第六章 質(zhì)譜分析法(MS)

1、1第六章第六章 質(zhì)譜分析法質(zhì)譜分析法(MS)6.1 概述概述6.2 質(zhì)譜儀器質(zhì)譜儀器 8.2.1 質(zhì)譜儀器構(gòu)成質(zhì)譜儀器構(gòu)成 8.2.2 離子源離子源 8.2.3 質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器 8.2.4 檢測(cè)器檢測(cè)器 8.2.5 傅立葉變換質(zhì)譜儀傅立葉變換質(zhì)譜儀 8.2.6 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)6.3 質(zhì)譜解析質(zhì)譜解析 8.3.1 質(zhì)譜中的離子質(zhì)譜中的離子 8.3.2 常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜 8.3.3 26.1 概述概述第六章第六章 質(zhì)譜分析法質(zhì)譜分析法(MS)質(zhì)譜分析法是通過測(cè)定待測(cè)樣品離子的質(zhì)荷比（質(zhì)譜分析法是通過測(cè)定待測(cè)樣品離子的質(zhì)荷比（mass-to-charge-ra

2、tio）來進(jìn)行分析的方法。）來進(jìn)行分析的方法。Overview of Mass SpectrometryMass SpectrumMass AnalyzerIonizationM+/FragmentationSample Molecule (M)36.2 質(zhì)譜儀器質(zhì)譜儀器6.2.1 質(zhì)譜儀器構(gòu)成質(zhì)譜儀器構(gòu)成Inlet system Ion SourceAnalyzerIon DetectorComputerMass Spectrumm/z離子源離子源進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器檢測(cè)器檢測(cè)器真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)10-2-10-6Pa4探頭經(jīng)封閉的探頭經(jīng)封閉的真空系統(tǒng)直接真空系統(tǒng)直接插入距離子

3、源插入距離子源數(shù)數(shù)mmmm位置位置直接探頭進(jìn)樣直接探頭進(jìn)樣The direct probe inlet: 固體或非揮發(fā)性固體或非揮發(fā)性液體液體色譜進(jìn)樣：色譜進(jìn)樣：GC, LC玻璃或氧化鋁毛細(xì)管玻璃或氧化鋁毛細(xì)管細(xì)線或小杯細(xì)線或小杯質(zhì)譜常見進(jìn)樣方法質(zhì)譜常見進(jìn)樣方法56.2.2 離子源離子源Gas phase sources: EI, CI, FIDesorption sources: FD, FAB, APCI, ESI, TSP, LD, MALDIHard sources: EISoft sources: CI, FI, FD, FAB, APCI, ESI, TSP, LD, MALDI6

4、.2 質(zhì)譜儀器質(zhì)譜儀器6 1 電子電離源電子電離源(electron ionization EI)電子束電子束NS附加磁場(chǎng)使離子螺旋前進(jìn)附加磁場(chǎng)使離子螺旋前進(jìn)增加碰撞機(jī)會(huì)增加碰撞機(jī)會(huì)7 電子電離源中分子離子及碎片離子的形成電子電離源中分子離子及碎片離子的形成ABCDABCD+ 2e-e-ABAACD+ BCD+ BCD+BC+ D+ AB+B + A+A + B+ CD+D + C+C + D+ABCDADBC+ AD+ BC+BCADABCD + ABCD(ABCD)2BCD+ ABCDA+形成分子離子形成分子離子裂解成碎片離子裂解成碎片離子裂解重排裂解重排裂解碰撞裂解碰撞6.2.2 離子源

5、離子源6.2 質(zhì)譜儀器質(zhì)譜儀器8電子電離源的特點(diǎn)：電子電離源的特點(diǎn)： 1 電離電壓：電離電壓：70eV2 加一小磁場(chǎng)增加電離幾率。加一小磁場(chǎng)增加電離幾率。3 EI源碎片離子多，結(jié)構(gòu)信息豐富，有標(biāo)準(zhǔn)化合物質(zhì)譜庫。源碎片離子多，結(jié)構(gòu)信息豐富，有標(biāo)準(zhǔn)化合物質(zhì)譜庫。4 樣品在氣態(tài)下電離，不能汽化的樣品不能分析，主要用于樣品在氣態(tài)下電離，不能汽化的樣品不能分析，主要用于 氣氣-質(zhì)聯(lián)用儀。質(zhì)聯(lián)用儀。5 有些樣品得不到分子離子。有些樣品得不到分子離子。6 適用于分子量低于適用于分子量低于1000的樣品。的樣品。6.2.2 離子源離子源6.2 質(zhì)譜儀器質(zhì)譜儀器9 2 化學(xué)電離源化學(xué)電離源(chemical i

6、onization CI)反應(yīng)氣與樣品分子碰撞使之電離，結(jié)構(gòu)同反應(yīng)氣與樣品分子碰撞使之電離，結(jié)構(gòu)同EI，一般儀器，一般儀器EI和和CI可以互相切換可以互相切換+ Re-RRRRH+ (R-H)反應(yīng)氣的反應(yīng)反應(yīng)氣的反應(yīng)CH5+ CH4+ CH3CH4C2H5+ CH3+ H2CH4C2H3+C3H5+甲烷為反應(yīng)氣時(shí)甲烷為反應(yīng)氣時(shí)主要存在主要存在形式形式+ RMHRH+ M+ R + H2C10H21RH+ C10H22+ MR + M+R+ C2H5+M+ C2H5+M+ NH4+M+ NH4+M+ e-(thermal)MM加氫反應(yīng)，樣品對(duì)質(zhì)子親和力強(qiáng)加氫反應(yīng)，樣品對(duì)質(zhì)子親和力強(qiáng)烷烴脫氫反應(yīng)，

7、對(duì)質(zhì)子親和力弱烷烴脫氫反應(yīng)，對(duì)質(zhì)子親和力弱電荷交換電荷交換形成加和離子形成加和離子形成負(fù)自由基離子形成負(fù)自由基離子由反應(yīng)氣產(chǎn)生由反應(yīng)氣產(chǎn)生反應(yīng)氣和樣品共同決定產(chǎn)物的形式反應(yīng)氣和樣品共同決定產(chǎn)物的形式10 3 電噴霧電離源電噴霧電離源(electrospray ionization ESI)結(jié)構(gòu)：噴嘴（金屬毛細(xì)管），霧化氣，干燥氣結(jié)構(gòu)：噴嘴（金屬毛細(xì)管），霧化氣，干燥氣(curtain gas)原理：噴霧原理：噴霧 蒸發(fā)蒸發(fā) 電壓電壓106V/m離子在電壓差和壓力差的驅(qū)使下向下游移動(dòng)離子在電壓差和壓力差的驅(qū)使下向下游移動(dòng)11電噴霧源電噴霧源(ESI)的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：1 1 電噴霧源屬軟電離技術(shù)，

8、只產(chǎn)生分子離子，電噴霧源屬軟電離技術(shù)，只產(chǎn)生分子離子， 不產(chǎn)生碎片離子。不產(chǎn)生碎片離子。2 2 產(chǎn)生的離子常常帶有多電荷，尤其是生物大分子。產(chǎn)生的離子常常帶有多電荷，尤其是生物大分子。3 3 適用于強(qiáng)極性，大分子量的樣品分析。適用于強(qiáng)極性，大分子量的樣品分析。 如肽，蛋白質(zhì)，糖等。如肽，蛋白質(zhì)，糖等。4 4 主要用于液相色譜主要用于液相色譜- -質(zhì)譜聯(lián)用儀。質(zhì)譜聯(lián)用儀。6.2.2 離子源離子源12ESI使蛋白質(zhì)產(chǎn)生多個(gè)帶多電荷離子使蛋白質(zhì)產(chǎn)生多個(gè)帶多電荷離子數(shù)個(gè)帶多電荷離子經(jīng)數(shù)學(xué)數(shù)個(gè)帶多電荷離子經(jīng)數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，得到分子離子轉(zhuǎn)換，得到分子離子13 4 介質(zhì)輔助激光解吸電離源介質(zhì)輔助激光解吸電離源 (

9、Matrix Assisted Laser Desorption Ionization MALDI)常用于常用于Time-of-flight mass spectrometry特點(diǎn)：特點(diǎn)：用于生物大分子，尤其是蛋白質(zhì)的質(zhì)量測(cè)定用于生物大分子，尤其是蛋白質(zhì)的質(zhì)量測(cè)定主要產(chǎn)生主要產(chǎn)生 和加和離子和加和離子+ H+M- H+M6.2.2 離子源離子源6.2 質(zhì)譜儀器質(zhì)譜儀器14The principle of matrix assistance15作用：將離子源產(chǎn)生的離子按質(zhì)荷比作用：將離子源產(chǎn)生的離子按質(zhì)荷比m/z的大小分開的大小分開 ion separation1 單聚焦分析器單聚焦分析器 (s

10、ingle focusing mass analyzer)2 雙聚焦分析器雙聚焦分析器 (double focusing mass analyzer)3 四極桿分析器四極桿分析器 (quadrupole analyzer)4 離子阱分析器離子阱分析器 (Ion trap analyzer)5 飛行時(shí)間分析器飛行時(shí)間分析器 (time-of-flight analyzer)6 富立葉變換離子回旋共振富立葉變換離子回旋共振 (Fourier transform ion cyclotron resonance)6.2.3 質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器6.2 質(zhì)譜儀器質(zhì)譜儀器16不同質(zhì)量的離子可通不同質(zhì)量的離

11、子可通過改變磁場(chǎng)強(qiáng)度或過改變磁場(chǎng)強(qiáng)度或A, B間的加速電壓使之間的加速電壓使之依次通過出口狹縫依次通過出口狹縫可以是可以是180 90 60 等等 1單聚焦分析器單聚焦分析器 (single focusing mass analyzer) 磁扇形分析器，磁扇形分析器，sector field6.2.3 質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器17RmvevBmveV2221離子動(dòng)能由加速電壓引起離子動(dòng)能由加速電壓引起離子所受磁力與圓周運(yùn)動(dòng)的離心力平衡離子所受磁力與圓周運(yùn)動(dòng)的離心力平衡ez 離子所帶電荷離子所帶電荷扇形磁鐵的曲率半徑扇形磁鐵的曲率半徑R結(jié)論：結(jié)論：1 離子的離子的m/z與與R, B, V有關(guān)。通過改

12、變磁場(chǎng)可以把不同離子分開有關(guān)。通過改變磁場(chǎng)可以把不同離子分開2 在一定磁感應(yīng)強(qiáng)度在一定磁感應(yīng)強(qiáng)度B下，改變加速電壓下，改變加速電壓V可以使不同離子先后可以使不同離子先后 通過檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量掃描，得到質(zhì)譜。通過檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量掃描，得到質(zhì)譜。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，操作方便結(jié)構(gòu)簡單，操作方便 只有方向聚焦，無能量聚焦，只有方向聚焦，無能量聚焦，分辨率低。分辨率低。zmVBR2 1單聚焦分析器單聚焦分析器18結(jié)構(gòu)：磁場(chǎng)、電場(chǎng)任意順序組合結(jié)構(gòu)：磁場(chǎng)、電場(chǎng)任意順序組合原理：單聚焦分析器分辨率低的原理：單聚焦分析器分辨率低的 主要原因在于它不能進(jìn)行主要原因在于它不能進(jìn)行 能量聚焦。能量聚焦。 雙聚焦

13、分析器具有能量聚雙聚焦分析器具有能量聚 焦和方向聚焦的特點(diǎn)焦和方向聚焦的特點(diǎn)特點(diǎn)：分辨率高特點(diǎn)：分辨率高(150,000) 可分辨公稱質(zhì)量可分辨公稱質(zhì)量(nominal mass)相同，元素組成不相同，元素組成不 同的離子同的離子 2 雙聚焦分析器雙聚焦分析器 (double focusing mass analyzer) 雙聚焦磁扇形分析器，雙聚焦磁扇形分析器，double focusing magnetic sector(方向焦面方向焦面)(能量焦面能量焦面)動(dòng)能大，投射到動(dòng)能大，投射到+ +極極動(dòng)能小，在動(dòng)能小，在- -極放電極放電一定能量的離子到達(dá)出口一定能量的離子到達(dá)出口同能量的離子

14、匯聚同能量的離子匯聚EemvEVRmveVRmveEee222221,19 3 四極桿分析器四極桿分析器 (quadrupole mass analyzer) 四極濾質(zhì)器，四極濾質(zhì)器， quadrupole mass filter結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): 四根棒狀電極，相對(duì)的兩個(gè)電極相連，形成四極場(chǎng)四根棒狀電極，相對(duì)的兩個(gè)電極相連，形成四極場(chǎng) 1，3棒：棒：+(Vdc + Vrf) 2，4棒：棒：- (Vdc+ Vrf )特點(diǎn)：掃描速度快，靈敏度高。特點(diǎn)：掃描速度快，靈敏度高。 適用于適用于GC-MS。6.2.3 質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器20四根棒狀電極四根棒狀電極加速電壓加速電壓5-15V 3 四極桿分析器四

15、極桿分析器21質(zhì)量過濾原理：質(zhì)量過濾原理：az平面，只有平面，只有rf電壓時(shí)電壓時(shí)+半周，離子向中心點(diǎn)匯聚半周，離子向中心點(diǎn)匯聚(A)-半周，向電極移動(dòng)半周，向電極移動(dòng)(B)，有可能撞電極不進(jìn)入檢測(cè)器，有可能撞電極不進(jìn)入檢測(cè)器由沿由沿z軸的移動(dòng)速度，軸的移動(dòng)速度，m/z及及rf的頻率和振幅決定的頻率和振幅決定再加再加dc電壓電壓時(shí)時(shí)mPEmmvPmvE,2212動(dòng)能動(dòng)能動(dòng)量動(dòng)量重離子對(duì)電壓變化不敏感，只受重離子對(duì)電壓變化不敏感，只受dc影響影響輕離子撞電極輕離子撞電極一對(duì)正電極使重離子透過！一對(duì)正電極使重離子透過！ 3 四極桿分析器四極桿分析器22重撞電極重撞電極輕離子沿輕離子沿y軸通過軸通過

16、一對(duì)負(fù)電極時(shí)一對(duì)負(fù)電極時(shí)一對(duì)負(fù)電極使輕離子透過！一對(duì)負(fù)電極使輕離子透過！bc四極濾質(zhì)器使一定質(zhì)量的離子既不被一對(duì)正電極又不被一四極濾質(zhì)器使一定質(zhì)量的離子既不被一對(duì)正電極又不被一對(duì)負(fù)電極吸收，從而到達(dá)檢測(cè)器對(duì)負(fù)電極吸收，從而到達(dá)檢測(cè)器在另外的在另外的Vdc Vrf 下可接收到另外質(zhì)量的離子。在一定的下可接收到另外質(zhì)量的離子。在一定的Vdc/Vrf下，連續(xù)改變下，連續(xù)改變Vrf或或Vdc可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量掃描?？蓪?shí)現(xiàn)質(zhì)量掃描。 3 四極桿分析器四極桿分析器23 4 離子阱分析器離子阱分析器 (Ion trap)doughnut-shaped ring electrodeelectrode四極桿的三維形式四

17、極桿的三維形式 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：聚焦場(chǎng)可以快速改變；比四極桿聚焦場(chǎng)可以快速改變；比四極桿更緊湊、體積小，靈敏度很高。更緊湊、體積小，靈敏度很高。24 4 離子阱分析器離子阱分析器25 4 離子阱分析器離子阱分析器265 飛行時(shí)間分析器飛行時(shí)間分析器(time-of-flight analyzer, TOF）正離子在電場(chǎng)作用下被加速正離子在電場(chǎng)作用下被加速所有離子同時(shí)飛越長度為所有離子同時(shí)飛越長度為L的無場(chǎng)空間，先后到達(dá)檢測(cè)器的無場(chǎng)空間，先后到達(dá)檢測(cè)器222222121tLVemtLmmveV/)(V,L不變時(shí)，不變時(shí)， t由由m/e決定決定一般，一般，1-30 s275 飛行時(shí)間分析器飛行時(shí)間分析

18、器28特點(diǎn)：特點(diǎn)：簡單、耐用，無質(zhì)量范圍限制。簡單、耐用，無質(zhì)量范圍限制。取樣速度快，適用于快速取樣速度快，適用于快速GC/MS；分析適用于脈沖離子化；分析適用于脈沖離子化 方式（如方式（如MALDI）的大分子量的多肽、蛋白質(zhì)。）的大分子量的多肽、蛋白質(zhì)。早期分辨率低的問題通過延遲萃取技術(shù)等已經(jīng)得到解決。早期分辨率低的問題通過延遲萃取技術(shù)等已經(jīng)得到解決。5 飛行時(shí)間分析器飛行時(shí)間分析器29306.2.4 檢測(cè)器檢測(cè)器 (detector)1 電子倍增器電子倍增器 electron photon multiplier2 光子倍增器光子倍增器 photon multiplier3 法拉第杯法拉第杯

19、 Faraday cup4 陣列檢測(cè)器陣列檢測(cè)器 array detectors6.2 質(zhì)譜儀器質(zhì)譜儀器316.2.5 特點(diǎn)：掃描速度快，靈敏度高，分辨率好，特點(diǎn)：掃描速度快，靈敏度高，分辨率好， 很容易進(jìn)行很容易進(jìn)行MSn實(shí)驗(yàn)。價(jià)高。實(shí)驗(yàn)。價(jià)高。核心：離子可以在限定軌道內(nèi)做周期性圓周運(yùn)動(dòng)的核心：離子可以在限定軌道內(nèi)做周期性圓周運(yùn)動(dòng)的離子室離子室 離子室根據(jù)離子回旋共振現(xiàn)象設(shè)計(jì)離子室根據(jù)離子回旋共振現(xiàn)象設(shè)計(jì)與與MALDI，尤其是，尤其是ESI新的離子化方式結(jié)合，新的離子化方式結(jié)合， FT-MS技術(shù)得以復(fù)興。技術(shù)得以復(fù)興。ESI-FT-MS在低質(zhì)量段具有很高的分辨率，在低質(zhì)量段具有很高的分辨率，

20、 用于蛋白質(zhì)的用于蛋白質(zhì)的MS, MS/MS測(cè)定。測(cè)定。6.2 質(zhì)譜儀器質(zhì)譜儀器326.2.6 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)1 氣相色譜氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀質(zhì)譜聯(lián)用儀 (gas chromatography-mass spectrometer, GC-MS)關(guān)鍵：接口。要求除去載氣而使樣品無損失地進(jìn)入質(zhì)譜儀關(guān)鍵：接口。要求除去載氣而使樣品無損失地進(jìn)入質(zhì)譜儀 GC: 常壓；常壓；MS: 真空真空 毛細(xì)管柱直接導(dǎo)入電離源毛細(xì)管柱直接導(dǎo)入電離源 濃縮型接口（填充柱）：噴射式分子分離器濃縮型接口（填充柱）：噴射式分子分離器GC ：填充柱：填充柱 毛細(xì)管柱均可毛細(xì)管柱均可 MS ：常用四極桿質(zhì)譜儀：常用四極

21、桿質(zhì)譜儀 近來還有離子阱和飛行時(shí)間質(zhì)譜儀近來還有離子阱和飛行時(shí)間質(zhì)譜儀33GC: 不同組分在兩相中的分配系數(shù)不同，先后從色譜柱中流出，不同組分在兩相中的分配系數(shù)不同，先后從色譜柱中流出， 實(shí)現(xiàn)分離實(shí)現(xiàn)分離MS: 連續(xù)對(duì)分離后的某一組分進(jìn)行質(zhì)量數(shù)掃描，連續(xù)對(duì)分離后的某一組分進(jìn)行質(zhì)量數(shù)掃描， 得離子流強(qiáng)度隨質(zhì)量數(shù)變化的質(zhì)譜得離子流強(qiáng)度隨質(zhì)量數(shù)變化的質(zhì)譜GC條件：同普通條件：同普通GC (柱類型、固定液種類、汽化溫度、載氣流量、柱類型、固定液種類、汽化溫度、載氣流量、 進(jìn)樣量、柱溫及升溫程序等進(jìn)樣量、柱溫及升溫程序等)MS條件：掃描方式，掃描范圍（質(zhì)量），掃描速度條件：掃描方式，掃描范圍（質(zhì)量），掃

22、描速度, 燈絲電流、倍增器電壓（電離）燈絲電流、倍增器電壓（電離）1 氣相色譜氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)34GC-MS的主要信息的主要信息：總離子色譜圖或重建離子流色譜圖總離子色譜圖或重建離子流色譜圖（全掃描監(jiān)測(cè)方式）：組分化全掃描監(jiān)測(cè)方式）：組分化合物電離產(chǎn)生的所有質(zhì)量數(shù)離子流（總離子流）隨時(shí)間變化的合物電離產(chǎn)生的所有質(zhì)量數(shù)離子流（總離子流）隨時(shí)間變化的色色譜圖譜圖?？梢詫?shí)時(shí)顯示總離子流色譜圖和。可以實(shí)時(shí)顯示總離子流色譜圖和某組分的某組分的質(zhì)譜圖質(zhì)譜圖。適用于。適用于未知物定性。未知物定性。質(zhì)量色譜圖或提取離子色譜圖質(zhì)量色譜圖或提取離子色譜圖（選擇離子監(jiān)測(cè)方式）：選擇離子監(jiān)

23、測(cè)方式）：任一質(zhì)量任一質(zhì)量的離子，其強(qiáng)度隨時(shí)間變化的色譜圖。的離子，其強(qiáng)度隨時(shí)間變化的色譜圖。選擇離子色譜圖選擇離子色譜圖：表征某一化合物的數(shù)個(gè)特征離子流（分子離子：表征某一化合物的數(shù)個(gè)特征離子流（分子離子流、功能團(tuán)離子流或強(qiáng)碎片離子流等）隨時(shí)間變化的色譜圖流、功能團(tuán)離子流或強(qiáng)碎片離子流等）隨時(shí)間變化的色譜圖。適。適用于目標(biāo)化合物或目標(biāo)類化合物的檢測(cè)（定量）。用于目標(biāo)化合物或目標(biāo)類化合物的檢測(cè)（定量）。p315圖圖9.16;圖圖9.18p316圖圖9.171 氣相色譜氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)3536GC-MS定性定量分析定性定量分析總離子色譜圖總離子色譜圖某一組分的質(zhì)譜圖某

24、一組分的質(zhì)譜圖庫檢索庫檢索選擇離子色譜圖選擇離子色譜圖數(shù)個(gè)特征質(zhì)量離子條件下色數(shù)個(gè)特征質(zhì)量離子條件下色譜圖上是否同時(shí)出峰譜圖上是否同時(shí)出峰定量分析：同色譜法定量定量分析：同色譜法定量利用質(zhì)量色譜圖使重疊峰分開利用質(zhì)量色譜圖使重疊峰分開1 氣相色譜氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)372 液相色譜液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀質(zhì)譜聯(lián)用儀 (liquid chromatography-mass spectrometer, LC-MS) 組成：組成： LC：普通：普通LC MS：常用四極桿質(zhì)譜儀，離子阱質(zhì)譜儀，飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，：常用四極桿質(zhì)譜儀，離子阱質(zhì)譜儀，飛行時(shí)間質(zhì)譜儀， 串聯(lián)質(zhì)譜儀串聯(lián)質(zhì)譜儀

25、接口：接口：ESI, APCI數(shù)據(jù)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī) 蛋白質(zhì)庫蛋白質(zhì)庫主要信息：準(zhǔn)分子離子（單多級(jí)質(zhì)譜）；子離子；母離子；主要信息：準(zhǔn)分子離子（單多級(jí)質(zhì)譜）；子離子；母離子； 中性丟失譜（多級(jí)質(zhì)譜）中性丟失譜（多級(jí)質(zhì)譜）軟電離，得到準(zhǔn)分子離子。結(jié)構(gòu)解析需軟電離，得到準(zhǔn)分子離子。結(jié)構(gòu)解析需MS-MS。一般不適用于非。一般不適用于非極性化合物。極性化合物。383 串聯(lián)質(zhì)譜串聯(lián)質(zhì)譜 (tandem mass spectrometry，MS/MS, MSn)mass separation-mass spectra characterization串聯(lián)方式：串聯(lián)方式：Q-Q-Q(triple

26、quadrupole mass spectrometer) Q-TOF(quadrupole-time-of-flight tandem instruments)MSn選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)SRM, selected reaction monitoring多反應(yīng)監(jiān)測(cè)多反應(yīng)監(jiān)測(cè)MRM, multiple reaction monitoringthe user selects only one pair of ions (a parent and a daughter ion), which will be analysed - SRMsome pairs of ions will be ana

27、lysed - MRM p31839403D mass spectrum the most important peaks appear in the front and daughter peaks behind them. 41名詞解釋名詞解釋母離子母離子掃描掃描 parent ion scan 串聯(lián)質(zhì)譜法中的一種掃描方式。用這樣的方式可以檢測(cè)串聯(lián)質(zhì)譜法中的一種掃描方式。用這樣的方式可以檢測(cè)生成指定碎片生成指定碎片離子的所有先驅(qū)離子離子的所有先驅(qū)離子（母離子），從而追朔碎片離子的來源，能對(duì)產(chǎn)（母離子），從而追朔碎片離子的來源，能對(duì)產(chǎn)生某種特征碎片離子的一類化合物進(jìn)行快速篩選。生某種特征碎片

28、離子的一類化合物進(jìn)行快速篩選。 子離子掃描子離子掃描 daughter ion scan 串聯(lián)質(zhì)譜法中的一種最常用的掃描方式。通過第一級(jí)質(zhì)譜的質(zhì)量分離，選串聯(lián)質(zhì)譜法中的一種最常用的掃描方式。通過第一級(jí)質(zhì)譜的質(zhì)量分離，選出欲分析的母離子，經(jīng)碰撞活化，形成一系列的出欲分析的母離子，經(jīng)碰撞活化，形成一系列的碎片離子（子離子）碎片離子（子離子）通過通過母離子和相關(guān)碎片可以推知該化合物的結(jié)構(gòu)信息。母離子和相關(guān)碎片可以推知該化合物的結(jié)構(gòu)信息。 中性碎片丟失掃描中性碎片丟失掃描 neutral fragment loss scanning 串聯(lián)質(zhì)譜法中的一種掃描方式。用于檢測(cè)串聯(lián)質(zhì)譜法中的一種掃描方式。用于

29、檢測(cè)丟失特定質(zhì)量中性碎片的離丟失特定質(zhì)量中性碎片的離子子。它可以快速尋找具有特定官能團(tuán)的一類化合物。它可以快速尋找具有特定官能團(tuán)的一類化合物。426.3 質(zhì)譜解析質(zhì)譜解析6.3.1 質(zhì)譜中的離子質(zhì)譜中的離子1 分子離子分子離子M + e-+ 2e-MMorC2H5OHC2H5NH2CH3CH2CH3CHCHCH3CH2CH3HCCH3雙鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)、有機(jī)酸、醇等的分子離子峰強(qiáng)度大雙鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)、有機(jī)酸、醇等的分子離子峰強(qiáng)度大M43分子離子峰的判斷分子離子峰的判斷1. 一般在質(zhì)譜的最右端一般在質(zhì)譜的最右端2. 有合理的質(zhì)量丟失（丟失的質(zhì)量數(shù)不應(yīng)為有合理的質(zhì)量丟失（丟失的質(zhì)量數(shù)不應(yīng)為4-14; 2

30、0-25）3. 分子量符合氮規(guī)則分子量符合氮規(guī)則NN的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，分子量為奇數(shù)的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，分子量為奇數(shù)NN的個(gè)數(shù)為的個(gè)數(shù)為0,2,40,2,4等偶數(shù)，分子量為偶數(shù)等偶數(shù)，分子量為偶數(shù)（NN為奇數(shù)價(jià)，偶數(shù)分子量）為奇數(shù)價(jià)，偶數(shù)分子量）6.3.1 質(zhì)譜中的離子質(zhì)譜中的離子442 碎片離子碎片離子EI(1) 自由基引發(fā)的斷裂自由基引發(fā)的斷裂 斷裂斷裂R1CH2CH2YR2R1CH2+CH2YR2R1+CH2OHR1CH2OH31zm/醇的特征離子醇的特征離子R1+CH2NH2R1CH2NH230zm/伯胺伯胺43zm/R1+R1CH2CHCH2R1CH2CHCH2CH2CHCH2雙鍵雙鍵酮酮91z

31、m/烷基苯烷基苯R+CH2RCH2RCH2R1+R1R2COR2COR2=CH345(2) 正電荷引發(fā)的斷裂正電荷引發(fā)的斷裂YR2R1R2YR1+雙電子轉(zhuǎn)移雙電子轉(zhuǎn)移CH3H3CCH2O+CH2CH3CH2OC2H5+CH3CH2H3CCH2OCH2CH3OC2H5斷裂（幾率大）斷裂（幾率大）電荷引發(fā)（幾率小）電荷引發(fā)（幾率?。?9zm/29zm/斷裂斷裂i(3) 斷裂斷裂無無 電子和電子和 電子的烷烴電子的烷烴n分枝處易斷裂、易丟失最大烷基分枝處易斷裂、易丟失最大烷基CH3+C2H5CCH3CH3C2H5CH3CCH3CH3C2H5CH3CCH3CH32 碎片離子碎片離子EI46(4) 環(huán)烯

32、的斷裂環(huán)烯的斷裂Retro-Diels-Alder反應(yīng)反應(yīng)+2 碎片離子碎片離子EI473 同位素離子同位素離子一般質(zhì)量數(shù)大于分子離子一般質(zhì)量數(shù)大于分子離子同位素峰的強(qiáng)度取決于同位素的種類和豐度同位素峰的強(qiáng)度取決于同位素的種類和豐度根據(jù)同位素峰強(qiáng)度比可以估計(jì)該元素的個(gè)數(shù)根據(jù)同位素峰強(qiáng)度比可以估計(jì)該元素的個(gè)數(shù)12C和和13C100:1.1有有1個(gè)個(gè)C時(shí)，時(shí)，M+1峰強(qiáng)度峰強(qiáng)度1.1% 2個(gè)個(gè)C時(shí)，時(shí)， M+1峰強(qiáng)度峰強(qiáng)度2.2%35Cl和和37Cl100:32.5 3:150 5231CH3ClCH2Cl2CH235Cl35ClCH235Cl37ClCH237Cl35ClCH237Cl37ClC

33、HCl333133111幾率幾率84 86 88961118 120 122 12427279148同位素峰強(qiáng)度符合同位素峰強(qiáng)度符合 規(guī)則規(guī)則nba)( nba輕同位素豐度輕同位素豐度重同位素豐度重同位素豐度同位素元素的個(gè)數(shù)同位素元素的個(gè)數(shù)3 同位素離子同位素離子494 重排離子重排離子麥?zhǔn)现嘏披準(zhǔn)现嘏?(Mclafferty)含有含有含有含有 氫原子氫原子CXX = O, N, S, COCCH2CH2CH2HHCOHCH2H+CH2CH244zm/CHCH2CH2CH2OH+CHRCH2HRHHCH292zm/506.3 質(zhì)譜解析質(zhì)譜解析6.3.2 常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜

34、1烴類烴類斷裂斷裂相差相差1414個(gè)質(zhì)量單位的離子系列個(gè)質(zhì)量單位的離子系列CH23-43-4個(gè)，個(gè)，4-54-5個(gè)碳原子的碎片出現(xiàn)幾率大個(gè)碳原子的碎片出現(xiàn)幾率大5743,/zm支鏈處容易斷裂，產(chǎn)生的碎片離子強(qiáng)度大支鏈處容易斷裂，產(chǎn)生的碎片離子強(qiáng)度大CH3(CH2)3CH(CH2)9CH3CH3571691698585141p330烷烷烴烴516.3 質(zhì)譜解析質(zhì)譜解析6.3.2 常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜烯烴烯烴具有烷烴的特征具有烷烴的特征可發(fā)生重排可發(fā)生重排RCH2CH2CH2CHCH2RCHCH2+CH2CHCH3芳烴芳烴芐基容易斷裂生成正離子芐基容易斷裂生成正離子R+CH2R

35、CH291zm/526.3 質(zhì)譜解析質(zhì)譜解析6.3.2 常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜2 醇和酚醇和酚醇醇斷裂斷裂31zm/1 Mzm/脫水脫水18 Mzm/R+CH2ROHCH2OHCROHHHCHROH + HCH2OHCHHRCH2OH2CH2RCH2CH2R536.3 質(zhì)譜解析質(zhì)譜解析6.3.2 常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜酚酚較強(qiáng)的分子離子較強(qiáng)的分子離子苯的特征苯的特征28MOHOHH-CO-H異構(gòu)化異構(gòu)化94zm/65zm/66/ zm546.3 質(zhì)譜解析質(zhì)譜解析6.3.2 常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜常見有機(jī)化合物的質(zhì)譜麥?zhǔn)现嘏披準(zhǔn)现嘏? 醛和酮醛和酮斷裂斷裂p332-3334 酯和酸酯和酸COCORCOOH45zm/酸酸556.3 質(zhì)譜解析質(zhì)譜解析6.3.2