷出單同位素分子量推斷出單同位素分

8、子量v 根據同位素豐度、氮規那么等推斷元素個數根據同位素豐度、氮規那么等推斷元素個數v 根據環加雙鍵值、碎片離子和其他知信息推斷構根據環加雙鍵值、碎片離子和其他知信息推斷構造造v 高分辨質譜、核磁共振確證高分辨質譜、核磁共振確證質譜解析入門根本步驟8Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limitedv 常見的偶電子離子裂解反響：常見的偶電子離子裂解反響：v 臨近帶電位點的鍵的裂解，伴隨電荷轉移并臨近帶電位點的鍵的裂解，伴隨電荷轉移并喪失一穩定的小分子喪失一穩定的小分子v 偶電子離子裂解反響服從宇稱規律，一個偶電子偶電子離子裂解反響服從宇稱

9、規律，一個偶電子離子產生另一偶電子離子及中性碎片離子產生另一偶電子離子及中性碎片 質譜解析 -根本的偶電子離子裂解反響 9Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited 質譜解析質譜解析 -根本的偶電子離子裂解反響根本的偶電子離子裂解反響 1、單鍵裂解伴隨電荷的遷移 CH3-CH2-OH2+ CH3-CH2+ + H2O2、鍵的裂解伴隨環化及電荷的遷移v假設雜原子處于適當的位置，易于發生環化反響，那么產物假設雜原子處于適當的位置，易于發生環化反響，那么產物離子的強度較高離子的強度較高OOHHHOHOHHOH+ H2O10Shimadz

10、u International Trading (Shanghai) Co. Limited 3、 環狀離子斷裂兩個鍵，電荷保管4、兩個鍵的斷裂，伴隨著重排 質譜解析 -根本的偶電子離子裂解反響 11Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. LimitedRCOHOHHRCOHOH+v酯類經過類似的反響生成相當于質子化酸的碎片離子。NHRHH2CNHRHH2CH3CNCH2H+Rv如烴鏈較長，經過六元環的位氫重排為優勢過程，這是發生在偶電子離子上的Mclafferty重排 質譜解析 -根本的偶電子離子裂解反響 12Shimadzu Intern

11、ational Trading (Shanghai) Co. LimitedRNH2RHNRR2PHR2PH3R2OHR2SHR2ORRCORCOOHRSO3HRPO3H 有利于質子有利于質子化生成正化生成正離子離子 有利去質子有利去質子生成負離生成負離子子v少數情況，偶電子離子產生奇電子離子，少數情況，偶電子離子產生奇電子離子， 宏大的宏大的系系統離子統離子13Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited生物分子質譜的解析v生物分子：肽、寡核苷酸和寡糖生物分子：肽、寡核苷酸和寡糖v生物分子的分子離子的裂解，遵照偶電子離子的裂生物分

12、子的分子離子的裂解，遵照偶電子離子的裂解規律解規律v肽、糖和核苷酸離子具有其特定的裂解途徑，產生肽、糖和核苷酸離子具有其特定的裂解途徑，產生的碎片離子有其特定的命名的碎片離子有其特定的命名14Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited肽產生的離子的命名肽產生的離子的命名 15Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited寡核苷酸產生的離子的命名寡核苷酸產生的離子的命名磷酸二酯鍵的4種能夠的裂解產生8種離子，含5-OH的離子稱an 、bn 、cn和dn而含3-OH的離子稱w

13、n 、xn 、yn和zn。下標n指示其裂解位置。堿基的進一步喪失用括號表示，如a3-B3A表示鍵的開裂發生在3位的磷酸二酯基的核糖碳原子和氧原子之間并在同一位置進一步喪失了腺苷堿基。16Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited為了解釋互補離子an-Bn和wn的構成，提出了幾種裂解途徑，例如：上述裂解途徑中首先經過1，2消除喪失堿基。這一消除能夠是由于分子間的堿催化產生的3磷酸酯基的帶負電的氧原子。然后，由這一中間體經過磷酸二酯基的3C-O鍵的開裂產生an-Bn和wn碎片。17Shimadzu International Trad

14、ing (Shanghai) Co. Limited寡糖產生的離子的命名寡糖產生的離子的命名電荷保管在非復原端的碎片稱A、B、C，而電荷保管在復原端的碎片稱X、Y、Z18Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited構成B、Y的機制 19Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited構成A、X的機制 20Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited黃酮苷產生的離子的命名黃酮苷產生的離子的命名21Shimadzu I

15、nternational Trading (Shanghai) Co. Limitedv 實例一.有機小分子的定性確證及雜質推斷v 實例二.蛋白質分子量的計算質譜解析實例22Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited 知樣品主成分為氨基硫化合物，其分子式C11H16N2SO5，分子量288.32，準確質量數288.08，構造式如以下圖所示:實例一.合成有機小分子化合物定性確證NOOSNCOOHHCOCH323Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited樣品的TIC圖ES

16、I+樣品的色譜圖24Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited目的峰質譜圖中的m/z=289.10為M+H+，m/z=311.10為M+Na+，m/z=327.05為M+K+，m/z=352.15為M+Na+CH3CN+。主成分質譜圖50100150200250300350400450m/z0.01.02.03.04.05.06.0Inten. (x100,000)289.10327.05352.15311.1025Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited實踐同位素

17、豐度比100:14.94:6.91與實際同位素豐度比100:13.81:6.43一致。闡明分子式是符合實際值的。同位素豐度280.0282.5285.0287.5290.0292.5295.0297.5m/z0.000.250.500.751.001.25Inten.(x1,000,000)289.1290.1291.1288.2284.126Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limitedm/z=303.10為M+H+，m/z=325.10為M+Na+，m/z=341.10為M+K+，m/z=366.15為M+Na+CH3CN+。雜質

18、加合離子峰與主成分質譜圖類似，且比主成分多了14 amu，所以能夠的分子式為C12H18N2SO5。雜質的質譜圖和推斷100150200250300350400450m/z0.00.51.01.52.0Inten.(x100,000)366.15303.10325.10341.1027Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited某蛋白質的質譜圖如上圖，如何計算該蛋白質分子量?實例二.蛋白質的分子量計算7501000125015001750m/z0.000.250.500.751.001.251.501.752.002.25Inten.(x10,000,000)1131106012119981305943141389315422