质谱检测相对分子质量
相对分子质量是指化学式中各个原子的相对原子质量的总和,它的测定对于研究物质性质、功能以及其在生物体内的代谢过程有着重要意义。常用的测定相对分子质量的方法有称重法、滴定法、红外光谱法等,近年来随着质谱技术的发展,将质谱技术用于相对分子质量的测定现象十分普遍。
质谱法测相对分子质量的原理主要基于电磁学原理。具体来说,它首先将待测样品分子解离成具有不同质量的离子。这些离子在质谱仪中受到电场和磁场的作用,通过不同的方式被加速和分离。离子在通过电磁场时,根据其质荷比(m/z,即离子的质量与电荷的比值)的大小依次被排列和收集,进而形成质谱图。在质谱图中,每一个离子峰都代表了具有特定m/z的离子,而离子峰的高度则与该离子的数量或浓度成正比。通过分析和解读质谱图,可以获得样品中各种离子的m/z信息,进而确定样品的相对分子质量。
用质谱法测定相对分子质量也是目前最快,最精确的方法,因为质谱图中一般分子离子峰的m/z在数值上就等于该化合物的相对分子质量。分子离子是化合物分子通过某种电离方式,失去一个外层价电子而形成带电荷的离子。它一般含有奇数个电子,位于m/z最高端,因大多数分子容易失去一个电子而带一个正电荷,因此分子离子峰确定之后即可确定化合物的相对分子质量。通常判断分子离子峰的方法有以下几个:
1、分子离子峰一定是质谱中质量数最大的峰,它应处在质谱的最右端。
2、分子离子峰应具有合理的质量丢失。即在比分子离子小4~14及20~25个质量单位处,不应有离子峰出现。否则,所判断的质量数最大的峰就不是分子离子峰。因为一个有机化合物分子不可能失去4~14个氢而不断链。
3、分子离子应为奇电子离子,它的质量数应符合氮规则。对于有机化合物,如果含有偶数个氮原子或不含氮原子,那么分子离子峰的m/z值一定是偶数;而如果含有奇数个氮原子,分子离子峰的m/z值则应为奇数。

图1. 4-氨基烟酸甲酯质谱图
如果某离子峰完全符合上述三项判断原则,那么这个离子峰可能是分子离子峰;如果三项原则中有一项不符合,这个离子峰就肯定不是分子离子峰。需要特别注意的是,有些化合物容易出现M-1峰或M+1峰,另外,在分子离子很弱时,容易和噪声峰相混,所以,在判断分子离子峰时要综合考虑样品来源、性质等其他因素。
如果判断没有分子离子峰或分子离子峰不能确定,则需要采取软电离方式,如化学电离源、场解吸源及电喷雾电离源等。要根据样品特点选用合适的离子源。软电离方式得到的往往是准分子离子,然后由准分子离子推断出真正的相对分子质量。
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