祝看到这篇文章的小伙伴MS都能一柱擎天纯度100%,而不是各个都是五指山。
LC-MS液质联用仪是绝大多数化学公司,科研单位都会用的仪器。它大大的提升了实验员的效率,帮助实验员快速判断化合物合成状态和分子量。LC-MS是HPLC和MS的结合,有两者的功能,又没有两者精确。
液质联用(LCMS):LC为液相色谱仪;MS为一种能够生成离子,在气态中根据
质荷比的不同将其分离并进行检测的仪器。
LCMS以液相色谱作为分离系统,质谱作为检测系统,因而兼具有液相色谱高分离度与质谱高灵敏度的特点。
分析的样品在质谱部分和流动相分离常用的相对原子质量表,被离子化后项目加盟,经质谱的质量分析器将离子碎片按质量数分开,经检测器得到质谱图。
原理:质谱分析是先将物质离子化,按离子的质荷比分离,然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法.以检测器检测到的离子信号强度为纵坐标,离子质荷比为横坐标所作的条状图就是我们常见的质谱图 。
相关概念
离子丰度(Abundance of ions):检测器检测到离子信号强度。
相对离子丰度(Relative abundance of ions):以质谱图中指定质荷比范围内最强峰(基峰)的强度为100%。其它离子峰对其归一化所得到的强度。标准质谱图均以离子相对丰度值为纵坐标。离子的丰度与物质的含量相关,因此是质谱定量的基础。
EI:电子轰击源质谱,常用于GC-MS系统。
API:大气压电离源质谱,常用于LC-MS系统。
MALDI:基质辅助激光解吸电离源质谱,常用于生物大分子分析。
HPLC:高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography HPLC)又称“高压液相色谱”、“高速液相色谱”、“高分离度液相色谱”、“近代柱色谱”等。高效液相色谱是色谱法的一个重要分支,以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离后,进入检测器进行检测,从而实现对试样的分析。
UPLC:超高效液相色谱(Ultra Performance Liquid Chromatography,UPLC)色谱理论认为提高色谱柱的效能(efficiency)就能增加仪器的解析度(resolution),而运用粒径低于2μm的小颗粒无疑是增加效能的好方法。但减小固定相的粒度以增加色谱柱效能一直是色谱仪器科学的瓶颈,因为小颗粒不仅要求系统能承受高于目前极限压力(比如6000psi/400bar),需要更小的系统体积(死体积),并且需要能适应可能只有几秒峰宽的高速检测器。
ESI:Electron Spray Ionization的缩写,意思是电喷雾离子源,是质谱仪中较为常用的一种离子化方式。电喷雾离子源属于一种软电离源,能使大质量的有机分子生成带多电荷的离子。
APCI:Atmospheric Pressure Chemical Ionization的缩写,大气压化学电离源 APCI是20世纪90年代后使用的液相色谱和质谱联用的接口技术之一。溶液在气流作用下形成气溶胶,蒸发,电晕放电使溶剂电离,电子转移或电子捕获常用的相对原子质量表,使样品带电。
看LCMS步骤
1)先看MS部分,看有没有所要离子峰,并且要看清楚该化合物是否有MS信号,是否掩盖周围的峰。
2)再看HPLC部分,看含量有多少,并且要看清楚该化合物是否有强的HPLC信号,是否掩盖周围的峰。
3)两者结合起来看,推测反应进行的程度和反应产生的杂质。
常见加合离子峰
[M+1]:加质子
[M+14]:羧酸与甲醇成酯
[M+18]:加NH4
[M+19]:加水(水合)
[M+23]:加钠离子
[M+39]:加钾离子
[M+42]:加乙腈
[M+64]:加乙腈加钠离子(常见于SHIMADZU)
[2M+1]:二聚离子(两分子公用一个正电子)
[2M+23]:二聚加钠(两分子公用一个正电子)
[M+2/2]:分子中有两个叔氮,容易上两个质子
[一系列相差42的峰]:可能为石蜡油污染
[一系列相差44的峰]:可能为聚乙二醇污染
[M-16]:脱NH3
[M-17]:脱水
[M-44]:羧酸和Cbz中常见,重排后脱CO2
[M-56]:Boc中常见,脱叔丁基
[M-100]:脱Boc
[M-H]:基本离子
[M+X]:X指溶剂或缓冲液中的阳离子
[M-H+S]:溶剂加合离子
[M+2)/2]:分子络合两个氢离子,半峰
负模式
[M-1]:M-H-
[M+X[:M+X-, X=溶剂或缓冲溶液的阴离子
[M+S-1]:M+S-H-, S=溶剂
常用溶剂在LCMS中的信号响应
注:
(1)上述M均为精确分子量(Exact Mass),而非摩尔分子量(Molecular Weight)
(2)一个氯峰高比M+2/M=3:1;一个溴峰高比M+2/M=1:1;判断上氯或溴反应完成。
同位素峰
特别注意精确分子量和摩尔分子量的区别:质谱分子量都是用同位素质量计算得到的。Chemdraw里精确分子量是高分辨的最高强度峰,是用组成该分子的所有原子在天然界中丰度最高的同位素的质量加和得到的,对有多个同位素的原子,同一个分子碎片就有可能出现多个质谱峰。比如下图中的例子:氯原子有原子量为34.97和36.97两个同位素, 而且天然丰度都是接近3;1, 其质谱图中就会出现155.05和157.05两个分子离子峰, 且强度比接近3:1。自然界中的元素都是各个同位素的混合,因此摩尔分子量是按自然界中同位素的比例平均得到的。平时测MS时,可以直接通过 Chemdraw(手机APP–Kingdraw也挺好用)计算出质谱的分子离子峰。
同位素峰的一个常见应用就是可以直接判断所测的化合物是否含有Cl或Br等具有明显同位素的原子。常见氯和溴同位素的表现: 一个氯峰高比M+2/M=1/3; 一个溴为峰高比M+2/M=1/1), 同时含有多个同位素的表现可以用Chemdraw精确模拟。
另外一些特殊情况下可以通过同位素峰判断是否反应完全,如下图所示:A经过偶联生成B,利用LCMS监测反应,如不仔细看同位素峰,就会误判原料没有反应。正模式下, 原料A[M+H]: 268, 270; 产物B只有[M+H]: 270。
注意事项:
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