质谱名词术语

质谱名词术语Waters中国有限公司培训中心©2006WatersCorporation什么是质谱分析法？¾质谱分析先将中性分子离子化，再顺次分离和记录各种离子的质荷比和丰度(强度)，从而实现分析目的的一种分析方法。©2006WatersCorporation什么是质谱(MassSpectrum)？¾不同质荷比的离子经质量分析器分离,而后被检测并记录下来的谱图叫作质谱图。简称质谱。¾质谱图的横坐标是质荷比(m/z)，纵坐标是离子强度¾质谱法(MassSpectrometry)即质谱分析法,一般亦简称为质谱¾质谱计(MassSpectrometer):采用顺次记录各种质荷比离子的强度的方式测量化合物质谱的仪器¾质谱仪(MassSpectrography):采用干板记录方式,同时记录下所有离子的质谱仪器©2006WatersCorporation氯霉素的质谱图©2006WatersCorporation质谱基础知识¾质谱中采用的质量单位¾Da=Dalton(道尔顿)质量单位,等于一个碳原子(12C)质量的十二分之一，约为1.66×10-24克;一克约为6×1023道尔顿¾amu=atomicmassunit,原子质量单位1amu=1Da©2006WatersCorporation质子中子粒子质量,amu电荷电子0.00055-1质子1.0073+1中子1.00870e-e-e-e-e-e-原子结构及其质量©2006WatersCorporation原子量12C12.0000*98.8913C13.00331.11*国际协议赋予其确切的质量为12原子量(C)=0.9889(12.0000)+0.0111(13.0033)=12.011¾一种元素的所有同位素的重量平均值叫作原子量符号质量,amu%天然丰度碳©2006WatersCorporation质谱基础知识¾同位素:具有相同的原子序数而又具有不同的质量数的原子叫作同位素¾同位素丰度:自然界中某同位素原子所占的百分数叫做该同位素的天然丰度©2006WatersCorporation同位素表示法C126C136¾质量数=质子+中子原子序数=质子数¾具有相同的元素符号,在元素符号的左上角表明其质量数©2006WatersCorporation天然同位素丰度氮14N14.003199.6415N15.00010.36硫32S31.972195.033S32.97150.7634S33.96794.22氯35Cl34.968975.7737Cl36.965924.23溴79Br78.918350.6981Br80.916349.31原子符号质量,amu%天然丰度©2006WatersCorporation怎样计算质量数¾名义质量数采用元素质量数的整数进行计算,例如:C=12,H=1,O=16¾单同位素质量数或准确质量数用丰度最大的同位素准确质量数计算例如：12C=12，1H=1.0078，16O=15.9948¾平均质量数或化学质量数考虑到所有天然同位素丰度的该元素原子量来计算例如：C=12.001，H=1.00794，O=15.9994¾四极杆质谱获得的单电荷离子的m/z值，是单同位素质数，建议质谱峰标注到小数点后1位©2006WatersCorporation分子量的计算¾利血平,C33H40N2O9,的MW的计算使用原子量:使用单一同位素质量:C:33x12.011=396.363C:33x12.0000=396.000H:40x1.0079=40.316H:40x1.0078=40.312N:2x14.0067=28.013N:2x14.0031=28.006O:9x15.9994=143.995O:9x15.9949=143.954608.687608.272©2006WatersCorporation分子量计算器©2006WatersCorporation¾质荷比(masschargeratio):离子的质量(以相对原子量单位计)与它所带电荷(以电子电量为单位计)的比值,叫作质荷比,简写为m/z¾质荷比是质谱图的横坐标¾质荷比是质谱定性分析的基础质谱图名词与术语©2006WatersCorporation¾离子丰度(Abundanceofions):检测器检测到的离子信号强度¾离子相对丰度(Relativeabundanceofions):以质谱图中指定质荷比范围内最强峰为100％,其它离子峰对其归一化所得的强度¾标准质谱图均以离子相对丰度值为纵坐标谱峰的离子丰度与物质的含量相关,因此是质谱定量的基础质谱图名词与术语©2006WatersCorporation¾基峰(Basepeak):在质谱图中，指定质荷比范围内强度最大的离子峰叫作基峰。基峰的相对丰度为100％¾本底(Background):在与分析样品的相同条件下，不送入样品时所检测到的质谱信号，包括化学噪声和电噪声质谱图名词与术语©2006WatersCorporation¾总离子流图(Totalionscurrent,TIC):在选定的质量范围内,所有离子强度的总和对时间或扫描次数所作的图。色质联用时,TIC即色谱图¾质量色谱图(Masschromatograph):指定某一质荷比的离子强度对时间或扫描号所作的图质谱图名词与术语©2006WatersCorporation¾二维数据(2DData)液质联用中,只包含色谱图的数据,例如用SIR，MRM方式采集的数据（没有质谱信息）¾三维数据(3DData):液质联用中,同时包含色谱图和质谱图的数据,例如用FullScan方式采集的数据（有质谱信息）质谱图名词与术语©2006WatersCorporation质谱分析名词与术语¾分子离子:分子失去一个电子生成的离子,其质荷比等于分子。¾准分子离子:指与分子存在简单关系的离子,通过它可以确定分子量。例如:分子得到或失去一个氢生成的离子:(M+H)+,(M-H)-就是最常见的准分子离子。©2006WatersCorporation质谱分析名词与术语¾碎片离子:分子离子裂解所生成的产物离子¾母离子与子离子：任何离子进一步裂解产生了某离子,则前者称为母离子，后者称为子离子©2006WatersCorporation质谱分析名词与术语¾单电荷离子与多电荷离子:只带一个电荷的离子叫单电荷离子,带两个或两个以上电荷的离子叫多电荷离子,它们时常具有非整数质荷比¾同位素离子:由元素的重同位素构成的离子叫作同位素离子,它们在质谱图中总是出现在相应的分子离子或碎片离子的右侧©2006WatersCorporation质谱分析名词与术语¾氮规则：当化合物不含氮或含偶数个氮原子时,该化合物的分子量为偶数,当化合物含奇数个氮原子时,该化合物的分子量为奇数。¾API电离方式使用氮规则时要将准分子离子还原成分子量后再使用©2006WatersCorporation质谱分析名词与术语¾FullScan(全扫描)：检测一段质荷比范围离子的采集方式,由每个采样点提取一张质谱图¾ScanTime(扫描时间):FullScan方式采集数据的参数,单位为秒,表示四极杆扫描某一范围质荷比离子的时间¾InterScanDelay(扫描延迟时间):FullScan方式采集数据的参数,单位为秒,表示两次扫描之间的间隔©2006WatersCorporation质谱分析名词与术语¾选择离子监测(SelectedIonRecord,SIR):选择能够表征某物质的一个质谱峰进行检测¾DwellTime(驻留时间):SIR方式采集数据时的一个参数,单位为秒,表示四极杆放行该离子的时间¾MRM(MultipleReactionMonitoring-多反应检测):串联质谱的一种采集方式,同时以SIR方式检测母离子与子离子,特点是高选择性和高灵敏度相结合,适用于痕量目标监测物的定量分析©2006WatersCorporation质谱仪器名词与术语¾真空度：表示质谱仪器真空状态的参数，单位为τ(torr,相当于mmHg);质谱仪器要求的真空度为10-510-8τ¾质谱仪之所以要在真空下工作是为了尽量减少离子-分子之间的碰撞(即,得到最大平均自由程)¾碰撞可能导致离子偏离所期望的轨迹(由离子源到四极杆检测器)¾碰撞可能导致产生意外的离子或带来副反应,平均自由程:1atm~10-6m;10-4torr~0.5m¾防止在高电压(用于某些离子聚焦)下生成电弧¾减少污染/化学噪音©2006WatersCorporation质谱仪器名词与术语¾离子源(Ionsource):质谱仪器中使样品电离生成离子的部件。如：EI，FAB，ESI，APcI等¾质量分析器(Massanalyzer)：质谱仪器中使离子按其质荷比大小进行分离的部件。如；四极杆，离子阱，TOF等¾离子检测器(Iondetector)：质谱仪器中检测并放大离子丰度的部件。如：光电倍增器，电子倍增器，多通道板检测器等©2006WatersCorporation质谱仪器名词与术语¾离子源的种类:EI:电子轰击电离源FAB:快原子轰击电离源ESI:电喷雾电离源APcI:大气压化学电离源API:大气压电离源,泛指ESI和APcIMAlDI:基质辅助激光解析电离源©2006WatersCorporation¾分辨率(Resolution，R):在给定样品的条件下,仪器对相邻两个质谱峰的区分能力。¾R=质谱仪器名词与术语mmΔ©2006WatersCorporation质谱分辨率的定义分辨率通常以下式表达式中m是峰质心的m/z,Δm是5%峰高处的峰宽,或者,更常用的是半峰宽(FWHM=FullWidthHalfMaximum)mmΔ©2006WatersCorporation¾仪器在质量数m附近能够分辨的最小相对质量差△m在相同离子质量数上，分辨率越高，能够分辨的△m越小，测定的质量精度越高。在相同的分辨率下，测量高质量数离子的质量精度低，测量低质量数离子的质量精度高。换言之，在相同的质量精度要求下，测定较高质量的离子，要求较高的分辨率。质谱分辨率的物理意义©2006WatersCorporation低分辨与高分辨的差别C12H1O16N14低分辨低分辨CO=28N2=28C2H4=28C12.0000H1.0078O15.9949N14.0031高分辨高分辨CO=27.9949N2=28.0061C2H4=28.0313©2006WatersCorporation单位质量分辨率¾四极杆质量分析器的特点是以单位质量分辨率运行,这可以通过将某个质量范围的半峰宽调谐到0.6amu来实现©2006WatersCorporation质谱仪器名词与术语¾灵敏度(Sensitivity)在规定条件下，对选定化合物产生的某一质谱峰，仪器对单位样品所产生的响应值。¾灵敏度是质谱仪器对样品量感测能力的评定指标。实验中常以信噪比表示。¾在某些类型的质谱仪器中,灵敏度与分辨率成反比例关系,,提高分辨率的同时,会降低灵敏度,反之亦然。©2006WatersCorporation质谱仪器名词与术语¾绝对灵敏度和相对灵敏度:有机质谱常用某种标准样品的最小检测量来衡量灵敏度参数,当测试条件相同时,所用的样品量越小,表明仪器的灵敏度越高,这种方法就是绝对灵敏度法。¾而相对灵敏度法是衡量仪器检测含于其它物质中的极微样品的能力,通常用ug/ml(ppm),ng/ml(ppb)表示,相对灵敏度与进样量有关,增加进样量能增加样品的绝对量,使仪器较容易地检测出样品的信号。©2006WatersCorporation质谱仪器名词与术语¾信噪比(S/N=SignaltoNoiseRatio):谱峰(信号)强度与噪音强度的比值¾噪音强度的测量:PtP(peaktopeak):峰到峰噪音值,选取一段基线的噪音最大值RMS(RootMeanSquare):均方根噪音值,选取一段基线噪音的均方根值¾灵敏度必须在指定的相同条件下(浓度,分辨率,流速,进样体积和被检测离子等等)测定才有可比性©