质谱检验技术基础理论考核试题及答案

质谱检验技术基础理论考核试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1.质谱仪的核心功能是测定物质的：A.紫外吸收光谱B.分子离子及碎片离子的质荷比C.核磁共振信号D.红外特征官能团答案：B2.电子轰击电离（EI）的典型轰击电子能量为：A.7eVB.70eVC.700eVD.7000eV答案：B3.以下哪种质量分析器的质量范围最大？A.磁偏转质量分析器B.四极杆质量分析器C.飞行时间质量分析器（TOF）D.离子阱质量分析器答案：C4.电喷雾ionization（ESI）属于：A.硬电离技术，易产生碎片离子B.软电离技术，易产生分子离子或准分子离子C.适用于小分子挥发性物质D.需高真空环境完成电离答案：B5.分辨率（R）定义为相邻两峰质量数之差与其中较小质量数的比值，若m1=100.0，m2=100.5，则R为：A.200B.50C.100D.150答案：A（计算：R=m1/(m2-m1)=100.0/(100.5-100.0)=200）二、填空题（每空1分，共10分）1.质谱仪的基本组成包括________、________、质量分析器、检测器和数据处理系统。答案：离子源；真空系统2.基质辅助激光解吸电离（MALDI）常用的基质材料为________（举1例），其主要作用是________。答案：α-氰基-4-羟基肉桂酸（CHCA）；吸收激光能量并传递给样品分子，减少样品分解3.四极杆质量分析器通过调节________和________电压实现质量筛选。答案：直流（DC）；射频（RF）4.同位素峰簇中，若某分子含n个Cl原子，其M+2峰强度约为M峰的________倍（已知35Cl:37Cl≈3:1）。答案：n×(1/3)（或更准确的二项式展开系数，如n=1时约1/3，n=2时约(3×1)/(3²)=1/3，但严格计算为C(n,1)(1/3)^1(3/3)^(n-1)，此处简化为n×1/3）三、简答题（每题8分，共24分）1.简述电子轰击电离（EI）的工作原理及优缺点。答案：EI原理：样品分子在高真空下被70eV高能电子束轰击，分子失去一个外层电子形成分子离子（M+·），部分分子离子进一步碎裂为碎片离子。优点：电离效率高，图谱重复性好，标准谱库丰富；缺点：硬电离导致分子离子峰弱或缺失（尤其对于大分子或易分解物质），不适用于难挥发、热不稳定样品。2.比较电喷雾电离（ESI）与基质辅助激光解吸电离（MALDI）的主要差异（至少4点）。答案：①电离环境：ESI通常在大气压下进行，MALDI需真空；②样品状态：ESI适用于液体样品（溶液），MALDI需固体样品（与基质共结晶）；③离子类型：ESI易产生多电荷离子（如[M+nH]n+），MALDI多为单电荷离子；④应用范围：ESI常用于蛋白质、多肽等生物大分子的液相色谱-质谱联用，MALDI多用于大分子质量测定（如蛋白质分子量）及成像质谱；⑤碎片离子：ESI源内碎裂可控性强，MALDI通常碎片较少。3.解释“质量歧视效应”及其对质谱定量分析的影响。答案：质量歧视效应指质谱仪对不同质荷比离子的检测效率不一致的现象。例如，四极杆质量分析器可能对低质量离子传输效率更高，飞行时间质量分析器可能因离子初始动能差异导致不同质量离子到达检测器的时间偏差。影响：若未校正，会导致不同质荷比的目标物响应因子偏离真实浓度比例，降低定量准确性，尤其在多组分同时分析时需通过内标法或外标校正消除。四、计算题（每题8分，共16分）1.某化合物分子式为C5H10O2，其分子离子峰m/z=102（M），已知13C天然丰度1.1%，2H（D）0.015%，17O0.04%，18O0.2%。计算M+1峰的相对强度（以M峰为100%）。答案：M+1峰主要由13C贡献（其他同位素丰度可忽略）。分子中含5个C原子，故13C贡献为5×1.1%=5.5%；H（10个）的2H贡献为10×0.015%=0.15%；O（2个）的17O贡献为2×0.04%=0.08%。总M+1相对强度≈5.5%+0.15%+0.08%≈5.73%（通常忽略H和O的微小贡献，近似为5×1.1%=5.5%）。2.某飞行时间质量分析器的加速电压为20kV，离子从离子源到检测器的飞行距离为1.5m，计算质荷比（m/z）=500的离子飞行时间（已知e=1.6×10-19C，m=1.66×10-27kg×500）。答案：离子动能=zeV=1×1.6×10-19C×20000V=3.2×10-15J；动能=½mv²，故v=√(2zeV/m)。m=500×1.66×10-27kg=8.3×10-25kg；v=√(2×