质谱解析入门基本规律

同位素丰度
Inten.(x1,000,000) 1.25
1.00
0.75
0.50
0.25
0.00 280.0
284.1
282.5
285.0
289.1
288.2 287.5
290.1 291.1
290.0
292.5
295.0
297.5
m /z
实际同位素丰度比100:14.94:6.91与理论同位素丰度比100:13.81:6.43 一致。说明分子式是符合理论值的。
质谱解析入门－基本规律
环加双键值
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。
从分子式CxHyNzOn可计算出环加双键值（若有Si或P，则 Si的数目应加到C的数目x，P的数目应加到N的数目z）。 若该分子为全饱和而且无环，H的数目应为2x+2+z，而 实际H的数目为y，因此该分子的环加双键值应为：
有利去质子（生成负 离子）
生物分子质谱的解析
生物分子：肽、寡核苷酸和寡糖 生物分子的分子离子的裂解，遵循偶电子离子的裂解规律 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
肽产生的离子的命名
寡核苷酸产生的离子的命名
磷酸二酯键的4种可能的裂解产生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 、yn和zn。下标n指示其裂解位置。碱基的进一步丢失用括号表示， 如a3-B3（A）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 一位置进一步丢失了腺苷碱基。
然后再判断A+1元素，可根据其与A峰的强度比，大致判断A+1元素的种 类和所含个数。 4、给出可能的分子式
质谱解析入门－基本步骤
已知分子式化合物的定性确证 判断准分子离子峰：正离子模式[M+H]+；负离子模式[M-H] 判断加合离子峰：正离子模式加钠，加钾等；负离子模式加氯等 判断同位素丰度与理论值是否吻合
为了解释互补离子an-Bn和wn的形成，提出了几种裂解途径，例如：
上述裂解途径中首先通过1，2消除丢失碱基。这一消除可能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，由这一中间体通过磷酸二酯 基的3’C-O键的开裂产生an-Bn和wn碎片。
寡糖产生的离子的命名
电荷保留在非还原端的碎片称A、B、C，而电荷保留在还原端的碎 片称Xwenku.baidu.comY、Z
H
O
O
H O
H
O H
H O
+ H2O
质谱解析 -基本的偶电子离子裂解反应
3、 环状离子断裂两个键，电荷保留
4、两个键的断裂，伴随着重排
质谱解析 -基本的偶电子离子裂解反应
OH
HH
R CO
OH
R C OH +
酯类经过类似的反应生成相当于质子化酸的碎片离子。
H H2C N
H R
H H2C N
H R
H
质谱解析入门－基本规律
氮规则
不含氮的有机物：分子量为偶数 含氮的有机物
分子量(单同位素)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，其分子量为偶数。
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数。
偶电子离子：含有奇数氮的偶电子离子的质荷比为偶数；含有偶数氮 的偶电子离子的质荷比为奇数。
未知化合物的质谱解析 找到准分子离子峰和加合离子峰 推断出单同位素分子量 根据同位素丰度、氮规则等推断元素个数 根据环加双键值、碎片离子和其他已知信息推断结构 高分辨质谱、核磁共振确证
质谱解析 -基本的偶电子离子裂解反 应
常见的偶电子离子裂解反应： 邻近带电位点的键的裂解，伴随电荷转移并丢失一稳定的小分子
形成B、Y的机制
形成A、X的机制
黄酮苷产生的离子的命名
质谱解析实例
实例一.有机小分子的定性确证及杂质推断 实例二.蛋白质分子量的计算
实例一.合成有机小分子化合物定性 确证
已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，结构式如下图所示:
质谱解析入门
质谱解析入门－基本规律
质谱解析的基本规律 奇电子离子和偶电子离子 氮规则 环加双键值 同位素峰
低分辨液质联用仪质谱图解析基本步骤
质谱解析入门－基本规律
奇电子离子和偶电子离子
奇电子离子：含有一个未成对电子的离子 偶电子离子：不含未成对电子(即电子全配对)的离子 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 偶电子离子碎裂产生偶电子碎片离子是有利的 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。
偶电子离子裂解反应服从宇称规律，一个偶电子离子产生另一偶电子离子及 中性碎片
质谱解析 -基本的偶电子离子裂解反应
1、单键裂解伴随电荷的迁移
CH3-CH2-OH2+ → CH3-CH2+ + H2O
2、键的裂解伴随环化及电荷的迁移
如果杂原子处于适当的位置，易于发生环化反应，则产物离子的 强度较高
HH
H3C N CH2 + R
如烃链较长，通过六元环的γ位氢重排为优势过程，这是发生在偶电子离子上的 Mclafferty重排
有利于质子化（生 成正离子）
R NH2
H
R N R'
R2 PH R2 R2 OH R2 R2 OR' R R COOH
PH3 SH CO
R SO3H RPO3H
少数情况，偶电子离子产生奇电子离子， 巨大的π系统离子
环加双键值 = (2x+2+z-y)/2
根据环加双键值可推测化合物类型。
质谱解析入门－基本规律
同位素峰
同位素丰度的分布可帮助判断峰的元素组成。对于大气压下电离，方法如下： 1、获取准分子离子峰 2、找到单同位素峰 3、推断元素个数
优先考虑A+2型元素存在的可能性，因A+2峰受A+1元素的影响较小，A+2 元素同位素的自然丰度也较高，容易判断，尤其是氯和溴。
O
COOH
S
N
N C CH3
HO
O
样品的色谱图
样品的TIC图（ESI+）
主成分质谱图
Inten.(x100,000) 6.0
5.0
4.0
3.0
289.10
327.05 352.15
2.0
311.10
1.0
0.0 50
100
150
200
250
300
350
400
450
m /z
目标峰质谱图中的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]+。