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一文读懂质谱及其谱图解析

发布时间：2023-11-11 来源：浏览次数：351

质谱是分析测试中常用的仪器分析方法，但谈到质谱仪各部分的功能及原理，你又能说上来多少？质谱图的解析，你是否有思路从何入手？今天仪小宝就来带大家深入了解下质谱仪的原理和有机质谱谱图分析的相关知识。

质谱仪由进样系统、离子源、质量分析器、离子检测器、数据系统和真空系统组成，每一个硬件单元在仪器使用中都扮演着必不可少的角色。接下来，小宝会从原理、功能等方面为大家详细介绍下质谱仪的核心硬件单元。

离子源

待测物从进样系统被引入后，首先来到离子源。质谱仪检测的是气相离子，离子源可将待测物离子化，使待测物形成质荷比(ｍ／ｚ) 不同的气相离子。不同离子源的电离方式不同，从而得到的信息和谱图也不同。常用的离子源包括EI、CI 、ESI、APCI等。

不同离子化方式都可以产生正、负离子，而分子离子种类与离子化媒介、基质及过程有关，分子离子具有一定内能，可进一步分解产生碎片离子（准分子离子经诱导解离产生碎片离子），不同碎片离子对应质荷比不同，在质谱图中体现出来，从中可推断分子的结构信息。

质量分析器

质量分析器将离子源产生的离子按不同质荷比ｍ／ｚ进行分离，离子在施加不同力场的作用下运动轨迹不同，采用不同组合的电、磁场，可以将质荷比ｍ／ｚ不同的离子，按大小顺序在时间或空间上实现分离。

质量分析器决定了质谱仪的分辨率和质量范围，同样也区分了质谱的性能及分类。正是多种离子化方法及不同质量分离方式构成了不同类型、不同用途的质谱仪器。

离子检测器

经过质量分析器之后，待测物便来到了离子检测器。离子检测器用于离子的检测，包括直接检测和间接检测。直接检测的是离子的电荷或者电量，通过一系列电子线路将其转化成电压、电流等。

其他

除了以上提到的离子源、质量分析器和离子检测器，质谱仪的其他核心部件如进样系统、数据系统和真空系统，对于质谱仪同样必不可少。

进样系统用于样品导入，可直接进样也可间接进样。数据系统包含了计算机的软件和硬件，控制并监视仪器的运行、采集数据以及处理数据。真空系统对仪器相当重要，决定了不同仪器的性能指标，从真空条件上可以看到仪器性能的差别。

相信经过以上的介绍，各位应该对质谱仪的各部分功能及原理有了更深刻的认知，但只会操作和原理也是远远不够的，谱图解析在质谱法的使用中亦是非常重要的一步，如何依据质谱图建立解析思路，构建合理的待测物结构？教您六步分析法！

核对质谱图

首先要核对质谱图是否合理，比如基峰，一张谱图只能有一个基峰，如果检测器调整的不合适或者样品浓度过大，则会有很多基峰。另外要观察同位素峰是否存在，有的同位素丰度的含量很低，则可以通过数据列表看是否有同位素峰。

要注意，丰度值和m/z同样重要，它不仅体现了同位素丰度，同时也反映了碎裂的难易程度，离子结构的稳定程度，通常碎裂之后的那部分比较稳定，则丰度值比较高。

浏览谱图概貌

从谱图概貌里首先要看高端、低端的特征峰，高端主要找分子离子，而低端主要是特征离子和离子系列。其次要判断分子离子是否存在，有无分子离子质量数奇偶性、丰度分布。根据以上可初步判断是否含氮、可以通过同位素峰值的特征可以初步判断是否还有某些元素。浏览谱图概貌主要是利用最基本的概念，做出初步的判断。

核对质谱图

质谱解析首先要做到的就是确定分子量，通过谱图信息，找到分子离子即可确定。如果找不到分子离子，则可通过改变电离方式等得到，有了分子量之后推导元素式，推导出元素式之后即可计算Ｒ＋DB值。

核对质谱图

综合所有的结构信息，即可搭建可能的结构式，从不同的结构式中筛选，从而得到候选化合物。

排除与谱图不相符的结构

分析筛选候选化合物重要离子来源，主要采用排除法，通过分析化合物重要离子来源、m/z和丰度与样品的谱图对照，从而排除与谱图不相符的结构。

排除与谱图不相符的结构

用NMR等其他仪器分析、结构表征等方式获得的结果验证、核对、合成化合物质谱核对。关于谱图解析一般有两种情况，一种是已知化合物结构，查找样品里是否含有，可以在库里查找，相对简单；另一种是天然产物或者合成中的中间产物，结构完全未知，在库里不存在，这种就一定要验证，相对困难。

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