分子结构质谱解析

检测项目

分子量测定：通过测量分子离子峰（M⁺, [M+H]⁺, [M-H]⁻等）的质荷比（m/z），确定化合物的分子量，是结构解析的起点。

元素组成分析：基于高分辨质谱提供的分子量，计算并推断未知化合物可能的元素组成（如C、H、O、N等原子的个数）。

碎片离子解析：分析分子离子在质谱中裂解产生的特征碎片离子，推断分子的子结构或官能团信息。

同位素峰簇分析：观察分子离子或碎片离子的同位素分布模式（如M, M+1, M+2峰的相对强度），辅助确认元素组成和是否存在Cl、Br、S等特征元素。

多级质谱（MSⁿ）分析：通过选择特定离子进行多级碰撞诱导解离，获得碎片离子的进一步裂解信息，用于推导详细的裂解路径和连接顺序。

亚稳离子检测：识别在飞行过程中发生裂解产生的亚稳离子峰，有助于确认母离子与子离子之间的亲缘关系。

质量亏损过滤：利用高分辨质谱数据，通过质量亏损（质量与整数质量的差值）筛选含有特定元素（如卤素、硫、磷等）的化合物。

中性丢失分析：系统分析母离子与子离子之间的质量差，识别分子中容易丢失的中性小分子（如H₂O, CO, NH₃等），推断官能团。

离子化方式选择：根据化合物性质选择合适的离子化方法（如EI、ESI、APCI等），以获得最佳的分子离子或准分子离子信息。

数据库检索与匹配：将获得的质谱图与标准谱图库（如NIST、Wiley库）进行比对，快速鉴定已知化合物。

检测范围

有机小分子化合物：包括药物及其代谢物、天然产物、中间体、农药等，是质谱结构解析最主要的应用领域。

生物大分子：如蛋白质、多肽、核酸、寡糖等，需结合软电离技术和串联质谱进行序列分析和翻译后修饰鉴定。

聚合物与材料：用于测定聚合物的分子量分布、端基结构、共聚组成以及高分子材料的添加剂分析。

环境污染物：检测水体、土壤、大气中的持久性有机污染物、农药残留、内分泌干扰物等，并进行结构确认。

食品与农产品：分析食品中的营养成分、风味物质、非法添加剂、兽药残留以及农产品的代谢组学。

法医与毒物样品：鉴定未知毒物、滥用药物、爆炸物残留以及火灾现场燃烧产物的结构。

代谢组学产物：对生物体内源性小分子代谢物进行全局性定性分析，发现生物标志物。

石油化工产品：用于复杂烃类混合物的组成分析，如原油、润滑油、燃油等的族组成和分子组成表征。

金属有机化合物：研究金属配合物、金属有机框架材料前体等的结构及稳定性。

同位素标记化合物：通过追踪同位素标记原子的位置和丰度，研究化学反应机理和生物代谢途径。

检测方法

电子轰击电离（EI）：使用高能电子束轰击气态样品分子，产生丰富的、具有重现性的碎片离子谱图，适用于挥发性、热稳定的小分子，是标准谱库的主要来源。

电喷雾电离（ESI）：一种“软电离”技术，使样品溶液在高压电场下形成带电液滴，经去溶剂化产生多电荷或单电荷离子，特别适合极性大分子和热不稳定化合物。

大气压化学电离（APCI）：在大气压下利用电晕放电使气相试剂离子与样品分子发生质子转移或电荷交换，适用于中等极性、低分子量的化合物。

基质辅助激光解吸电离（MALDI）：将样品与吸光基质混合，用激光照射使基质吸收能量并促使样品分子电离，常用于蛋白质、多肽、核酸等生物大分子的分析。

串联质谱法（MS/MS或MSⁿ）

气相色谱-质谱联用（GC-MS）：将气相色谱的分离能力与质谱的定性能力结合，是分析复杂挥发性混合物和进行代谢物轮廓分析的强大工具。