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(完整版)质谱的定量分析

(完整版)质谱的定量分析1. 引言质谱是一种广泛应用于化学、生物学和医学领域的分析技术。

它利用对化学物质中离子的质量和相对丰度进行测量，从而得出化合物的分子结构、相对分子量以及定量分析结果。

本文将介绍质谱的定量分析原理、方法和应用。

2. 原理质谱的定量分析主要依赖于质谱仪器。

质谱仪器通常由采样系统、离子化系统、质量分析仪和检测系统组成。

在样品进入质谱仪器后，被离子化产生离子，然后通过加速器加速。

离子在磁场中运动，其轨迹受到磁场的影响，不同质量的离子会呈现不同的轨迹，从而实现质量分析。

最后，离子会通过检测系统进行检测和计数，计算得出定量分析结果。

3. 方法质谱的定量分析方法多种多样，主要包括质谱定标法、内标法和外标法等。

3.1 质谱定标法质谱定标法基于已知浓度的标准样品与待测样品的质谱峰面积之间的线性关系进行定量分析。

首先，通过一系列稀释标准样品得到不同浓度的标准曲线，然后测定待测样品对应质谱峰的面积，并利用标准曲线进行定量计算。

3.2 内标法内标法是在待测样品和标准样品中添加一个已知浓度的内标化合物，利用内标化合物的信号进行校正。

内标化合物应与待测化合物在质谱上具有相似的性质，且不会干扰待测化合物的质谱信号。

通过测量待测样品和内标样品中内标化合物的信号强度比值，可以得出待测化合物的浓度。

3.3 外标法外标法是将测定物质与已知浓度的外标化合物进行混合，通过外标化合物的峰面积与其浓度之间的关系进行定量分析。

外标化合物应与待测化合物在质谱上具有明显的差异，以便进行准确的定量。

4. 应用质谱的定量分析在许多领域中具有广泛的应用。

例如，在药物研发中，质谱可用于测定药物的含量、纯度和杂质等。

在环境监测中，质谱可用于测定水、空气等中微量有机污染物的浓度。

在食品安全领域，质谱可用于检测食品中的残留农药和添加剂。

此外，质谱的定量分析还在病理学研究、生物医学和法医领域有重要应用。

5. 结论质谱的定量分析是一种准确、灵敏和可靠的分析方法。

质谱数据定量分析方法概要

质谱数据定量分析方法概要质谱数据定量分析是一种使用质谱仪获取样品中特定化合物或元素含量的方法。

它能够在短时间内实现对多种目标化合物的分析，具有高灵敏度、准确度和选择性等优点。

下面将概述几种常用的质谱数据定量分析方法，包括标准曲线法、内标法、同位素稀释法和定量结构活性关系分析方法。

1.标准曲线法标准曲线法是质谱数据定量分析中最常用的方法之一、在这种方法中，首先准备一系列已知浓度的标准溶液，并对这些标准溶液进行质谱分析，得到样品中目标化合物的质谱峰面积或峰高度。

然后，根据标准曲线绘制出目标化合物浓度与质谱峰面积或峰高度之间的关系曲线，通过对待测样品的质谱峰进行测定，可以根据标准曲线计算出目标化合物在样品中的浓度。

2.内标法内标法是一种相对比较准确的质谱定量分析方法。

在这种方法中，选择一个与目标化合物具有相似物理化学性质的化合物作为内标物，并将内标物溶液加入待测样品中。

然后，对待测样品进行质谱分析，测定目标化合物和内标物的质谱峰面积或峰高度。

通过计算目标化合物和内标物的峰面积或峰高度比例，并与已知浓度的标准溶液进行比较，可以计算出目标化合物在样品中的浓度。

3.同位素稀释法同位素稀释法是一种用于分析样品中特定元素或化合物含量的高精确度和高灵敏度的质谱定量方法。

在这种方法中，已知浓度的同位素标准物质加入样品中作为内标物，并进行质谱分析。

通过测定目标化合物和同位素标准物质的质谱峰面积或峰高度比例，并与已知浓度的同位素标准物质进行比较，可以计算出目标化合物在样品中的浓度。

同位素稀释法有很高的精确度和准确度，广泛应用于环境分析、食品检测和生命科学研究等领域。

4.定量结构活性关系分析方法定量结构活性关系分析方法是一种基于质谱数据分析化合物结构与活性之间关系的定量分析方法。

在这种方法中，首先通过质谱技术获取样品中一系列化合物的质谱数据，然后将这些质谱数据与已知的化合物结构信息进行比对和分析，建立起化合物结构与特定活性之间的关系模型。

质谱数据定量分析方法详解演示文稿

异方差问题：信号越弱，误差分布越宽
第十一页，共三十四页。
一个例子
XIC
定量信息:TGVIVGEDVHNLFTYAK
图谱计数SC 126 70 3 4
XIC面积SA(对数) 8.54 7.56 5.15 5.89
保留时间RT 53.661617 58.135022 59.199630 57.643797
4.3
0.72 0.003
2.2
0.34 0.003
数据产生 LTQ/FT分析Yeast样品，SEQUEST搜库， Target-decoy过滤（FDR=0.01），取Scan
number最小的记录
第十二页，共三十四页。
定量软件
Cencus、 CRAWDAD、
MaxQuant
软件在可视化、速度、数据文件格式支持、算法精度和实验策略支持等方面有很大发展空间
XIC峰形拟合：复杂的类高斯函数
XIC边界确定：信噪比，连续性，局部最小值
母离子匹配误差分布：提高精度？
标记定量：比值计算，MaxQuant采用了最小二乘拟合法问题：不同试剂标记的肽段XIC平移，差异越大，表现越明显无标记定量：定量指标计算
第九页，共三十四页。
RT对齐
LC-MS策略：寻找共同的肽段信号，建立非线性模型 LC-MS/MS策略：利用共同鉴定肽段的RT建立对齐模
型对齐模型：3次样条，局部回归，小波，分段线性，偏
移向量等
作用：对LC-MS/MS策略，可以弥补鉴定信息的不足，
提高MS图谱信号利用率
第十页，共三十四页。
信号归一化和差异显著性检验
信号归一化目的：针对无标记定量，消除不同实验间的系统误差
基本方法：寻找不变量

最全面的质谱定性与定量分析方法基础知识讲解！

最全面的质谱定性与定量分析方法基础知识讲解！质谱基础及相关术语基础1.质谱仪的基本结构2.各种离子化方法的使用范围Molecular Weight3.质谱仪的主要性能指标相关术语质谱峰类型♫分子离子·必须是化合物谱图中质量最高的离子·必须是奇电子离子、符合氮规则·必须能通过丢失合理的中性离子，产生谱图中高质量区的重要离子♫准分子离子♫碎片离子♫同位素离子·由于天然同位素的存在，因此在质谱图上出现M+1，M+2等峰，由这些同位素所形成的峰称之为同位素峰。

定性（确证）方法基本原则质谱法只有在与色谱分离在线或脱机联用时才能作为确证方法。

在分析仪器上的进样顺序是：空白溶剂、阴性控制样品、要确证的样品、阳性控制样品再进样，最后是阴性控制样品。

色谱分离1.保留时间测试部分中分析物的保留时间（或相对保留时间），应在一个特定的保留时间窗口范围内与校正标准的保留时间相符。

保留时间窗口与该色谱系统的分辨能力相当。

分析物和内标的保留时间之比，应与校正溶液的相对保留时间一致，GC偏差为±0.5%，LC偏差为±2.5%。

2.关于保留时间的讨论√ GBT16631-2008高效液相色谱法通则：同样条件下重复试验的保留数据的分散性，RSD≤3%；√ JJG705-2002液相色谱仪检定规程：定性测量重复性（6次测量）RSD≤1.5%；√ JJF（闽）1032-2010液相色谱-质谱联用仪校准规范：定性重复性RSD≤2%；√ JY/T021-1996分析型气相色谱方法通则：整机重复性保留时间RSD≤5％；√ GB/T22260-2008饲料中甲基睾丸酮的测定高效液相色谱串联质谱法：试样保留时间与标准品的相对偏差不大于15%；√ GB/T22147-2008饲料中沙丁胺醇、莱克多巴胺和盐酸克仑特罗的测定液相色谱质谱联用法：样品与标准品保留时间的相对偏差不大于0.5%；3.质谱检测（1）全扫描scan用记录全扫描质谱图进行质谱测定时，在标准品参考图谱中所有相对丰度>10%（分子离子、分子离子的特征加成物、特征碎片离子、同位素离子等）的特征离子都必须检测。

蛋白质质谱定性定量

百泰派克生物科技
蛋白质质谱定性定量
对蛋白质进行定性定量鉴定即对目标蛋白的种类和含量进行鉴定是蛋白质组学研究中最基本的研究内容。

质谱技术是目前常用的蛋白质组学分析技术，它基于蛋白肽段离子的质荷比（m/z）和离子峰强度信息可实现蛋白质的定性和定量鉴定。

在质谱分析中，蛋白质先被酶解消化为小分子的肽段，小分子肽段在离子源中电离成肽段母离子，再利用质量分析器检测肽段母离子的质荷比和离子峰强度。

将肽段离子的质荷比数据与理论数据库进行比较、匹配可以确定其分子质量，进而获得该肽段的氨基酸组成，通过各肽段之间的拼接最后确定完整蛋白的分子量和氨基酸组成信息以实现定性鉴定。

肽段母离子的浓度与样品量成正相关，样品量越多，其产生的肽段离子就越多，相应的离子峰信号强度就越大，因此可以利用离子峰信号强度进行蛋白的含量测定。

若引入已知浓度的标准品（内标肽）还可以对蛋白进行精确的含量测定。

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Q ExactiveHF质谱平台结合Nano-LC色谱，提供快速高效的蛋白质质谱定性定量鉴定服务技术包裹，您只需要将您的实验目的告诉我们并将您的细胞寄给我们，我们会负责项目后续所有事宜，包括细胞培养、细胞标记、蛋白提取、蛋白酶切、肽段分离、质谱分析、质谱原始数据分析、生物信息学分析，欢迎免费咨询。

质谱法分析技巧

质谱法分析技巧质谱法是一种常用的化学分析技术，通过对样品中的化合物进行分子质量和结构的研究，可以获得丰富的信息。

在实验室中，质谱法广泛应用于生物医药、环境监测、食品安全等领域。

本文将介绍一些质谱法分析的基本技巧，帮助读者更好地理解和应用这一分析方法。

一、质谱仪的基本原理质谱仪是质谱法分析的核心设备，它主要由离子源、质量分析器和检测器三部分组成。

首先，离子源将样品中的分子转化为离子，常用的离子化方法有电子轰击、化学电离和电喷雾等。

然后，质量分析器根据离子的质量-电荷比（m/z）对离子进行分离和筛选。

最后，检测器测量离子的数量，生成质谱图。

通过质谱图，我们可以确定样品中的化合物种类、含量和结构等信息。

二、样品制备技巧样品制备是质谱法分析的首要环节，它直接影响到分析结果的准确性和可靠性。

在样品制备过程中，需要注意以下几个方面。

首先，样品应尽可能纯净，避免杂质的干扰。

其次，样品要适当稀释，以避免离子过多导致信号过饱和。

此外，对于固体样品，可以选择适当的溶剂进行提取，增加分析的灵敏度和准确性。

三、质谱参数的优化质谱参数的优化对于获得高质量的质谱图至关重要。

在质谱仪的操作过程中，可以调整离子源温度、碰撞能量、离子化电压等参数，以达到最佳的分析效果。

例如，对于高分辨质谱分析，可以增加离子源温度和离子化电压，以提高质谱分辨率。

此外，对于复杂样品，可以采用多级质谱（MS/MS）技术，通过连续碰撞诱导解离（CID）的方式，获得更加详细的结构信息。

四、质谱数据的解析质谱数据的解析是质谱法分析的关键步骤，它需要结合化学知识和专业软件进行。

首先，需要对质谱图进行峰识别和质量校正，确定峰的位置和相对丰度。

然后，可以通过与数据库比对、质谱图解析软件等手段，确定化合物的分子质量和结构。

在数据解析过程中，需要注意对比实验和对照实验的差异，以排除杂质和误判的可能性。

五、质谱法的应用领域质谱法作为一种高灵敏度、高选择性的分析方法，广泛应用于生物医药、环境监测、食品安全等领域。

质谱定性分析及谱图解析

1919 F. W. Aston 制得了第一台速度聚焦质谱仪。提出每种同位素的质子和中子在结合成原子核时, 具有特定的质量亏损 (并非整数值)。
1942
商品MS出现, 用于石油精炼和橡胶工业。
特点
◆质谱不属波谱范围 ◆质谱图与电磁波的波长和分子内某种物理量
的改变无关 ◆质谱是分子离子及碎片离子的质量与其相对强度的谱, 谱图与分子结构有关 ◆质谱法进样量少, 灵敏度高, 分析速度快 ◆质谱是唯一可以给出分子量, 确定分子式的方法, 而分子式的确定对化合物的结构鉴定是至关重要的。
MS
例如，某化合物，根据其质谱图，已知其相对分子质量为150，由质谱测定，m/z150、151和152的强度比为M(150)=100%，M+1(151)=9.9%，M+2(152)=0.9%，试确定此化合物的分子式。
从 M+2/M=0.9% 可见，该化合物不含 S ， Br 或 C1 。在 Beynon的表中相对分子质量为150的分子式共29个，其中（M+2）/ M 的百分比为9~11的分子式有如下7个：
MS
MS
横坐标表示 m/z(实际上就是磁场强度)，由于分子离子或碎片离子在大多数情况下只带一个正电荷，所以通常称m/z为质量数，例如-CH3离子的质量数(m/z)是 15，对于低分辨率的仪器，离子的质荷比在数值上就等于它的质量数。
质谱图的纵坐标表示离子强度，在质谱中可以看到几个高低不同的峰，纵坐标峰高代表了各种不同质荷比的离子丰度-离子流强度。
例如氢有1H、2H，碳有12C、13C，氧有16O、17O、18O。由于各种元素的同位素在自然界中的丰度是一定的，它们的天然丰度如表8-2所示。因此同位素与分子离子峰的比值是一个常数。

质谱定性分析及图谱解析

图8-12 一未知物的质谱图
MS
m/z=85: 脱落 -CH3（质量15） M/z=57: 脱落 -C=O（质量28）
M/z=57: 的碎片离子峰丰度很高，是标准峰，表示这个碎片离子很稳定，也表示这个碎片和分子的其余部分是比较容易断裂的。这个碎片离子很可能是C(CH3) 3。
MS
这个断裂过程可以表示如下：
MS
若以质谱法测定分子离子峰及其分子离子的同位素峰（ M+1 ， M+2 ）的相对强度，就能根据
M+1/M 和 M+2/M 的百分比确定分
子式。为此，J. H. Beynon等计算了含碳、氢、氧的各种组合的质量和同位素丰度比。
MS
例如，某化合物，根据其质谱图，已知其相对分子质量为150，由质谱测定，m/z150、151和152 的强度比为 M(150)=100% ， M+1(151)=9.9% ， M+2(152)=0.9% ，试确定此化合物的分子式。
MS
关键是分子离子峰的判断，因为在质谱中最高质荷比的子峰不一定是分子离子峰，这是由于存在同位素和分子离子反应 [ 如式（ 8-4 ）所示]等原因，可能出现M+1或M+2峰；另一方面，若分子离子不稳定，有时甚至不出现分子离子峰。
MS
因此，在判断分子离子峰时可参考以下几个方面的规律和经验方法：
9.25 9.23 9.61 9.98 9.96 10.34 10.71
0.38 0.78 0.61 0.45 0.84 0.68 0.52
MS
此化合物的相对分子质量是偶数，根据前述氮规则，可以排除上列第2、4、6三个式子，剩下四个分子式中， M+1 与 9.9 ％最接近的是第5式（C9H10O2），这个式子的 M+2 也与 0.9 很接近，因此分子式应为C9H10O2。

质谱是如何定量的

1. 质谱信号强度与待分析物含量的关系任何定量分析方法都需要建立实验测量信号与待分析物的量的关系。

很幸运的是，在质谱中，通常也可以建立这样的关系，因此质谱信号是可以用于定量的。

从题主的说明来看，Ta的疑惑主要在这里。

既然问题是“质谱是怎样做到定量的？”，我们不妨把质谱信号的产生按时间顺序粗略分为三个步骤，即离子的产生，传输与检测。

•产生离子时，不同样品分子的电离通常是相互独立的。

因此样品量越多，其产生的离子也就越多。

目前常用的各种离子化方法（EI、ICP、ESI、MALDI等）在实验中（严格来说仅在一定浓度范围内——术语是动态范围，dynamic range）都至少满足样品量与产生离子量的正相关，一般情况下也可以进一步近似成线性相关。

•传输离子时，简单来说可以认为传输效率与被传输离子的量无关；（严格地说，被传输的离子太多时，相同电荷的互相排斥会造成离子束的“体积”变大，导致传输效率下降。

这种影响在空间有限的离子阱中表现得更加明显，因此在离子阱质谱中一个重要的技术就是适当控制进入仪器的离子数量，使其既不太少也不太多。

）•检测离子时，不论是使用光电倍增管的检测器，还是检测镜像电流的检测器（ICR/Oribtrap），其信号强度（在一定范围内）均与离子数量大致线性相关。

废话几句，可能会使题主感觉质谱不能定量的原因之一是，我们看到的质谱图常用相对强度作为纵坐标，即0-100%最强峰，而不展示信号的绝对强度。

但在做质谱的时候，仪器记录的当然是绝对强度（相对强度也是通过绝对强度换算出来的）。

我们需要用绝对强度来定量时，就需要这部分平时不常看的信息了。

另外，在谈到色谱-质谱联用方法时，待分析物与实验测量信号的关系之中又多了一层色谱，即待分析物含量->色谱流出物中样品含量->质谱信号。

与EI 谱图分析以相对强度为主不同，在色谱-质谱联用时，信号的绝对强度就成了我们天天都要关心的内容，因为质谱信号强度随时间的变化就是实验的色谱图，通常以总离子强度或者某一特定质荷比离子的强度作图。

质谱定量原理

质谱定量原理
质谱定量原理是指通过质谱仪对样品中分子的质量进行分析，并根据质量峰的强度和质量峰与化合物浓度之间的关系，来确定样品中化合物的浓度。

质谱定量的原理基于质谱仪的工作原理，质谱仪是一种能够将化合物分子通过不同质量的离子束进行分离和检测的仪器。

通过样品的蒸发、电离、分离和检测等步骤，质谱仪可以将样品中的分子转化为带有正电荷的离子，并通过电磁场将不同质量的离子分离开来，最后通过检测器检测到每个质量离子的强度。

在质谱定量中，常用的方法包括内标法和外标法。

内标法是在样品中加入已知浓度的内标化合物作为参照物，通过内标化合物与目标化合物之间的质量峰强度比值来确定目标化合物的浓度。

外标法是在样品中加入已知浓度的外标溶液，通过外标溶液质量峰的强度与浓度之间的线性关系来确定样品中目标化合物的浓度。

质谱定量原理的关键在于建立浓度与质量峰强度之间的关系。

这可以通过构建标准曲线来实现，即制备一系列已知浓度的标准溶液，分别进行质谱测试，得到它们的质量峰强度，并根据浓度与质量峰强度之间的线性关系，得到一条标准曲线。

通过测量待定样品的质量峰强度，并根据标准曲线得到的浓度值，即可确定样品中目标化合物的浓度。

质谱定量原理在许多领域中得到了广泛应用，如环境监测、食
品安全检测、药物代谢研究等。

它具有快速、准确、灵敏度高等特点，能够对复杂样品进行定量分析。