生物质谱分析综述-质谱分析蛋白质108页PPT
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质谱定性分析及图谱解析PPT课件
比最大的峰是否在所有的峰中最后消
失。最后消失的峰即为分子离子峰。
整理版课件
12
MS
有机化合物的质谱分析，最常应
用电子轰击源作离子源，但在应用这
种离子源时，有的化合物仅出现很弱
的，有时甚至不出现分子离子分子峰，
这样就使质谱失去一个很重要的作用。
为了得到分子离子峰，可以改用其它
一些离子源，如场致电离源、化学电
17
MS
8.4.2 分子式的确定
各元素具有一定的同位素 天然丰度，因此不同的分子式， 其M+1/M和M+2/M的百分比都将 不同。
整理版课件
18Biblioteka 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
最接近的是第5式（C9H10O2）， 这 个 式 子 的 M+2 也 与 0.9 很 接 近 ，
因此分子式应为整理版C课件9H10O2。
23
MS
8.4.3 根据裂解模型鉴定化合物和确定结构
各种化合物在一定能量的离子源中是按照 一定的规律进行裂解而形成各种碎片离子的， 因而所得到的质谱图也呈现一定的规律。所 以根据裂解后形成各种离子峰就可以鉴定物 质的组成及结构。
取长补短。
整理版课件
35
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就不是分子离子峰。
整理版课件
7
MS
（3）分子离子峰与邻近峰的质量差是否
合理。如有不合理的碎片峰，就不是分
质谱的原理和图谱的分析PPT课件
.
若某一元素有两种同位素，在某化合物中含有 m 个 该元素的原子，则分子离子同位素峰簇的各峰的相对 丰度可用二项式 (a+b)m 展开式的系数推算
若化合物含有 i 种元素，它们都有非单一的同位素 组成，总的同位素峰簇各峰间的强度可用下式表示：
(a1+b1)m1 (a2+b2)m2 … (ai+bi)mi
（3） 场致离（FI）和场解吸 （ FD ）
场致离（field ionization, FI） •气态样品分子在在强电场（107-108V/cm）的作用下 发生电离。 •要求样品分子处于气态, 灵敏度不高, 应用逐渐减少.
场解吸 （field desorption, FD ） • 样品不需汽化, 将样品吸附在作为场离子发射体的金属 丝上, 送入离子源, 然后通以微弱电流, 使样品分子从发 射体上解吸下来, 并扩散至高场强的场发射区, 进行离子 化.
稳离子。
.
二、分子离子与分子式
（1）分子离子峰的识别 • 在质谱图中，分子离子峰应是最高质荷比的离子峰。
（同位素离子及准分子离子峰除外）。 • 分子离子峰是奇电子离子峰。 • 分子离子能合理地丢失碎片（自由基或中性分子）。 • 符合氮律：
当化合物不含氮或含偶数个氮时，分子量为偶数； 当化合物含奇数个氮时，该化合物分子量为奇数。
例如：已知某化合物的质谱图中，M为166；M+1为10.15，
M+2为1.1。按Beynon表可以查到分子量为166的一些分子式为：
M+1 M+2
M+1 M+2
C8H8NO3 9.27 0.98 C9H10O3 10.00 1.05 C8H10N2O2 9.65 0.82 C9H12NO2 10.38 0.89 C8H12N3O 10.02 0.65 C9H14N2O 10.75 0.72 C8H14N4 10.40 0.49 C9H2N4 11.28 0.58 由上述数据可以看出， C9H10O.3 最符合上述条件。
若某一元素有两种同位素，在某化合物中含有 m 个 该元素的原子，则分子离子同位素峰簇的各峰的相对 丰度可用二项式 (a+b)m 展开式的系数推算
若化合物含有 i 种元素，它们都有非单一的同位素 组成，总的同位素峰簇各峰间的强度可用下式表示：
(a1+b1)m1 (a2+b2)m2 … (ai+bi)mi
（3） 场致离（FI）和场解吸 （ FD ）
场致离（field ionization, FI） •气态样品分子在在强电场（107-108V/cm）的作用下 发生电离。 •要求样品分子处于气态, 灵敏度不高, 应用逐渐减少.
场解吸 （field desorption, FD ） • 样品不需汽化, 将样品吸附在作为场离子发射体的金属 丝上, 送入离子源, 然后通以微弱电流, 使样品分子从发 射体上解吸下来, 并扩散至高场强的场发射区, 进行离子 化.
稳离子。
.
二、分子离子与分子式
（1）分子离子峰的识别 • 在质谱图中，分子离子峰应是最高质荷比的离子峰。
（同位素离子及准分子离子峰除外）。 • 分子离子峰是奇电子离子峰。 • 分子离子能合理地丢失碎片（自由基或中性分子）。 • 符合氮律：
当化合物不含氮或含偶数个氮时，分子量为偶数； 当化合物含奇数个氮时，该化合物分子量为奇数。
例如：已知某化合物的质谱图中，M为166；M+1为10.15，
M+2为1.1。按Beynon表可以查到分子量为166的一些分子式为：
M+1 M+2
M+1 M+2
C8H8NO3 9.27 0.98 C9H10O3 10.00 1.05 C8H10N2O2 9.65 0.82 C9H12NO2 10.38 0.89 C8H12N3O 10.02 0.65 C9H14N2O 10.75 0.72 C8H14N4 10.40 0.49 C9H2N4 11.28 0.58 由上述数据可以看出， C9H10O.3 最符合上述条件。
质谱技术在蛋白质多肽化学.pptx
这两种技术解决了极性大、热不稳定的蛋 白质、多肽分子的离子化和大分子量的测定问题。 另外，这两种质谱无论在灵敏度、准确性和在分 析混合物的复杂性方面都比以前的技术有了显著 的改善，从而大大拓宽了质谱技术在蛋白质领域 中的应用，可以说是质谱技术在生物大分子中应 用的一场革命。
第6页/共113页
第二节
第26页/共113页
MALDI-TOF-MS
由于多肽分子倾向于吸收单一光子，故多肽离子带单一电荷.这些形成 的多肽离子直接进入飞行时间质量分析仪(TOF massanalyzer)。飞行时间质量分析 仪用于测量多肽离子由分析仪的一端飞抵另一端探测器所需要的时间。而此飞行时 间同多肽离子的质量/电荷的比值成反比，即质量/电荷之比越高，飞行时间越短 TOF质量分析器被认为是与MALDI的最佳搭配。
• 简而言之，基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量仪是将多肽成分转换成离子信 号，并依据质量/电荷之比(m/z) 来对该多肽进行分析，以判断该多肽源自哪一个蛋 白。
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MALDI-MS
待检样品与含有在特定波长下吸光的发光团的化学 基质(matrix)混合，此样品混合物随即滴于一平板或载 玻片上进行挥发，样品混合物残余水份和溶剂的挥发 使样品整合于格状晶体中，样品然后置于激光离子发 生器(lasersource)。激光作用于样品混合物，使化学 基质吸收光子而被激活。此激活产生的能量作用于多 肽，使之由固态样品混合物变成气态。
Ar+（高动能的）+ Ar（热运动的）
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经电荷交换后的低动能(热)的Ar+被偏转出快原子流，获得高动能快速的Ar原子 对样品分子进行轰击，一般样品调在甘油基质之中，当快原子束轰击在涂有样品的金 属板上，快原子大量动能以各种方式消散，其中的一些能量导致样品的挥发和离解。
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第二节
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MALDI-TOF-MS
由于多肽分子倾向于吸收单一光子，故多肽离子带单一电荷.这些形成 的多肽离子直接进入飞行时间质量分析仪(TOF massanalyzer)。飞行时间质量分析 仪用于测量多肽离子由分析仪的一端飞抵另一端探测器所需要的时间。而此飞行时 间同多肽离子的质量/电荷的比值成反比，即质量/电荷之比越高，飞行时间越短 TOF质量分析器被认为是与MALDI的最佳搭配。
• 简而言之，基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量仪是将多肽成分转换成离子信 号，并依据质量/电荷之比(m/z) 来对该多肽进行分析，以判断该多肽源自哪一个蛋 白。
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MALDI-MS
待检样品与含有在特定波长下吸光的发光团的化学 基质(matrix)混合，此样品混合物随即滴于一平板或载 玻片上进行挥发，样品混合物残余水份和溶剂的挥发 使样品整合于格状晶体中，样品然后置于激光离子发 生器(lasersource)。激光作用于样品混合物，使化学 基质吸收光子而被激活。此激活产生的能量作用于多 肽，使之由固态样品混合物变成气态。
Ar+（高动能的）+ Ar（热运动的）
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经电荷交换后的低动能(热)的Ar+被偏转出快原子流，获得高动能快速的Ar原子 对样品分子进行轰击，一般样品调在甘油基质之中，当快原子束轰击在涂有样品的金 属板上，快原子大量动能以各种方式消散，其中的一些能量导致样品的挥发和离解。
《质谱分析的原理与方法》PPT课件
最大峰
分子离子和碎片离子之间的质量差
氮规则：在分子中只含C,H,O,S,X元素时，相对 分子质量Mr为偶数；若分子中除上述元素外还 含有N，则含奇数个N时相对分子质量Mr为奇数， 含偶数个N时相对分子质量Mr为偶数。
[氮规则] 当分子中含有偶数个氮原子或不含氮原子时，分子量应为偶数； 当分子中含有奇数个氮原子时，分子量应为奇数。
b、羧酸酯羰基碳上的裂解有两种类型，其强 峰（有时为基准峰）通常来源于此；
c、由于McLafferty重排，甲酯可形成m/z=74, 乙酯可形成m/z=88的基准峰；
d、二元羧酸及其甲酯形成强的M峰，其强度随 两个羧基的接近程度增大而减弱。二元酸酯 出现由于羰基碳裂解失去两个羧基的M-90峰。
胺
特征：a、脂肪开链胺的M峰很弱，或者消失； 脂环胺及芳胺M峰明显；含奇数个N的胺其M 峰质量为奇数；低级脂肪胺芳香胺可能出现 M-1峰（失去·H)；
酚和芳香醇的特征：
a、和其他芳香化合物一样，酚和芳香醇的M峰 很强，酚的M峰往往是它的基准峰；
b、苯酚的M-1峰不强，而甲苯酚和苄醇的M-1 峰很强，因为产生了稳定的鎓离子；
c、自苯酚可失去CO 、HCO。
卤化物
特征： a、脂肪族卤化物M峰不明显，芳香族的明显； b、氯化物和溴化物的同位素峰非常特征； c、卤化物质谱中通常有明显的X、M-X、M-
质谱的应用
例：某化合物的质谱数据：M=181，PM%=100% P(M+1)%=14.68% P(M+2)%=0.97%
查[贝诺表]
分子式
M+1
M+2
(1) C13H9O
14.23
1.14
(2) C13H11N 14.61
分子离子和碎片离子之间的质量差
氮规则：在分子中只含C,H,O,S,X元素时，相对 分子质量Mr为偶数；若分子中除上述元素外还 含有N，则含奇数个N时相对分子质量Mr为奇数， 含偶数个N时相对分子质量Mr为偶数。
[氮规则] 当分子中含有偶数个氮原子或不含氮原子时，分子量应为偶数； 当分子中含有奇数个氮原子时，分子量应为奇数。
b、羧酸酯羰基碳上的裂解有两种类型，其强 峰（有时为基准峰）通常来源于此；
c、由于McLafferty重排，甲酯可形成m/z=74, 乙酯可形成m/z=88的基准峰；
d、二元羧酸及其甲酯形成强的M峰，其强度随 两个羧基的接近程度增大而减弱。二元酸酯 出现由于羰基碳裂解失去两个羧基的M-90峰。
胺
特征：a、脂肪开链胺的M峰很弱，或者消失； 脂环胺及芳胺M峰明显；含奇数个N的胺其M 峰质量为奇数；低级脂肪胺芳香胺可能出现 M-1峰（失去·H)；
酚和芳香醇的特征：
a、和其他芳香化合物一样，酚和芳香醇的M峰 很强，酚的M峰往往是它的基准峰；
b、苯酚的M-1峰不强，而甲苯酚和苄醇的M-1 峰很强，因为产生了稳定的鎓离子；
c、自苯酚可失去CO 、HCO。
卤化物
特征： a、脂肪族卤化物M峰不明显，芳香族的明显； b、氯化物和溴化物的同位素峰非常特征； c、卤化物质谱中通常有明显的X、M-X、M-
质谱的应用
例：某化合物的质谱数据：M=181，PM%=100% P(M+1)%=14.68% P(M+2)%=0.97%
查[贝诺表]
分子式
M+1
M+2
(1) C13H9O
14.23
1.14
(2) C13H11N 14.61
质谱全介绍ppt课件
液相色谱—质谱联用的原理及应用
中心实验室
；.
1
简介
色谱质谱的在线联用将色谱的分离能力与质谱的定性功能结合起来，实 现对复杂混合物更准确的定量和定性分析。而且也简化了样品的前处理 过程，使样品分析更简便。
色谱质谱联用包括气相色谱质谱联用(GC-MS)和液相色谱质谱联用(LCMS)，液质联用与气质联用互为补充，分析不同性质的化合物。
1 4 7 7 2 9 .0 0
146500
147000
147500 Mass, amu
148000
148500
16
149000
同位素离子
由元素的重同位素构成的离子称为同位素离子. 各种元素的同位素,基本上按照其在自然界的丰度比出现在质谱中,这对
于利用质谱确定化合物及碎片的元素组成有很大方便, 还可利用稳定同 位素合成标记化合物,如:氘等标记化合物,再用质谱法检出这些化合物, 在质谱图外貌上无变化,只是质量数的位移,从而说明化合物结构,反应历 程等
；.
20
不同类型有机物有不同的裂解方式 相同类型有机物有相同的裂解方式,只是质量数的差异 需要经验记忆。
；.
21
质谱解析的一般步骤
(适于低分辨小分子谱图,若已经是高分辨质谱图得到元素组成更好) (1)核对获得的谱图,扣除本底等因素引起的失真,考虑操作条件是否适当 (2)综合样品其他知识：例如熔点，沸点，溶解性等理化性质，样品来源，
APCI(Atmospheric Pressure Chemical Ionization):大气压化学电离—同上， 更适宜做弱极性小分子。
APPI(Atmospheric Pressure PhotoSpray Ionization):大气压光喷雾电离—同上， 更适宜做非极性分子。
中心实验室
；.
1
简介
色谱质谱的在线联用将色谱的分离能力与质谱的定性功能结合起来，实 现对复杂混合物更准确的定量和定性分析。而且也简化了样品的前处理 过程，使样品分析更简便。
色谱质谱联用包括气相色谱质谱联用(GC-MS)和液相色谱质谱联用(LCMS)，液质联用与气质联用互为补充，分析不同性质的化合物。
1 4 7 7 2 9 .0 0
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147500 Mass, amu
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同位素离子
由元素的重同位素构成的离子称为同位素离子. 各种元素的同位素,基本上按照其在自然界的丰度比出现在质谱中,这对
于利用质谱确定化合物及碎片的元素组成有很大方便, 还可利用稳定同 位素合成标记化合物,如:氘等标记化合物,再用质谱法检出这些化合物, 在质谱图外貌上无变化,只是质量数的位移,从而说明化合物结构,反应历 程等
；.
20
不同类型有机物有不同的裂解方式 相同类型有机物有相同的裂解方式,只是质量数的差异 需要经验记忆。
；.
21
质谱解析的一般步骤
(适于低分辨小分子谱图,若已经是高分辨质谱图得到元素组成更好) (1)核对获得的谱图,扣除本底等因素引起的失真,考虑操作条件是否适当 (2)综合样品其他知识：例如熔点，沸点，溶解性等理化性质，样品来源，
APCI(Atmospheric Pressure Chemical Ionization):大气压化学电离—同上， 更适宜做弱极性小分子。
APPI(Atmospheric Pressure PhotoSpray Ionization):大气压光喷雾电离—同上， 更适宜做非极性分子。
质谱分析 ppt课件
ppt课件
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在碳元素中，除12C外，还有13C，含量12C为 98.92%,13C为1.08％。因此，在烃类化合物中，在出现分 子离子峰的同时，还伴随出现同位素峰(M+1)、(M+2)……。 甲烷的同位素峰的丰度约1.1%，其他烃类化合物的同位 素峰丰度为1.1%的倍数。
因M+1峰的丰度与分子中的碳原子数相对应成比例， 故根据M+1峰与分子离子峰(M+)相对丰度可计算出化合物 分子中的碳原子数．
（4）必须有合理的质量碎片的丢失。分子离子峰的裂解过 程中常常会失去小质量的中性碎 片和自由基。因此裂解过 程中分子离子（母离子）与子离子之间的质量差一定要合理， 例如出现质量差15或18，就丢失-CH3或一个分子水是合理的。 而丢失4~13原子质量单位是不合理的。因为分子离子
ppt课件
74
一般不会失去三个以上的氢或不够一个次甲基的碎片，即 使失去一个次甲基14个原子质量单位，在分子离子裂解中 也是极少见的。因此出现这种情况，说明该峰不是分子离 子；或者该峰是分子离子，而相邻的峰是杂质峰。同样丢 失21~26、37、38、50~53、65、66等等也是不合理的。
ppt课件
8
3、峰的类型 （1）分子离子峰 （2）基峰
丰度为100的峰为基峰。
ppt课件
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（3）同位素峰
质谱图中在分子离子的右边还有质荷比大于分子离子， 丰度较小的峰M+1、M+2等，这是由于由同位素存在引起 的叫做同位素峰。
（4）亚稳离子
有些质谱会偶然出现一些离子峰，它比通常的离子峰 的宽度稍大，相对强度较低，而且往往不是在质荷比为整数 的地方。这些离子称为亚稳离子。
ppt课件
76
《质谱分析》幻灯片PPT
〔1〕单聚焦分析器〔single focusing mass analyzer〕
• 自 离 子 源 发 生 的 离 子 束 在 加 速 电 极 电 场 〔800 ～ 8000V〕的作用下，使质量m的正离子获得速度v ， 以直线方向运动，其动能为：
•
zU＝1/2mv2
•式中，z为离子电荷数，U为加速电压。
EI的缺点： 对于分子量较大或稳定性差的样品，常常得不到分子离子峰，
因而也不能测定其分子量。
2〕化学离子源 (chemical ionization source;CI)
〔1〕甲烷电离
C 4 e H C 4 C 3 H C 2 H C H C H H
〔2〕甲烷离子与分子反响生成加合离子
测定气体用的质谱仪，一般质量测定范围在2～100，而 有机质谱仪一般可达几千。
〔3〕灵敏度(sensitivity) 用一定量的某样品在一定条件下，产生该样品分子离子峰
的信噪比(S/N)来表示。
10.3 质谱图及其应用
横坐标是质荷比；纵坐标是离子的相对强度〔丰度〕。 图中最高的峰称为基峰，其相对丰度定为100%，其它离子峰的强度按基峰 的百分比表示。
质谱仪主要性能指标
〔1〕分辨率 分辨率是指仪器对质量非常接近的两种离子的分辨能力。 对两个相等强度的相邻峰，当两峰间的峰谷不大于其峰 高10%时，那么认为两峰已经分开。
R m1 m1 m2m1 m
其中m1、m2为质量数，且m1＜m2，故在两峰质量数
较小时，要求仪器分辨率越大。
〔2〕质量范围
质量范围是指质谱仪能测量的最大m/z值，它决定仪器 所能测量的最大相对分子量。
C4 H C4 H C5 H C3H
C 3 H C 4 H C 2 H 5 H 2
《质谱解析》幻灯片PPT
羰基化合物经简单断裂所产生的含羰基的碎片离子可以发生失 CO的反响：
苯环上有两个邻位取代基容易共同消去小分子，这 称为苯环的“邻位效应〞，其通式为：
杂芳环也有邻位效应：
4〕 四员环重排
含饱和杂原子的化合物，可以发生失去乙烯〔或取代乙 烯〕的重排。
以单键与杂原子相连的烷基长于两个碳时，杂原子在与 碳链断裂的同时，氢原子经四员环转移和杂原子结合 〔烷基有两个以上碳原子才能进展氢的四员环转移，但 烷基越大发生此重排的几率越低〕。
• 该重排产生的离子如仍然满足此重排的两个条件，可 再次发生该重排。
2〕 逆 Diels-Alder 反响〔RDA〕
当分子中存在含一根 键的六员环时，可发生Diels-Alder 反响。 该重排反响为：
该重排反响正好是Diels-Alder 反响的逆反响。 含原双键的局部带正电荷的可能性大些。
的氢原子来自 C-3位置，18%来自C-4位置；溴化物失 溴化氢时，86%的氢原子来自C-2到C-4位置。低分子 量的溴化物、碘化物除失HX之外，还失H2X。
其他化合物如R-CN失HCN，硫醇失去H2S。 可失去的中性分子还有HOAc、CH3OH、CH2=C=O等。
芳环或杂环上有含杂原子的取代基团时，很容易失去小分子。
2、简单断裂的规律
1)含杂原子的化合物存在着三种断裂方式
①邻接杂原子的C-C键发生断裂
由这种断裂方式产生的离子在质谱中是很常见的。 键断裂时，正电荷常在含杂原子的一侧，从而显示含 杂原子的碎片离子；但也有另一侧带电的情况。
无论是饱和的杂原子(它以 σ 键和碳原子相连)还是不 饱和的杂原子(它以 σ 键及л键与碳原子相连)，发生这 种断裂均很常见。
—OH一般按①进展；—OR可按①、②两种方式进展。 —SR按①、②两种方式进展且按②进展的几率更大些。 溴化物和碘化物易按③进展。 总之，处于中间情) 邻接碳、碳不饱和键的C-C键易断裂。如：
第五章质谱分析法ppt课件
内容
第一节、质谱法的基本原理 第二节、质谱仪（自学） 第三节、质谱及主要离子峰的类型 第四节、质谱法的应用
1
第一节、质谱法的基本原理
一、概述
• 质谱分析法是在高真空系统中测定样品的分子离子及碎片离 子质量，以确定样品相对分子质量及分子结构的方法。
• 化合物分子受到电子流冲击后，形成的带正电荷分子离子及
静电分析器将具有相同 速度（或能量）的离子 分成一类；进入磁分析 器后，再将具有相同质 荷比而能量不同的离子 进行分离。 分辨率高，但体积大。
28
3. 四极滤质器（四极杆质量分析器）
特点： • 结构简单、体积小，分析速度快，适合与色谱联用 • 分辨率较高（比磁分析器略低） • 准确度和精密度低于磁偏转分析器，对质量较高的
醛，乙基取代物 伯胺 醇，甲酯类 乙酰基，丙基取代物 烷烃 结构中有芳环
CH3COOH+· C6H5CH2+ C6H5CO+
羧酸，乙酸酯，甲酯 苄基 苯甲酰基
36
·OCH3, CH3NH2
37
对于一般有机物电子失去的程度：
n电子 > 电子 > 电子
O
失去一个n电子形成的分子离子：
-e R C R'
质谱仪按用途分： 同位素质谱仪（测定同位素）、无机质谱仪（测定无机化合物）、
有机质谱仪（测定有机化合物）等。 根据质量分析器的工作原理分：
静态仪器：采用稳定磁场，按空间位置区分不同质荷比的离子 单聚焦和双聚焦质谱仪
动态仪器：采用变化的电磁场，按时空来区分不同质荷比的离子 飞行时间和四极滤质器式质谱仪
在电子轰击下，甲烷首先被电离： CH4+ →CH4+＋CH3+＋CH2+＋CH+＋C+＋H+
第一节、质谱法的基本原理 第二节、质谱仪（自学） 第三节、质谱及主要离子峰的类型 第四节、质谱法的应用
1
第一节、质谱法的基本原理
一、概述
• 质谱分析法是在高真空系统中测定样品的分子离子及碎片离 子质量，以确定样品相对分子质量及分子结构的方法。
• 化合物分子受到电子流冲击后，形成的带正电荷分子离子及
静电分析器将具有相同 速度（或能量）的离子 分成一类；进入磁分析 器后，再将具有相同质 荷比而能量不同的离子 进行分离。 分辨率高，但体积大。
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3. 四极滤质器（四极杆质量分析器）
特点： • 结构简单、体积小，分析速度快，适合与色谱联用 • 分辨率较高（比磁分析器略低） • 准确度和精密度低于磁偏转分析器，对质量较高的
醛，乙基取代物 伯胺 醇，甲酯类 乙酰基，丙基取代物 烷烃 结构中有芳环
CH3COOH+· C6H5CH2+ C6H5CO+
羧酸，乙酸酯，甲酯 苄基 苯甲酰基
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·OCH3, CH3NH2
37
对于一般有机物电子失去的程度：
n电子 > 电子 > 电子
O
失去一个n电子形成的分子离子：
-e R C R'
质谱仪按用途分： 同位素质谱仪（测定同位素）、无机质谱仪（测定无机化合物）、
有机质谱仪（测定有机化合物）等。 根据质量分析器的工作原理分：
静态仪器：采用稳定磁场，按空间位置区分不同质荷比的离子 单聚焦和双聚焦质谱仪
动态仪器：采用变化的电磁场，按时空来区分不同质荷比的离子 飞行时间和四极滤质器式质谱仪
在电子轰击下，甲烷首先被电离： CH4+ →CH4+＋CH3+＋CH2+＋CH+＋C+＋H+
质谱分析技术-PPT课件
1）直接通过末端氨基酸序列分析鉴定蛋白质
2）结合肽谱数据库鉴定蛋白质（肽质量指纹谱）
3）蛋白质修饰鉴定
用MALDI-TOF MS检测特定部位氨基酸残基 的磷酸化
4）分子量测定： MALDI-TOF 的准确度高达0.1%~0.01%，远远 高于目前常规应用的SDS 电泳与高效凝胶色谱技术， 目前可测定生物大分子的分子量高达300KDa。
LNVWGKVEAD EKFDKFKHLK ALGGILKKKG IKYLEFISDA MTKALELFRN
IAGHGQEVLI TEAEMKASED HHEAELKPLA IIHVLHSKHP DIAAKYKELG
胰蛋白酶酶切Myoglobin产生的肽段及其分子量
1811.90 1606.85 1271.66 1378.83 1982.05 1853.95 1884.01 1502.66 748.43
实际质谱分析所得的肽质量指纹谱
GLSDGEWQQVLNVWGK GHHEAELKPLAQSHATK YLEFISDAIIHVLHSK KGHHEAELKPLAQSHATK
2）SELDI-TOF MS （原理示意图）
EAM: 能量吸收分子
SELDI-TOF MS分析使用的各种蛋白质芯片
SELDI-TOF MA检测结果与处理
IAGHGQEVLI TEAEMKASED HHEAELKPLA IIHVLHSKHP DIAAKYKELG
Myoglobin用胰蛋白酶限制酶切后产生的肽段 （从碱性氨基酸的羧基端切断） • Myoglobin GLSDGEWQQV RLFTGHPETL LKKHGTVVLT QSHATKHKIP GDFGADAQGA FQG
GLSDGEWQQVLNVWGK VEADIAGHGQEVLIR LFTGHPETLEK HGTVVLTALGGILK KGHHEAELKPLAQSHATK GHHEAELKPLAQSHATK YLEFISDAIIHVLHSK HPGDFGADAQGAMTK ALELFR
2）结合肽谱数据库鉴定蛋白质（肽质量指纹谱）
3）蛋白质修饰鉴定
用MALDI-TOF MS检测特定部位氨基酸残基 的磷酸化
4）分子量测定： MALDI-TOF 的准确度高达0.1%~0.01%，远远 高于目前常规应用的SDS 电泳与高效凝胶色谱技术， 目前可测定生物大分子的分子量高达300KDa。
LNVWGKVEAD EKFDKFKHLK ALGGILKKKG IKYLEFISDA MTKALELFRN
IAGHGQEVLI TEAEMKASED HHEAELKPLA IIHVLHSKHP DIAAKYKELG
胰蛋白酶酶切Myoglobin产生的肽段及其分子量
1811.90 1606.85 1271.66 1378.83 1982.05 1853.95 1884.01 1502.66 748.43
实际质谱分析所得的肽质量指纹谱
GLSDGEWQQVLNVWGK GHHEAELKPLAQSHATK YLEFISDAIIHVLHSK KGHHEAELKPLAQSHATK
2）SELDI-TOF MS （原理示意图）
EAM: 能量吸收分子
SELDI-TOF MS分析使用的各种蛋白质芯片
SELDI-TOF MA检测结果与处理
IAGHGQEVLI TEAEMKASED HHEAELKPLA IIHVLHSKHP DIAAKYKELG
Myoglobin用胰蛋白酶限制酶切后产生的肽段 （从碱性氨基酸的羧基端切断） • Myoglobin GLSDGEWQQV RLFTGHPETL LKKHGTVVLT QSHATKHKIP GDFGADAQGA FQG
GLSDGEWQQVLNVWGK VEADIAGHGQEVLIR LFTGHPETLEK HGTVVLTALGGILK KGHHEAELKPLAQSHATK GHHEAELKPLAQSHATK YLEFISDAIIHVLHSK HPGDFGADAQGAMTK ALELFR
质谱分析法PPT课件
离子的类型及开裂规律 两节课时间太紧张
离子的类型 1．分子离子峰：
在电子轰击下,有机物分子电离一个电子形成 的离子,叫分子离子 分子离子的质量就是化合物的相对分子量。
分子离子足够稳定，质谱中位于质荷比最高 位置的峰就是分子离子峰。
1
辨认分子离子峰的方法
1. 分子离子峰一定是质谱中质量数最大的峰，应处在质 谱图的最右端。
正相反。苯甲醇中M-1峰很强，是因为生成了稳定的羟基 离子 m/z107；苄醇也有M-2 ，M-3的峰，强度较弱，苯酚的M-1是弱峰。 酚的裂解如下：
H O┐ rH
┐
O H H
m/z 94
m/z 94
H
CHO
┐
或
H
┐
H
m/z 66
m/z 65
41
苯甲醇和酚的特征裂解都有经过H转移丢失CO产生M-28 的峰，还有丢失 CHO基团的M-29的峰。苯甲醇有M（CHO），即m/z79的峰是基峰。酚有M-28（m/z66）和 M-29（m/z65）的弱峰。
同部分碎片峰，可粗略推测化合物的大致结构。 • 以所有可能方式把各部分结构单元连接起来，再利
用质谱数据，将造成的结构中不合理的结构排除掉。
45
质谱图解析 —— 例1 (P266)
46
47
质谱图解析 —— 例2
48
49
GC和MS联用的优点
• GC：善于分离，不善于定性 • MS：善于定性，不善于分离 • GC-MS：分离，定性同时进行
10
离子开裂的几种类型
单纯开裂— 断一个键，脱离一个游离基 重排开裂— 有两个键断裂，一个氢原子发生转移，
脱去一个中性分子 复杂开裂— 几个键开裂，并有氢原子的转移 双重重排— 有两个氢的转移
离子的类型 1．分子离子峰：
在电子轰击下,有机物分子电离一个电子形成 的离子,叫分子离子 分子离子的质量就是化合物的相对分子量。
分子离子足够稳定，质谱中位于质荷比最高 位置的峰就是分子离子峰。
1
辨认分子离子峰的方法
1. 分子离子峰一定是质谱中质量数最大的峰，应处在质 谱图的最右端。
正相反。苯甲醇中M-1峰很强，是因为生成了稳定的羟基 离子 m/z107；苄醇也有M-2 ，M-3的峰，强度较弱，苯酚的M-1是弱峰。 酚的裂解如下：
H O┐ rH
┐
O H H
m/z 94
m/z 94
H
CHO
┐
或
H
┐
H
m/z 66
m/z 65
41
苯甲醇和酚的特征裂解都有经过H转移丢失CO产生M-28 的峰，还有丢失 CHO基团的M-29的峰。苯甲醇有M（CHO），即m/z79的峰是基峰。酚有M-28（m/z66）和 M-29（m/z65）的弱峰。
同部分碎片峰，可粗略推测化合物的大致结构。 • 以所有可能方式把各部分结构单元连接起来，再利
用质谱数据，将造成的结构中不合理的结构排除掉。
45
质谱图解析 —— 例1 (P266)
46
47
质谱图解析 —— 例2
48
49
GC和MS联用的优点
• GC：善于分离，不善于定性 • MS：善于定性，不善于分离 • GC-MS：分离，定性同时进行
10
离子开裂的几种类型
单纯开裂— 断一个键，脱离一个游离基 重排开裂— 有两个键断裂，一个氢原子发生转移，
脱去一个中性分子 复杂开裂— 几个键开裂，并有氢原子的转移 双重重排— 有两个氢的转移
生物质谱分析
质谱技术中的离子源
(6)电喷雾电离 (Electrospray Ionization，简称ESI): 是一种使用强静电场的电离技术。它主要应用 于液相色谱-质谱联用仪或毛细管电泳-质谱联 用仪，既作为色谱和质谱之间的接口装臵，同 时又是电离装臵。
电喷雾电离是在“离子蒸发”的原理基础上 发展起来的一种离子化方法。待测分子溶解在溶 剂中，以液相方式通过毛细管到达喷口，在喷口 高电压作用下形成带电荷的微滴，随着微滴中的 挥发性溶剂蒸发，微滴表面的电荷体密度随微滴 半径的减少而增加，到达某一临界点时，样品将 以离子方式从液滴表面蒸发，进入气相，即实现 了样品的离子化，由于没有直接的外界能量作用 于分子，因此，对分子结构破坏较少，是一种典 型的软电离方式。
快原子轰击技术缺点：
试样涂在金属板上，溶剂也被电离，使质谱图复 杂化。
质谱技术中的离子源
(5)大气压化学电离源 (Atmospheric Pressure Che mical Ionization，简称APCI):主要用于液相 色谱-质谱联用仪，主要用来分析中等极性、 弱极性化合物。APCI主要产生单电荷离子， 分析化合物的相对分子质量一般小于1000.
样品板
EI源 FAB源 MALDI源 ESI源
Quadruopole Ion trap Time-of-flight
电子倍增器 闪烁计数器
LC或GC
化合物分子在高真空条件下，受高速电子流 “轰击”或强电场其他作用，失去电子生成离子 或发生化学键断裂成为碎片离子，离子经加速器 进入磁场，其动能与加速电压及电荷遵循： zU=(1/2)m2 m/z=2U/ 2
早期，质谱分析法仅限于小分子和中等分子 的研究，因为要将质谱应用于生物大分子需要将 其制备成气相带电分子，然后在真空中物理分解 成离子。如何使蛋白分子经受住离子化过程而又 不丧失其结构形态是个难题。20世纪70年代，解 吸技术的出现成功地将蛋白分子转化成气相离子 ，而后快原子轰击与其紧密相关的溶液基质使得 具有极性、热不稳定的蛋白分子可经受住电离过 程。但这些方法仅限于10kD以下蛋白分子的研究 。80年代电喷雾电离(ESI)和基质辅助激光解吸电 离(MAILDI) 技术的发展则使得质谱方法成功应 用于高分子量蛋白分子的研究。
新版质谱分析与质谱仪ppt课件
2*021/2/26
①单聚焦磁场分析器
方向聚焦；
相同质荷比， 入射方向不同 的离子会聚； S1
分辨率不高
(m/e)=H2R2/2V
改变V，H实现质
B
量分离和鉴别。 离子源
2021/2/26
磁场
R
S2 收集器
②双聚焦分析器
方向聚焦： 相同质荷比，入 电场
磁场
射方向不同的离子会 聚；
能量聚焦：
+ -
奖 基质辅助 的激光解 吸电离技
术
John Bennet Fenn
约 翰·B·芬
恩 2002年诺 贝尔化学
奖 电喷雾离
子化
2021/2/26
2021/2/26
2021/2/26
质谱基本原理
轰击、分离、收集、检测、记录等
有机分子
分子离子 碎片离子 亚稳离子 同位素离子
…….
2021/2/26
质谱解析
分子离子峰的形成及识别 开裂方式及类型 碎片离子峰 亚稳离子峰 N规律 …….
二、 质谱仪与质谱分析原理
mass spectrometer and mass spectrometry
一、概述 generalization
分子质量精确测定与化 合物结构分析的重要工具；
癸烷烃
第一台质谱仪：1912年；
早期应用：原子质量、同 位素相对丰度等；
40年代：高分辨率质谱仪出现，有机化合物结构分析； 60年代末：色谱-质谱联用仪出现，有机混合物分离分析； 促进天然有机化合物结构分析的发展； 80年代：非挥发性或热不稳定分子的分析进一步促进了MS的发展； 90年代：由于生物分析的需要，一些新的离子化方法得到快速发展。 同位素质谱仪；无机质谱仪；有机质谱仪 。
①单聚焦磁场分析器
方向聚焦；
相同质荷比， 入射方向不同 的离子会聚； S1
分辨率不高
(m/e)=H2R2/2V
改变V，H实现质
B
量分离和鉴别。 离子源
2021/2/26
磁场
R
S2 收集器
②双聚焦分析器
方向聚焦： 相同质荷比，入 电场
磁场
射方向不同的离子会 聚；
能量聚焦：
+ -
奖 基质辅助 的激光解 吸电离技
术
John Bennet Fenn
约 翰·B·芬
恩 2002年诺 贝尔化学
奖 电喷雾离
子化
2021/2/26
2021/2/26
2021/2/26
质谱基本原理
轰击、分离、收集、检测、记录等
有机分子
分子离子 碎片离子 亚稳离子 同位素离子
…….
2021/2/26
质谱解析
分子离子峰的形成及识别 开裂方式及类型 碎片离子峰 亚稳离子峰 N规律 …….
二、 质谱仪与质谱分析原理
mass spectrometer and mass spectrometry
一、概述 generalization
分子质量精确测定与化 合物结构分析的重要工具；
癸烷烃
第一台质谱仪：1912年；
早期应用：原子质量、同 位素相对丰度等；
40年代：高分辨率质谱仪出现，有机化合物结构分析； 60年代末：色谱-质谱联用仪出现，有机混合物分离分析； 促进天然有机化合物结构分析的发展； 80年代：非挥发性或热不稳定分子的分析进一步促进了MS的发展； 90年代：由于生物分析的需要，一些新的离子化方法得到快速发展。 同位素质谱仪；无机质谱仪；有机质谱仪 。