
质谱图分析的核心是快速提取有效信息并关联分子结构,以下结合实际操作场景,总结10个可直接落地的实用技巧,覆盖定性、定量及常见问题排查:
 
技巧1:快速确认分子离子峰(或准分子离子峰)
EI源(硬电离):
 
找谱图中质量数最大的峰,并验证是否符合“氮规则”(含偶数N则分子量为偶数,奇数N则为奇数);
 
检查相邻碎片峰的质量差是否合理(如失去CH₃需差15,失去H₂O差18,若差1-2则可能为假分子离子峰);
 
若分子离子峰太弱(如醇类、支链烷烃),可降低EI能量(如从70 eV调至15 eV)或换用软电离(如CI)。
 
ESI/APCI(软电离):
 
准分子离子通常为[M+H]⁺、[M+Na]⁺(正模式)或[M-H]⁻(负模式),注意排除多聚体(如[2M+H]⁺)或加合离子(如[M+NH₄]⁺);
 
大分子(如蛋白质)会出现多电荷峰(如[M+10H]¹⁰⁺),通过相邻峰的m/z差计算电荷数。
 
 
技巧2:用同位素峰“秒判”元素组成
Cl/Br的快速识别:观察M与M+2峰的丰度比:
 
若M:M+2≈3:1 → 含1个Cl(³⁵Cl:³⁷Cl=3:1);
 
若M:M+2≈1:1 → 含1个Br(⁷⁹Br:⁸¹Br=1:1);
 
若M:M+2≈9:6:1 → 含2个Cl((3:1)²=9:6:1),同理2个Br则为1:2:1。
 
S的判断:M+2峰丰度≈4.4%(³⁴S天然丰度),若M+2峰明显高于M+1(1.1%×C数),则可能含S。
 
C原子数估算:M+1峰丰度≈1.1%×n(n为C原子数),需扣除其他同位素贡献(如²H≈0.015%,¹⁵N≈0.37%)。
 
 
技巧3:碎片离子“分组”解析法
将碎片按质量数分组,快速关联官能团或结构片段:
 
低质量区(m/z<50):常见为小分子碎片(如m/z 15→CH₃⁺,m/z 29→C₂H₅⁺,m/z 43→CH₃CO⁺或C₃H₇⁺);
 
中质量区(m/z 50-200):多为特征官能团碎片(如m/z 77→C₆H₅⁺(苯环),m/z 91→苄基离子,m/z 105→苯甲酰基);
 
高质量区(m/z接近M):多为分子离子失去小基团(如M-15→失去CH₃,M-18→失去H₂O,M-28→失去CO或C₂H₄)。
 
示例:若谱图中出现m/z 91(苄基)和m/z 105(苯甲酰基),可推测含苯环+羰基结构(如苯乙酮)。
 
 
技巧4:利用“中性丢失”锁定官能团
分析母离子与子离子的质量差(Δm),直接推断丢失的中性分子,快速定位官能团:
技巧5:EI源谱图“碎片库”快速匹配
工具:使用NIST、Wiley等标准谱库(含超百万张EI谱图),输入未知谱图的m/z和丰度比,软件自动匹配相似度最高的化合物;
 
注意:
 
匹配度>80%为可信,但同分异构体(如正丁醇vs异丁醇)可能谱图相似,需结合保留时间(GC-MS)或色谱行为(LC-MS)区分;
 
若样品含杂质,谱图可能为混合峰(如两个化合物的碎片叠加),需先通过色谱分离再分析。
 
 
技巧6:ESI源多电荷峰“分子量计算”
大分子(如蛋白质、多肽)在ESI中会生成多电荷离子([M+nH]ⁿ⁺),通过相邻峰的m/z差计算分子量:
 
公式:M = z × (m/z) - z × 1(z为电荷数,1为H⁺质量);
 
示例:若谱图中出现m/z 1001(z=10)和m/z 1112(z=9),则z=10时,M=10×1001 - 10×1=10000 Da;z=9时,M=9×1112 - 9×1=9999 Da(验证一致性)。
 
 
技巧7:排除“背景干扰峰”
质谱图中常出现与样品无关的干扰峰,需快速识别并排除:
 
溶剂残留:乙腈(m/z 41)、甲醇(m/z 31)、水(m/z 18);
 
色谱柱流失:硅氧烷碎片(m/z 73、147、207、281);
 
塑化剂污染:邻苯二甲酸酯(m/z 149、279);
 
空气/水干扰:O₂(m/z 32)、CO₂(m/z 44)、H₂O(m/z 18)。
 
操作:进空白溶剂(如甲醇)采集谱图,标记背景峰,未知样品谱图中排除这些峰。
 
 
技巧8:高分辨质谱“分子式验证”
高分辨质谱(Orbitrap、TOF)可提供精确质量(误差<5 ppm),通过软件(如Mass Frontier、Compound Discoverer)验证分子式:
 
步骤:
 
输入精确质量(如m/z 180.0633);
 
限制元素(如C、H、O、N);
 
软件输出可能的分子式(如C₉H₈O₄(阿司匹林,精确质量180.0423)需检查误差是否在允许范围);
 
注意:需排除含稀有元素(如P、S)的分子式(除非已知样品含这些元素)。
 
 
技巧9:串联质谱(MS/MS)“碎裂路径验证”
通过二级碎片(子离子)验证一级碎片的来源,避免误判:
 
示例:若一级谱图中m/z 105(苯甲酰基)为强峰,在MS/MS中碎裂m/z 105,若得到m/z 77(苯环)和m/z 51(C₄H₃⁺),可确认m/z 105为苯甲酰基(C₆H₅CO⁺)。
 
 
技巧10:“辅助技术”交叉验证
质谱图解析存疑时,结合其他技术确认结构:
 
色谱保留时间(GC-MS/LC-MS):同系物保留时间随碳数增加而延长(如正构烷烃);
 
核磁共振(NMR):区分同分异构体(如邻/间/对二甲苯的¹H NMR峰型不同);
 
红外光谱(IR):确认官能团(如羰基的1700 cm⁻¹强吸收峰);
 
紫外光谱(UV):判断共轭体系(如苯环的254 nm吸收)。
 
 
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