质谱解析入门-基本规律ppt课件

1、1Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited质谱解析入门2Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limitedv 质谱解析的根本规律质谱解析的根本规律v 奇电子离子和偶电子离子奇电子离子和偶电子离子v 氮规那么氮规那么v 环加双键值环加双键值v 同位素峰同位素峰v 低分辨液质联用仪质谱图解析根本步骤低分辨液质联用仪质谱图解析根本步骤质谱解析入门根本规律3Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limitedv 奇电子离子和偶电

2、子离子奇电子离子和偶电子离子v 奇电子离子：含有一个未成对电子的离子奇电子离子：含有一个未成对电子的离子v 偶电子离子：不含未成对电子偶电子离子：不含未成对电子( (即电子全配对即电子全配对) )的的离子离子v 奇电子离子碎裂可产生奇电子碎片离子或偶电子奇电子离子碎裂可产生奇电子碎片离子或偶电子碎片离子碎片离子v 偶电子离子碎裂产生偶电子碎片离子是有利的偶电子离子碎裂产生偶电子碎片离子是有利的v 通常大气压下电离产生的都是准分子离子，属于通常大气压下电离产生的都是准分子离子，属于偶电子离子。偶电子离子。质谱解析入门根本规律4Shimadzu International Trading (Sha

3、nghai) Co. Limitedv 氮规那么氮规那么v 不含氮的有机物：分子量为偶数不含氮的有机物：分子量为偶数v 含氮的有机物含氮的有机物v 分子量分子量( (单同位素单同位素) )含有奇数氮的有机物，其分子含有奇数氮的有机物，其分子量为奇数；含有偶数氮的有机物，其分子量为偶量为奇数；含有偶数氮的有机物，其分子量为偶数。数。v 奇电子离子：含有奇数氮的奇电子离子的质荷比奇电子离子：含有奇数氮的奇电子离子的质荷比为奇数；含有偶数氮的奇电子离子的质荷比为偶为奇数；含有偶数氮的奇电子离子的质荷比为偶数。数。v 偶电子离子：含有奇数氮的偶电子离子的质荷比偶电子离子：含有奇数氮的偶电子离子的质荷比

4、为偶数；含有偶数氮的偶电子离子的质荷比为奇为偶数；含有偶数氮的偶电子离子的质荷比为奇数。数。质谱解析入门根本规律5Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limitedv 环加双键值环加双键值v 分子中双键的数目和环数的总和就是该分子的环分子中双键的数目和环数的总和就是该分子的环加双键值，也称为不饱和度。加双键值，也称为不饱和度。v 从分子式从分子式CxHyNzOn可计算出环加双键值假设可计算出环加双键值假设有有Si或或P，那么，那么Si的数目应加到的数目应加到C的数目的数目x，P的数的数目应加到目应加到N的数目的数目z。假设该分子为全饱和而

5、且。假设该分子为全饱和而且无环，无环，H的数目应为的数目应为2x+2+z，而实践，而实践H的数目为的数目为y，因此该分子的环加双键值应为：，因此该分子的环加双键值应为：v 环加双键值环加双键值 = (2x+2+z-y)/2v 根据环加双键值可推测化合物类型。根据环加双键值可推测化合物类型。质谱解析入门根本规律6Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limitedv同位素峰同位素峰v同位素丰度的分布可协助判别峰的元素组成。对同位素丰度的分布可协助判别峰的元素组成。对于大气压下电离，方法如下：于大气压下电离，方法如下：v1 1、获取准分子离子峰

6、、获取准分子离子峰v2 2、找到单同位素峰、找到单同位素峰v3 3、推断元素个数、推断元素个数v 优先思索优先思索A+2A+2型元素存在的能够性，因型元素存在的能够性，因A+2A+2峰峰受受A+1A+1元素的影响较小，元素的影响较小，A+2A+2元素同位素的自然丰度元素同位素的自然丰度也较高，容易判别，尤其是氯和溴。也较高，容易判别，尤其是氯和溴。v 然后再判别然后再判别A+1A+1元素，可根据其与元素，可根据其与A A峰的强度峰的强度比，大致判别比，大致判别A+1A+1元素的种类和所含个数。元素的种类和所含个数。v4 4、给出能够的分子式、给出能够的分子式 质谱解析入门根本规律7Shimad

7、zu International Trading (Shanghai) Co. Limitedv 知分子式化合物的定性确证知分子式化合物的定性确证v 判别准分子离子峰：正离子方式判别准分子离子峰：正离子方式M+H+M+H+；负离子；负离子方式方式M-H-M-H-v 判别加合离子峰：正离子方式加钠，加钾等；负判别加合离子峰：正离子方式加钠，加钾等；负离子方式加氯等离子方式加氯等v 判别同位素丰度与实际值能否吻合判别同位素丰度与实际值能否吻合v 未知化合物的质谱解析未知化合物的质谱解析v 找到准分子离子峰和加合离子峰找到准分子离子峰和加合离子峰v 推断出单同位素分子量推断出单同位素分子量v 根据同

8、位素丰度、氮规那么等推断元素个数根据同位素丰度、氮规那么等推断元素个数v 根据环加双键值、碎片离子和其他知信息推断构根据环加双键值、碎片离子和其他知信息推断构造造v 高分辨质谱、核磁共振确证高分辨质谱、核磁共振确证质谱解析入门根本步骤8Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limitedv 常见的偶电子离子裂解反响：常见的偶电子离子裂解反响：v 临近带电位点的键的裂解，伴随电荷转移并临近带电位点的键的裂解，伴随电荷转移并丧失一稳定的小分子丧失一稳定的小分子v 偶电子离子裂解反响服从宇称规律，一个偶电子偶电子离子裂解反响服从宇称规律，一个偶电

9、子离子产生另一偶电子离子及中性碎片离子产生另一偶电子离子及中性碎片 质谱解析 -根本的偶电子离子裂解反响 9Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited 质谱解析质谱解析 -根本的偶电子离子裂解反响根本的偶电子离子裂解反响 1、单键裂解伴随电荷的迁移 CH3-CH2-OH2+ CH3-CH2+ + H2O2、键的裂解伴随环化及电荷的迁移v假设杂原子处于适当的位置，易于发生环化反响，那么产物假设杂原子处于适当的位置，易于发生环化反响，那么产物离子的强度较高离子的强度较高OOHHHOHOHHOH+ H2O10Shimadzu Inter

10、national Trading (Shanghai) Co. Limited 3、 环状离子断裂两个键，电荷保管4、两个键的断裂，伴随着重排 质谱解析 -根本的偶电子离子裂解反响 11Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. LimitedRCOHOHHRCOHOH+v酯类经过类似的反响生成相当于质子化酸的碎片离子。NHRHH2CNHRHH2CH3CNCH2H+Rv如烃链较长，经过六元环的位氢重排为优势过程，这是发生在偶电子离子上的Mclafferty重排 质谱解析 -根本的偶电子离子裂解反响 12Shimadzu International

11、 Trading (Shanghai) Co. LimitedRNH2RHNRR2PHR2PH3R2OHR2SHR2ORRCORCOOHRSO3HRPO3H 有利于质子有利于质子化生成正化生成正离子离子 有利去质子有利去质子生成负离生成负离子子v少数情况，偶电子离子产生奇电子离子，少数情况，偶电子离子产生奇电子离子， 宏大的宏大的系系统离子统离子13Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited生物分子质谱的解析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生物分子的分子离子的裂解，遵照偶电子离子的裂生物分子的分子离子的

12、裂解，遵照偶电子离子的裂解规律解规律v肽、糖和核苷酸离子具有其特定的裂解途径，产生肽、糖和核苷酸离子具有其特定的裂解途径，产生的碎片离子有其特定的命名的碎片离子有其特定的命名14Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited肽产生的离子的命名肽产生的离子的命名 15Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited寡核苷酸产生的离子的命名寡核苷酸产生的离子的命名磷酸二酯键的4种能够的裂解产生8种离子，含5-OH的离子称an 、bn 、cn和dn而含3-OH的离子称wn 、xn 、

13、yn和zn。下标n指示其裂解位置。碱基的进一步丧失用括号表示，如a3-B3A表示键的开裂发生在3位的磷酸二酯基的核糖碳原子和氧原子之间并在同一位置进一步丧失了腺苷碱基。16Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited为了解释互补离子an-Bn和wn的构成，提出了几种裂解途径，例如：上述裂解途径中首先经过1，2消除丧失碱基。这一消除能够是由于分子间的碱催化产生的3磷酸酯基的带负电的氧原子。然后，由这一中间体经过磷酸二酯基的3C-O键的开裂产生an-Bn和wn碎片。17Shimadzu International Trading (Sh

14、anghai) Co. Limited寡糖产生的离子的命名寡糖产生的离子的命名电荷保管在非复原端的碎片称A、B、C，而电荷保管在复原端的碎片称X、Y、Z18Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited构成B、Y的机制 19Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited构成A、X的机制 20Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited黄酮苷产生的离子的命名黄酮苷产生的离子的命名21Shimadzu Internat

15、ional Trading (Shanghai) Co. Limitedv 实例一.有机小分子的定性确证及杂质推断v 实例二.蛋白质分子量的计算质谱解析实例22Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited 知样品主成分为氨基硫化合物，其分子式C11H16N2SO5，分子量288.32，准确质量数288.08，构造式如以下图所示:实例一.合成有机小分子化合物定性确证NOOSNCOOHHCOCH323Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited样品的TIC图ESI+样品的色谱

16、图24Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited目的峰质谱图中的m/z=289.10为M+H+，m/z=311.10为M+Na+，m/z=327.05为M+K+，m/z=352.15为M+Na+CH3CN+。主成分质谱图50100150200250300350400450m/z0.01.02.03.04.05.06.0Inten. (x100,000)289.10327.05352.15311.1025Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited实践同位素丰度比100:

17、14.94:6.91与实际同位素丰度比100:13.81:6.43一致。阐明分子式是符合实际值的。同位素丰度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为M+H+，m/z=325.10为M+Na+，m/z=341.10为M+K+，m/z=366.15为M+Na+CH3CN+。杂质加合离子峰与主

18、成分质谱图类似，且比主成分多了14 amu，所以能够的分子式为C12H18N2SO5。杂质的质谱图和推断100150200250300350400450m/z0.00.51.01.52.0Inten.(x100,000)366.15303.10325.10341.1027Shimadzu International Trading (Shanghai) Co. Limited某蛋白质的质谱图如上图，如何计算该蛋白质分子量?实例二.蛋白质的分子量计算7501000125015001750m/z0.000.250.500.751.001.251.501.752.002.25Inten.(x10,000,000)1131106012119981305943141389315422