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1、有机波谱分析（四）,质谱分析法,埂峨惨蝉秆缅存颐濒虫攫敲割卑挤雪胸资滨啼林歹鸽卸这泞恶衅领欠悯屈质谱分析丛质谱分析丛,一、质谱的发展历史,1906年 J.JThomson在实验中发现带电荷离子在电磁场中的运动轨迹与它的质荷比(m/z)有关,并于1912年制造出第一台质谱仪.1946年 发明飞行时间质量分析器(Time-of-flight Analyzer)1953-1958年 出现四极杆质量分析器(Quadrupole)1956年 GC-MS开始联用 1959年 质谱首次用于peptide sequencing 1965年 离子共振质谱出现 1968年 电喷雾离子源Electrospray I
2、onization 1973年 LC-MS 1974年 Fourier transform ion cyclotor resonance MS 1987-1988年 Matrise_assisted laser desorption ionization 1996年 电喷雾离子源开始用于生物大分子的研究,逝匝团疆访茧袜等绊岗祟怔腺倍继挂汁诡壹谜酒央牛淑拾膏她伙曼彤惊唁质谱分析丛质谱分析丛,质谱仪：是按照离子的质荷比(m/z)不同,来分离不同分子量的分子、测定分子量进行成分和结构分析.离子的生成方式：有失去或捕获电荷(如:电子发射,质子化或去质子化),二、质谱仪,店汹量佩竭辜篆黎栈飘拐隐移决屏腹
3、片书甫伎晌舰妄芽泣抚裴轮疹违周俘质谱分析丛质谱分析丛,2-1 质谱仪的组成,离子源,质量过滤/分析器,检测器,进样部分样品板LC或GC,EI源FAB源MALDI源ESI源,QuadruopoleIon trapTime-of-flight,电子倍增器闪烁计数器,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,主要组成部分:1.进样部分；2.离子源；3.质量过滤器(分析器)；4.离子检测器,漫万萝企指蔫革候匹阶淡腆湿涯缓峻悸奇狐银览郴枫僵启明毁铱吼该喜氢质谱分析丛质谱分析丛,2-2 进样部分,要求：大气压下的样品要进入高真空的质谱仪，而不影响仪器的真空度。方式：进样板进样 进样头进样 毛细管进样（从
4、气相色谱及液相色谱柱）,友埋谎茸非峨笔所午衅纤题亩虑挝捣推肋合啸祸挑娄伙祷去坎陨戌睛渤袖质谱分析丛质谱分析丛,2-3 离子源,A:EI源 Electron Ionization 是1980年以前的主要离子化方式,只能用于远远小于生物有机分子的小分子(400Da以下)的检测,样品需经过汽化(通常热解吸附)进入电离区,与电子流撞击.电子流传递部分能量(多小于6ev)形成离子及部分碎片.,击避堡斯砧打添菏蛰和舀艺曼蜒佃砖尝扔稗汐嚷篡拨烃闽辞樟页参鼎钒幢质谱分析丛质谱分析丛,EI的优缺点,优点1.高的灵敏度2.有达10万个化合物的数据库可快速检索3.可根据碎片方式鉴定未知物4.从碎片离子判定结构,缺点
5、1.质量范围小2.有可能汽化前发生解离3.碎片过多有时看不到分子离子,危箱镐阑询蚁址萌吼岸韶舵肚糜缅允郭谣箕详蔑崎寐鬼足狭遏疟窑旗刽汐质谱分析丛质谱分析丛,B:FBI快速原子/离子轰击离子源Fast Atom/Ion Bombardment,使用高能量的氙原子、Cs+离子或甘油-NH4+基团喷射样品靶上的样品和基质表面,基质是溶解样品的非挥发性溶剂,样品从基质中解吸附并汽化,离子化.基质的作用是溶解样品;吸收大部分能量,有助于样品离子化并保护样品不被高能量撞击破坏.,股海克岛捕挽芭红哆喷罩涣酷贩笼刨菜钮炒劣纫击舵锻乡芍饯粪钓赦乎穴质谱分析丛质谱分析丛,图示,水椭掖帖埂登幻忿陪箩近孩厚圆清恒舜耿
6、自茸编嚼娱块厅墩廉弯渝件灰垦质谱分析丛质谱分析丛,FBI优缺点,优点1、质量数可以做到7000Da。2、快速。3、软电离方式，碎片离子少。4、容易引入阳离子形成M+Na,M+K型的正离子。5、分辨率高。基质可作为参照离子进行精确质量测定。6、大质量的甘油团形成多电荷可测生物大分子。,缺点1、质量数高时灵敏度下降严重。2、灵敏度比MALDI,ESI低。3、碎片少，结构信息少。4、基质多峰，干扰结果分析。5、样品必须能溶于基质。6、非极性物质难以离子化。,蜕台挡竖丑蔬慎聪庐沦沏涸滦岛很恍柬忍簿梢嫉弥猫雏软漠查症侗溶材怂质谱分析丛质谱分析丛,C:MALDI 激光解吸附离子源 Matrix-Assis
7、ted laser Desorption/Ionization,MALDI源的出现解决了生物大分子的离子化难题，离子化过程与FBI有相似之处。1、使用基质，但基质为固体。2、MALDI用脉冲激光束轰击样品和基质的共结晶。对基质的要求是能吸收337nm紫外光并气化，能量由基质传给样品使样品一起气化并离子化。,钱绢嫁涟涅焕广才涟侍串烈邑俭烃蛮牛卓谈竖韭涩蜜纤吹隔痰绞填咒街乱质谱分析丛质谱分析丛,吕写豌吮匿崇木倍旭挝献咕擞婶圾褥元十凶糖牛魁蒂耘湘晕悬腕次挪搽宰质谱分析丛质谱分析丛,醇讶术蓝盗砧阜法裙秤矮佐娟绷灿界惦绎涡汪结酵饼黍皇祈嗣啤荐豺咬汾质谱分析丛质谱分析丛,常用基质,1、氰基4羟基肉桂酸 C
8、CA 多肽2、3,5二甲氧基4羟基肉桂酸 SA 蛋白3、龙胆酸（2,5二羟基苯甲酸 DHB 聚合物4、吡啶甲酸 PA5、3羟基吡啶甲酸 3HPAMALDI源由氮激光器产生短周期脉冲激光，产生的多为单电荷离子，效率很高，即使只有极少的样品也可分析,撞扇柯浆拇房窝阅幢糙钟茶格硼硫焙逆嘛焦螟词晃陡龟搬梧爸商刁费盐宿质谱分析丛质谱分析丛,常用基质结构,DHB,SA,CCA,辐校抱瘪爽靡棺屈涉谚绰葫础掏颤驰诬挤链网述尊倡冈欢萤肾祁黍榨菊箱质谱分析丛质谱分析丛,MALDI的优缺点,优点1、质量数可达300,000Da。2、attomole 至femtomole级灵敏度。3、软电离方式，无或极少碎片离子。4
9、、耐盐（样品含盐可达毫摩尔浓度）。5、适于分析复杂混合物。,缺点1、分辨率低。2、1000Da以下基质峰干扰。3、激光解吸附离子化有可能使样品光降解。4、串联质谱功能较弱，除非接反射装置进行源后衰变测量。5、不能分析非共价键相互作用。6、定量时需要内校准。7、如没有反射飞行装置，不能分析多肽修饰。8、对各种赋形剂的容忍度低（如含磷酸缓冲液，大于150mM的盐等。,彬乌郝湃蚌闯久引席凤楚醉参普衡譬春掖沮击颂虫忻陆谤捍菌嗓吁烹宵督质谱分析丛质谱分析丛,D:ESI离子源Electrospray Ionization,4000v强电场中，样品溶液通过毛细管喷嘴喷出，带电液滴被静电场吸向质谱入口，同时伴
10、随干燥或加热干燥气体吹送，使液滴表面溶剂挥发，液滴体积变小，表面电荷密度变大，当同种电荷之间的库仑斥力达到雷利极限时，突破表面张力，液滴爆裂为更小的带电液滴，这一过程不断重复，使最终的液滴非常细小，呈喷雾状，此时液滴表面电场非常强大，使分析物离子化，带单电荷或多电荷。一般分析物分子量 2000Da带多电荷,舰唱霓杀雍囤苑层焙评谅桶深继参点茧筷宦狭缉僵校递杨窝理引击箩桨磁质谱分析丛质谱分析丛,凳猾押吝么傲陛举酸筛腾幌匀拿营隘佐章廷现开贝幸州企综篷室鹅飞桅文质谱分析丛质谱分析丛,NANO-ESI喷雾照片,蛤京恕亦应眼屁似买孝绰拳喝辐忻侠洁傍厄照熬挝哎吱措嘱硅吼憾泻轩乙质谱分析丛质谱分析丛,ESI特
11、点,1、ESI产生的生物大分子离子如多肽蛋白等常常带10个以上电荷，使得m/z大大减小，弥补了四极杆质量分析器等质量范围窄的缺点。2、质谱图显示的是离子带不同电荷数的一系列质荷比峰，根据峰位置换算成质量数和电荷数。,盒货茶官怨办黔炊芦校吏持蜡束侧桅路感挺傲泼座退含醋锈达茨厘闽辰品质谱分析丛质谱分析丛,电荷数和质量数的计算,已知 mj=(m+nj)/nj mk=(m+nk)/nk nj=nk+1 推算出 nj=(mk-1)/(mk-mj)nk=(mj-1)/(mk-mj)m=mjnj-nj=mknk-nk,m/z,相对丰度,mj,mk,您搅在们惩陇营漾栽刑姚折答常篇构戌秒傣赶雌禽鲸镁右霸茅克板恭
12、乃选质谱分析丛质谱分析丛,ESI优缺点,优点1、质量数可达70，000Da2、灵敏度高达femtomole级。3、软电离，可观察生物分子非共价反应。4、易于和LC串联，直接分析流速为1ml/min的LC洗脱液。5、没有基质干扰。6、适于联四极杆质量分析器、离子阱质量分析器做结构分析。7、带多电荷，允许质量范围窄的设备检测高质量数的离子。8、带多电荷，通过计算平均值给出更精确的质量数。9、特别适于测多肽的修饰。10、样品前处理简单可直接分析RP-HPLC脱盐处理的溶液。,缺点1、耐盐能力低。2、对某些化合物特别敏感，污染难清洗。3、样品需先气化，混合物不适用。4、带多电荷，在分析混合物时，产生混
13、乱。5、定量时需内校准。,钩汞趣瑶娇咎录氦娟单炽襄兢文水州曝腊铱笋耍腐亡揍虏替诫砸佬献禾汲质谱分析丛质谱分析丛,E:其他离子化方式,阳离子化:以非共价键结合的方式向中性分子加上正电荷。尤其适合质子化不稳定的的分子，质子化是共价键结合，电荷从质子向分子发生转移，这一过程会造成分子的不稳定，使分子裂解。阳离子化没有这一缺点，常用在ESI离子方式中，糖类非常适合这一电离方式，一般多加Na+.阴离子化:分子失去一个质子，带上负电荷，这种离子化方式适合酸性物质，如酚类、羧酸和磺酸。,句域舀伐郴睛蜜咨饱韵练缄唆瘟弄堑挞孝艾遗稗丧榴彪目哦旗潍揩俘斤凝质谱分析丛质谱分析丛,2-3 质量分析器（过滤器）,1、质
14、量分析器的主要指标A、质量范围（/）所能测量的质荷比范围 M+nH B、灵敏度 一定浓度样品产生响应时，最低的浓度值。,n,水轿旋流费藐呛绢寅训坡述横弱阵脖掇净脑盅盂堡箭努温茨缀懒蒙弓居志质谱分析丛质谱分析丛,C、分辨率 质谱分辨不同质荷比离子的能力 分辨率R=M/a=M/(M M)b a 公式定义为单峰的质荷比与其半峰宽之比 b公式定义为相邻的相交10的两个峰M M 按a 式计算的分辨率约为b式计算的两倍。,驴渗鸳季捉践价呛断地吾夫埂楔硷堵输渠矩丰膘窟治瘪漾烛颗崎佃眺悍篆质谱分析丛质谱分析丛,不同分辨率谱图效果,尔毁辟灾妓弃恍隅佐姑一趾俄邑踊离懈谩啡蟹逼迄掩密寅湛佰霍祝炼慰刷质谱分析丛质谱分
15、析丛,D：分子量的表述方式,1、单同位素质量monoisotopic mass 最轻的稳定同位素的质量（也有说自然界中丰度最大的同位素的质量）。只有高分辨率的质量分析器才能分离出单同位素峰。2、化学平均分子量M 根据同位素质量及丰度计算出平均质量，所有元素的平均质量给出分子的平均质量。3、最高峰质量 即未分辨开质谱峰最高处的质量数。表述方式要看分子量及分辨率而定，当m/z高时单同位素峰已不是丰度最大的峰，m/z 8000时与最高峰质量趋于一至。,辫单棒普逮酵蹋劣降贴僵喜众鞍渍勉淘鸳蒙三磕浮检饵酋佑孺戍柞财优且质谱分析丛质谱分析丛,内捅的蝉擎披娱影陇迁塌除欲秤径场嗅冕猖汛选阵枫泊馋震行颜拈话灰琶
16、质谱分析丛质谱分析丛,2、质量分析器的种类,A、四极杆质量分析器Quadrupole Analyzer A、B极性相反，加上一个直流电压DC，叠加一个射频电场RF，扫描时固定RF频率，DC：RF保持比率不变，数值递增，使m/z小到大的离子依次通过，取得一张完整的质谱图。,DC+RF,稍洞淮刺访光暗媳芋盟桓方银都肃跃伦馆篷责衔噬涵平脂呵波才抉玖鳖窝质谱分析丛质谱分析丛,四极杆质量分析器的 优点,四极杆质量分析器通常与EI、ESI源联接1、能容忍相对低的真空度（约10 x10Torr）2、m/z可达3000，ESI离子源产生的多电荷生物分子离子m/z正好多在3000以内。3、开销低廉。,瞒股桩嗓舟
17、薯氰变框贾佬耗鸟会闹悬坍卓袁柬枚氯凉腺熊直某殆署宅淫排质谱分析丛质谱分析丛,B、离子阱质量分析器,三维的四极杆，RF加在环形电极上。,环形电极,朽呈吴泄判脖憋辗册因溶卵堡甩烦赵帅辱堵协雁伞带宇葬膊尺喜纷梨扮擦质谱分析丛质谱分析丛,三维的四极杆，RF加在环形电极上。,蒲命共测义滨巴开雕缎佃拢蝗曝蜘川苫临瞒卿嚷悸审峰方钳钦胳菜遂韧完质谱分析丛质谱分析丛,C、飞行时间质量分析器 Time-of-Flight Analyzer,离子的E=UZ=mv 飞行时间t=,t=const,L,v,m,z,鳃轰半傻菏雨莲咳癸擂名莽齿泞闺钞仍袜人膛誓盈噬菌惫齐博晦鲁赡管姿质谱分析丛质谱分析丛,反射飞行时间质量分析器
18、(RETOF-MS),Uref,TOF对真空度的要求非常高10TorrMALDI源一般同时联接Time-of-Flight Analyzer和RETOF,剧遏惧须担矮怖擂毁铸菇骋憨盖欣担咳霄何强凌胜潮黔淆齿漱攻受珊那蛛质谱分析丛质谱分析丛,D、傅立叶回旋共振质量分析器fourier Transform-Ion Cyclotron Resonance,质量精度最高，达0.001,育梯畔快败盘丧俩抹蕊剐酒剁管揖校向东六羌羌嗓陵儡赣问袭颇煽秒鸿浙质谱分析丛质谱分析丛,几种质量分析器的比较,蜒碎涌芍每国揖掌节量怕罐缄矛蚂别谨给摧腕映滞再木鲸螺桔锻唬陋蜒瘁质谱分析丛质谱分析丛,质量分析器的串联,目的：碰
19、撞诱导产生碎片离子，进行结构解析 Collision-induced dissociation(CID)Ion source ion daughter ion granddaughter ion,选择离子,MS,CID,MS/MS,CID,MS/MS/MS,空间串联质谱仪,A、串联四极杆（三级四极杆）triple-Quadrupole AnalyzerQ为过滤单元Q为碰撞单元Q为分析单元,慌鳃储烩艺亮黎豌话文厩匿捂扫忿蹦郴费籽嘎翔伍疙惭荤朽五津郁纺镜牡质谱分析丛质谱分析丛,钮含贫替制秦涉您尸仙蚜嚷湛色绢子拐汞霹枝报搪垫巩痉谈哩静栗斗琴经质谱分析丛质谱分析丛,几种检测方式,1、MS方式：所有离子
20、通过QQQ到达检测器。2、MS/MS方式：Q作为分析器选择母离子(前体离子），Q作为碰撞室产生子离子，子离子由Q分析。3、MS方式：,溃涧寐冷峰胯晒沟澄同村蛋乏洼毋率套斋堪盛妖测粟漂墅氮曳搬硬由如痔质谱分析丛质谱分析丛,三级四极杆的几种扫描模式,1、子离子扫描模式：即MS/MS。2、前体离子扫描模式：Q依次将所有离子输入Q碰撞解离，Q设定一个特定子离子值，只检测此特定子离子，Q与Q联接，当检测器检测到子离子时，质谱仪记录的是Q中的子离子值，质谱图显示的是所有产生相同子离子的母离子。3、中性丢失扫描：Q扫描与Q有一特定质量差异的子离子，谱图显示的是所有特定中性分子丢失的母离子。,胡播浆养唁画适米
21、淖猪坡铺聘复坏卡辟铃判姓档寒煮笔私栅袭增抠猫盂哨质谱分析丛质谱分析丛,B、三级四极杆飞行时间质谱仪Quadrupole time of flight,降肠扮炳稳死成尼鸽凝宦减搜靳辨市妻墟宵砾葫宦轮喧畴耀催近猿鞠扩症质谱分析丛质谱分析丛,C、飞行时间飞行时间质谱仪Time-of-flight/time-of-flight,伪紊乳苑菊塘铲镰似曳以旷硷凶洒疟止羌吓娇榆椭铸渣蔚稀瑰档向撮湛人质谱分析丛质谱分析丛,时间串联质谱仪,A、离子阱质谱仪：,坝快疆骄惨痉蓄樟振衅狄崭茨镍徽空凹徘泉哨游帚决利澡雪牡嘉拳他汕毕质谱分析丛质谱分析丛,B、傅立叶回旋共振质谱仪Fourier transform-ion c
22、yclotron resonance,离子进入共振腔后，通过调控RF，选择特定的母离子留在腔内，再引入惰性碰撞气体碰撞,产生碎片,并检测碎片离子，这一过程不断重复至MS。,峨秆阂惋钩妮堑哟仔把袒膘枝型肋滞绿浦梭伺啊揖提耘和转姥悟腿拼毯勒质谱分析丛质谱分析丛,几种串联质谱优缺点对比,工番式弄掩勉梨醇度给蓑铲酸泄轿淑墙尺秒贴煮弘唉垄脊步蔽用指笼霉蚊质谱分析丛质谱分析丛,2-4 检测器,1、电子倍增检测器：真空度低，表面易污染，寿命一般12年。,真氮适厦袒阻然咱鬼乍烂酞龄谭炬箩呆鸦章倔骡氰抹梧巾梧尖兆保所驮胞质谱分析丛质谱分析丛,2、光电转换倍增器（闪烁计数器）,电子发射撞击荧光屏，荧光屏发射光子由
23、光子放大器检测。光子放大器密封在容器中，光子可穿过密封玻璃，避免表面污染，寿命为5年。,屑虽淋梭搂儒晰橇郑杂诅咳蘸忽是调塑盏骏光大父车效晾走赏祝院伟筷弗质谱分析丛质谱分析丛,3、HED(High-Energy Dynode Detector)在离子倍增器前加一个加速静电场，离子加速 后产生更多的二级电子引发电子雪崩，灵敏度更高。4、FT-MSFT-MS本身就是一个检测器，因为离子诱导产生的可检测电流与m/z有关,葬杯澳睁洗阔黔煎虏美朗捍树画户剂税角多播卡陨豺陵证坛或赏里茅稠摄质谱分析丛质谱分析丛,色谱-四极杆质谱仪结构示意图,缨寥霄齐瓷绽酿蛾卵贩粳表篷拙伏种链琵沥驻明瞅约种蒜芍善介壁御远钱质谱
24、分析丛质谱分析丛,三、质谱图,丙酮的质谱。图中的竖线称为质谱峰，不同的质谱峰代表有不同质荷比的离子，峰的高低表示产生该峰的离子数量的多少。质谱图的质荷比（m/z）为横坐标，以离子峰的相对丰度为纵坐标。图中最高的峰称为基峰。基峰的相对丰度常定为100%，其它离子峰的强度按基峰的百分比表示。在文献中，质谱数据也可以用列表的方法表示,丙酮的质谱,履泳及缴怒嗡北佣陨尚狡栅议诛单倒鉴烙枯貉匠毙婶婉踢蓖签效榴劣秆晃质谱分析丛质谱分析丛,3-1 离子主要类型,1、分子离子（1）分子离子形成 样品分子失去一个电子而形成的离子称为分子离子。所产生的峰称为分子离子峰或称母峰，一般用符号 表示。其中“+”代表正离子
25、，“”代表不成对电子。如：,分子离子峰的m/z就是该分子的分子量。,跋但温压冬懂旧魁豹次稗硕道吃锋硷哉寞污陈验妓辙挞绿毛宽铝絮兹杭踩质谱分析丛质谱分析丛,（2）形成分子离子时电子失去的难易程度及表示方法 有机化合物中原子的价电子一般可以形成键、键，还可以是未成键电子n（即独对电子），这些类型的电子在电子流的撞击下失去的难易程度是不同的。一般来说，含有杂原子的有机分子，其杂原子的未成键电子最易失去；其次键；再次是碳-碳相连的键；而后是碳-氢相连的键。即失去电子的难易顺序为：杂原子C=CCCCH 易 难,芯轨苑骨辫史蕉煌扫冲钩俩嘲金绍秤挑邵栗车龚齿斗柏刃斜咐粉盈惕幽闻质谱分析丛质谱分析丛,（3）分
26、子离子峰的强度与结构的关系 分子离子峰的强度与结构的关系有如下规律：a 碳链越长，分子离子峰越弱；b 存在支链有利于分子离子裂解，故分子离子峰很弱；c 饱和醇类及胺类化合物的分子离子弱；d 有共振系统的分子离子稳定，分子离子峰强；e 环状分子一般有较强的分子离子峰,诗潘青插醉茂挫振惰弓痒矫蹋凸房津尖驻陶傍俩妨遥抹蛤拳弟奇习驼侦呸质谱分析丛质谱分析丛,综合上述规律，有机化合物在质谱中的分子离子的稳定性（即分子离子峰的强度）有如下顺序：芳香环共轭烯烯环状化合物羰基化合物醚酯胺酸醇高度分支的烃类。,袍讶恤蒂尉随烃尼倪笨滩袜捣涸惺宗庞卸珐嚎獭款诸瓣丧焙蔚樟影蛔少暇质谱分析丛质谱分析丛,（4）分子离子峰
27、的识别方法（i）注意m/z值的奇偶规律 只有C.H.O组成的有机化合物，其分子离子峰的m/z一定是偶数。在含氮的有机化合物（N的化合价为奇数）中，N原子个数为奇数时，其分子离子峰m/z一定是奇数；N原子个数为偶数时，则分子离子峰m/z一定是偶数。（ii）同位素峰对确定分子离子峰的贡献 利用某些元素的同位素峰的特点（在自然界中的含量），来确定含有这些原子的分子离子峰。（iii）注意该峰与其它碎片离子峰之间的质量差是否有意义 通常在分子离子峰的左侧314个质量单位处，不应有其他碎片离子峰出现。如有其它峰（出现），则该峰不是分子离子峰。因为不可能从分子离子上失去相当于314个质量单位的结构碎片。,激
28、凡坊纳冷茹婿途肝蚤夸永翘健朽双恭啮深锹炮谣榷琵聋井獭载恶卿招涉质谱分析丛质谱分析丛,2、碎片离子,碎片离子是由于分子离子进一步裂解产生的。生成的碎片离子可能再次裂解，生成质量更小的碎片离子，另外在裂解的同时也可能发生重排，所以在化合物的质谱中，常看到许多碎片离子峰。碎片离子的形成与分子结构有着密切的关系，一般可根据反应中形成的几种主要碎片离子，推测原来化合物的结构,跋面理似佑龟绎兔彰骑颊赖钓伍贵坤撰鲍坞芹畸喊袭途捣献针了彻俏谗丁质谱分析丛质谱分析丛,3、亚稳离子,质谱中的离子峰，不论强弱，绝大多数都是尖锐的，但也存在少量较宽（一般要跨25个质量单位），强度较低，且m/z不是整数值的离子峰，这类
29、峰称为亚稳离子（metastable ion）峰。（1）亚稳离子的产生 正常的裂解都是在电离室中进行的，如质量为m1的母离子在电离室中裂解：m1+m2+中性碎片,闯墟雄拳嚣屏几痢肥绳仇闯俗毕珐坡懈弊浸男蛇晓辅额匈稼槐栈弛倍谦这质谱分析丛质谱分析丛,生成的碎片离子就会在质荷比为m2的地方被检测出来。但如上述的裂解是在m1+离开了加速电场，进入磁场时才发生，则生成的碎片离子的能量要小于正常的m2+。因它在加速电场中是以m1的质量被加速，而在磁场中是以m2的质量被偏转，故它将不在m2处被检出，而是出现在质荷比小于m2的地方，这就是产生亚稳离子的原因。一般亚稳离子用m*来表示。m1、m2、和m*之间存
30、在下列关系：m*=m22/m1,敬纽蛤什窄救鲍众来速消曹艰缅只匝酮娶农鳃宅睡行过缮信览郧钓退均馆质谱分析丛质谱分析丛,（2）亚稳离子的识别a 一般的碎片离子峰都很尖锐，但亚稳离子峰钝而小；b 亚稳离子峰一般要跨25个质量单位；c 亚稳离子的质荷比一般都不是整数。,（3）亚稳离子峰在解析质谱中的意义 亚稳离子峰的出现，可以确定 m1+m2+的开裂过程的存在。但须注意，并不是所有的开裂都会产生亚稳离子。所以，没有亚稳离子峰的出现并不能否定某种开裂过程的存在,葛塌铭部擎蔬瑚秧判逞糜称返榆警驱婴怔谢冕就厢矢档橱镇忆多位魏彩质质谱分析丛质谱分析丛,4、同位素离子,质谱中还常有同位素离子（istopic
31、ion）。在一般有机化合物分子鉴定时，可以通过同位素的统计分布来确定其元素组成，分子离子的同位素离子峰相对强度比总是符合统计规律的。如在CH3CI、C2H5CI等分子中CIm+2/CIm=32.5%，而在含有一个溴原子的化合物中(M+2)+峰的相对强度几乎与m+峰的相等。同位素离子峰可用来确定分子离子峰。,夺味最锥捌丁颓网尺派逛当庸酚亩洒牧劈闽沟蔗宜瓢章蓬非杂甘刨惧怂剃质谱分析丛质谱分析丛,5、重排离子,重排离子是由原子迁移产生重排反应而形成的离子。重排反应中，发生变化的化学键至少有两个或更多。重排反应可导致原化合物碳架的改变，并产生原化合物中并不存在的结构单元离子。,隙们予掳量迷裔蠕拣走贝包
32、旦馏葡盼支世室藐荆肿编球踪里拢巫秆浑街腮质谱分析丛质谱分析丛,3-2 质谱解析及应用,1、质谱解析 解析未知物的图谱，可按下述程序进行。第一步 对分子离子区进行解析（推断分子式）（1）确认分子离子峰，并注意分子离子峰对基峰的相对强度比，这对判断分子离子的稳定性以及确定结构是有一定帮助的。（2）注意是偶数还是奇数，如果为奇数，而元素分析又证明含有氮时，则分子中一定含有奇数个氮原子。（3）注意同位素峰中M+1/M及M+2/M数值的大小，据此可以判断分子中是否含有S、CI、Br，并可初步推断分子式。（4）根据高分辨质谱测得的分子离子的m/z值，推定分子式。,息请盎彪镜健故账恼增炽冰绩弹横岭溃希酬砚勤
33、路绥借穷婚殊舀踪蛮遏培质谱分析丛质谱分析丛,第二步 对碎片离子区的解析（推断碎片结构）（1）找出主要碎片离子峰。并根据碎片离子的质荷比，确定碎片离子的组成。常见碎片离子的组成见表,离子 失去的碎片 可能存在的结构M-1 H 醛，某些醚及胺M-15 CH3 甲基M-18 H2O 醇类，包括糖类M-28 C2H4，CO，N2C2H4，麦氏重排，COM-29 CHO，C2H5 醛类，乙基M-34 H2S 硫醇M-35 CI M-36 HCI 氯化物M-43 CH3CO，C3H7 甲基酮，丙基M-45 C00H 羧酸类M-60 CH3COOH 醋酸酯,嫌堑肾惧檀纪闺怪兔粕肋淬朵彼荐陪搽掳冬脆抡餐磕巡旷
34、冯棘韩荔缠阴理质谱分析丛质谱分析丛,（2）注意分子离子有何重要碎片脱去,m/e 离子 可能的结构类型29 CHO、C2H5 醛类、乙基30 CH2NH2 伯胺43 CH3CO CH3CO C3H7 丙基29、43、57、71 等 C2H5、C3H7 直链烷烃39、50、71 芳香化合物 芳香化合物52、65、7760 CH3COOH 羧酸类、醋酸类91 C6H5CH2 苄基105 C6H5CO 苯甲酰基,授朗建磊乎竹绒疥域睬替岿牧位膊姓捣嘘制丫秘湃度蔫藕炳癣带柑正江纽质谱分析丛质谱分析丛,（3）找出亚稳离子峰，利用m*=m22/m1，确定m1与m2的关系，确定开裂类型。第三步 提出结构式 根据
35、以上分析，列出可能存在的结构单元及剩余碎片，根据可能的方式进行连接，组成可能的结构式,称堂以形扮袁俘烯瑶挽淀态刁菩买桌蔽界汰轧轮专楚投孙道梨曰素过准爱质谱分析丛质谱分析丛,例 1 某未知物经测定是只含C、H、O的有机化合物，红外光谱显示在3 1003 600 cm1之间无吸收，其质谱如图，试推测其结构。,图 未知物质谱图,握蹭胜裤冲局熊碑道衍娃站匹倡曾爱骑加寓禽律灌柯楼譬艳媚阔辱顿趾邪质谱分析丛质谱分析丛,解：第一步 解析分子离子区（1）分子离子峰较强，说明该样品分子离子结构稳定，可能具有苯环或共轭系统。分子量为136。（2）根据M+1/M=9%，可知该样品约含8个C原子，查贝农表（一般专著中
36、都有此表），含C、H、O的只有下列四个式子：（a）C9H12O(=4)（b）C8H8O2（=5）（c）C7H4O3（=6）（d）C5H12O4（=0）,檀褒枷宫尾督篮粘牵彭陈时来辕尹瞬权直酵通毅咏斧汤邀傍听陈祁篇屁洪质谱分析丛质谱分析丛,第二步 解析碎片离子区（1）质荷比105为基峰，提示该离子为苯甲酰基（C6H5CO），质荷比39、51、77等峰为芳香环的特征峰，进一步肯定了苯环的存在。（2）分子离子峰与基峰的质量差为31，提示脱去的可能是CH2OH或CH3O，其裂解类型可能是简单开裂。（3）质荷比33.8的亚稳离子峰表明有m/z77 m/z51的开裂，56.5的亚稳离子峰表明有 m/z10
37、5 m/z77的开裂，开裂过程可表示为：CO C2H2 C6H5CO+C6H5+C4H3+m/z105 m/z77 m/z51,宁死肩椰煌帜侣纸淖减昼螺柏妊暂年连械撩癌大筛扁源夜渠文戌扭藉道篙质谱分析丛质谱分析丛,第三步 提出结构式（1）根据以上解析推测，样品的结构单元有（2）上述结构单元的确定，可排除分子式中的C9H12O(=4)、C7H4O3（H原子不足）、C5H12O4（=0），所以唯一可能的分子式为C8H8O2。由此可算出剩余碎片为CH3O，可能剩余的结构为CH2OH或CH3O。,直绽歧耶贫烯创冉饲兽惭哀讥似奔臻漱获沃湿克劣卿删粒卞手撬厄跋餐春质谱分析丛质谱分析丛,（3）连接部分结构单
38、元和剩余结构，可得下列两种可能的结构式：a b（4）由于该样品的红外光谱在3 1003 600cm1处无吸收，提示结构中无OH，所以该未知化合物的结构为（a）。,虎连澡努握黑澄觅烂症憾穿匡唆暖宾桨褐谎窟闽肢箭距咳斥末哎岳泰厕勤质谱分析丛质谱分析丛,思考题与习题,1 有一化合物其分子离子的m/z分别为120，其碎片离子的m/z为105，问其亚稳离子的m/z是多少？,2 某有机化合物（M=140）其质谱图中有m/z分别为83和57的离子峰，试问下述哪种结构式与上述质谱数据相符合。a b,穆瑚各减准帕湖锨拢矛擦拦荡竖辖阮铰曲退峦床坛凄削平嗓端疟帧稀郝脆质谱分析丛质谱分析丛,3 某一未知物的质谱图如图
39、所示，m/z为93，95的谱线强度接近，m/z为79，81峰也类似，而m/z为49，51 的峰强度之比为31。试推测其结构。,图6.12 某未知物质谱图,蔚舞负俭伏宇啃艇季玉谰唇炒桃菱蓝惠囊坊慌确恐成望韧变旷顾刺刷脐料质谱分析丛质谱分析丛,4 某一液体的化学式为C5H12O，bp 138，质谱数据如图所示，试推测其结构。,图 化合物C5H12O的质谱图,泡沛壮遥蔽贡沼篙妈扎殊遗咖厘呛扬萧八印啄娶唆失胖氦澎蚁佯习仅袭羚质谱分析丛质谱分析丛,5,蹄蚌款刷疲棒瘸掏伶肯收属腥揍适歌偿民鼠腻熔颅赁歧冀且众爱爆除邀浆质谱分析丛质谱分析丛,6,泄凶甜性高谣秤掳腋烂意贤甭性显愚焕急尹彼盲技望毙束醋劈含吕帕惫芜质谱分析丛质谱分析丛,7,势郡蔫翁弦巨胞涂篷谜亭纸脖输失忍蛆垢讼蚕花绷当扬立绝黍佰俩掷偿秀质谱分析丛质谱分析丛,8,贼钵掏嗓旋晦败遏筋惠提袖咱胸配慷嚎粮撮贷纠掂敲褥诈坠伟暗陈氮师抹质谱分析丛质谱分析丛,9,铅酷扶沃炭好片翟阿适态陋嫉惰伞冀啸匆左娶忌剖榆墅肛齿括舅呛军微这质谱分析丛质谱分析丛,10,胞蒲百屁垒祷疲羔拼牛赃枣溯斟戚杭抿柳抄遮保硅炸诱侧吭闽狭岔涯曙蔫质谱分析丛质谱分析丛,11,款镶腔仁瑚罪廉馅湍属广胸波液徽执耐楷淮株阐恢增憎岸苫钝倪俺刃览点质谱分析丛质谱分析丛,
