【摘要】 检测器通常为光电倍增器或电子倍增器,所采集的信号经放大并转化为数字信号,计算机进行处理后得到质谱图。
检测器通常为光电倍增器或电子倍增器,所采集的信号经放大并转化为数字信号,计算机进行处理后得到质谱图。质谱离子的多少用丰度表示(abundance)表示,即具有某质荷比离子的数量。由于某个具体离子的“数量”无法测定,故一般用相对丰度表示其强度,即最强的峰叫基峰(base peak),其他离子的丰度用相对于基峰的百分数表示。在质谱仪测定的质量范围内,由离子的质荷比和其相对丰度构成质谱图。在LC/MS和GC/MS中,常用各分析物质的色谱保留时间和由质谱得到其离子的相对强度组成色谱总离子流图。也可确定某固定的质荷比,对整个色谱流出物进行选择离子检测(selected ion monitoring,SIM),得到选择离子流图。质谱仪分离离子的能力称为分辨率,通常定义为高度相同的相邻两峰,当两峰的峰谷高度为峰高的10%时,两峰质量的平均值与它们的质量差的比值。对于低、中、高分辨率的质谱,分别是指其分辨率在100~2000、2000~10000和10000以上。
质谱在药物领域的主要应用为药物的定性鉴别、定量分析和结构解析。
如果一个中性分子丢失或得到一个电子,则分子离子的质荷比与该分子质量数相同。使用高分辨率质谱可得到离子的精确质量数,然后计算出该化合物的分子式,或者用参照物作峰匹配可以确证分子量和分子式。分子离子的各种化学键发生断裂后形成碎片离子,由此可推断其裂解方式,得到相应的结构信息。
质谱用于定量分析,其选择性、精度和准确度较高。化合物通过直接进样或利用气相色谱和液相色谱分离纯化后再导入质谱。质谱定量分析用外标法或内标法,后者精度高于前者。定量分析中的内标可选用类似结构物质或同位素物质。前者成本低,但精度和准确度以使用同位素物质为高。使用同位素物质为内标时,要求在进样、分离和离子化过程中不会丢失同位素物质。在使用FAB质谱和LC/MS(热喷雾和电喷雾)进行定量分析时,一般都需要用稳定的同位素内标。分析物和内标离子的相对丰度采用选择离子监测(只监测分析物和内标的特定离子)的方式测定。选择离子监测相对全范围扫描而言,由于离子流积分时间长而增加了选择性和灵敏度。利用分析物和内标的色谱峰面积或峰高比得出校正曲线,然后计算样品中分析物的色谱峰面积或它的量。
解析未知样的质谱图,大致按以下程序进行。
(一)解析分子离子区
(1)标出各峰的质荷比数,尤其注意高质荷比区的峰。
(2)识别分子离子峰。首先在高质荷比区假定分子离子峰,判断该假定分子离子峰与相邻碎片离子峰关系是否合理,然后判断其是否符合氮律。若二者均相符,可认为是分子离子峰。
(3)分析同位素峰簇的相对强度比及峰与峰间的Dm值,判断化合物是否含有CI、Br、S、Si等元素及F、P、I等无同位素的元素。
(4)推导分子式,计算不饱和度。由高分辨质谱仪测得的精确分子量或由同位素峰簇的相对强度计算分子式。若二者均难以实现时,则由分子离子峰丢失的碎片及主要碎片离子推导,或与其它方法配合。
(5)由分子离子峰的相对强度了解分子结构的信息。分子离子峰的相对强度由分子的结构所决定,结构稳定性大,相对强度就大。对于分子量约200的化合物,若分子离子峰为基峰或强蜂,谱图中碎片离子较少、表明该化合物是高稳定性分子,可能为芳烃或稠环化合物。
例如:萘分子离子峰m/z128为基峰,蒽醌分子离子峰m/z208也是基峰。分子离子峰弱或不出现,化合物可能为多支链烃类、醇类、酸类等。
(二)、解析碎片离子
(1)由特征离子峰及丢失的中性碎片了解可能的结构信息。
若质谱图中出现系列CnH2n+1峰,则化合物可能含长链烷基。若出现或部分出现m/z77,66,65,51,40,39等弱的碎片离子蜂,表明化合物含有苯基。若m/z91或105为基峰或强峰,表明化合物含有苄基或苯甲酰基。若质谱图中基峰或强峰出现在质荷比的中部,而其它碎片离子峰少,则化合物可能由两部分结构较稳定,其间由容易断裂的弱键相连。
(2)综合分析以上得到的全部信息,结合分子式及不饱和度,提出化合物的可能结构。
(3)分析所推导的可能结构的裂解机理,看其是否与质谱图相符,确定其结构,并进一步解释质谱,或与标准谱图比较,或与其它谱(1H NMR、13C NMR、IR)配合,确证结构。
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