質(zhì)譜法的譜圖解析1質(zhì)譜儀組成√√2質(zhì)量分析器單聚焦分析器（Singlefocusingmassanalyzer）雙聚焦分析器（Doublefocusingmassanalyzer）四級桿分析器（Quadrupoleanalyzer）離子阱分析器（Iontrap）飛行時間分析器（Timeofflight）傅里葉變換離子回旋共振（Fouriertranformioncyclotronresonance）軌道離子阱（Obitrap）質(zhì)量分析的作用是將離子源中形成的離子按質(zhì)荷比值的大小不同分開3質(zhì)量分析器單聚焦分析器（Singlefocusingmassanalyzer）扇形磁場（可以是180°、90°、60°等）進(jìn)行質(zhì)量分析4質(zhì)量分析器電荷離子被加速電壓加速，產(chǎn)生一定的速度v，與質(zhì)量m、電荷z及加速電壓U有關(guān)：zU=0.5mv2

單聚焦分析器（Singlefocusingmassanalyzer）加速離子進(jìn)入一個強(qiáng)度為H的磁場，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，半徑為：

r=(mv)/(zH)合并

m/z=(H2r2)/(2U)質(zhì)荷比離子的m/z越大，偏轉(zhuǎn)半徑也越大，通過磁場可以把不同離子分開5質(zhì)量分析器雙聚焦分析器（Doublefocusingmassanalyzer）為什么要雙聚焦：進(jìn)入離子源的離子初始能量不為零，且能量各不相同，加速后的離子能量也不相同，運動半徑差異，難以完全聚焦。因此加一個靜電場，實現(xiàn)能量分散。對于動能不同的離子，通過調(diào)節(jié)電場能，達(dá)到聚焦的目的雙聚焦分析器的特點：分辨率高6質(zhì)量分析器雙聚焦分析器（Doublefocusingmassanalyzer）12雙聚焦質(zhì)量分析器在單聚焦質(zhì)量分析器中，離子源產(chǎn)生的離子由于在被加速初始能量不同，即速度不同，即使質(zhì)荷比相同的離子，最后不能全部聚焦在檢測器上，致使儀器分辨率不高。為了提高分辨率，通常采用雙聚焦質(zhì)量分析器，即在磁分析器之前加一個靜電分析器7質(zhì)量分析器雙聚焦分析器（Doublefocusingmassanalyzer）高分辨率質(zhì)譜8質(zhì)量分析器四級桿分析器（Quadrupoleanalyzer）在1953年，西德物理科學(xué)家WolfgangPaul和HelmutSteinwedel描述了四級桿質(zhì)譜儀。在4根平行桿之間，疊加的射頻(RF)和恒定的直流(DC)電勢能夠作為質(zhì)譜的質(zhì)量分析器。9質(zhì)量分析器三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜，MS/MS，QQQ10LC-MS/MS分析蛋白/氨基酸序列金黃色葡萄球菌感染小鼠腎組織中的異二聚體鈣保護(hù)素三重四級桿應(yīng)用案例質(zhì)量分析器感染中心的組織蛋白分析11質(zhì)量分析器四級桿–離子阱一般認(rèn)為四級桿為二維的，離子阱為三維離子阱靈敏度比四級桿高10-1000倍多級碎片信息：四級桿為MS/MS；離子阱為MSn12質(zhì)量分析器離子阱分析器（Iontrap）離子阱分析器它是由環(huán)行電極和上、下兩個端蓋電極構(gòu)成的三維四極場。原理：將離子儲存在阱里，然后改變電場按不同質(zhì)荷比將離子推出阱外進(jìn)行檢測。13質(zhì)量分析器離子阱分析器（Iontrap）石竹酸的離子阱碎片分析圖14質(zhì)量分析器使用一個脈沖電場加速后進(jìn)入無場漂移管，并以恒定速度飛向離子接收器。離子質(zhì)量越大，到達(dá)接收器所用時間越長；離子質(zhì)量越小，到達(dá)接收器所用時間越短，根據(jù)這一原理，可以把不同質(zhì)量的離子按m/z值大小進(jìn)行分離。飛行時間分析器（Timeofflight）15質(zhì)量分析器儀器結(jié)構(gòu)簡單，不需要磁場、電場等掃描速度快，可在10-5s內(nèi)觀察到整段圖譜無聚焦狹縫，靈敏度很高可用于大分子的分析（10萬分子量單位），在生命科學(xué)中用途廣飛行時間分析器（Timeofflight）MALDI-TOF16質(zhì)量分析器傅里葉變換離子回旋共振FTICR在發(fā)射極上施加一個很快的掃頻電壓，當(dāng)射頻頻率和某離子的回旋頻率一致時共振條件得到滿足。離子吸收射頻能量，軌道半徑逐漸增大，變成螺旋運動，經(jīng)過一段時間的相互作用以后，所有離子都做相干運動，產(chǎn)生可被檢出的信號17質(zhì)量分析器軌道離子阱ObitrapOrbitrap的發(fā)明人AlexanderMakarov18質(zhì)量分析器THEIDEALMASSANALYZER:FACTORFICTION?

1987CURTBRUNNkE19質(zhì)量分析器工作原理類似于電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)。由于靜電力作用，離子受到來自中心紡錘形電極吸引力。由于離子進(jìn)入離子阱之前的初速度以及角度，離子會圍繞中心電極做圓周運動。離子的運動可以分為兩部分：圍繞中心電極的運動（徑向）和沿中心電極的運動（軸向）。因為離子質(zhì)量不同，不同離子的軸向往復(fù)速度是不同的。20真空系統(tǒng)離子源的真空度需達(dá)到103-105Pa質(zhì)量分析器的真空度需達(dá)到106Pa真空裝置：機(jī)械真空泵、擴(kuò)散泵、分析渦輪泵21檢測系統(tǒng)電子倍增器22性能指標(biāo)質(zhì)量范圍：指所能檢測得m/z范圍四級桿質(zhì)譜m/z小于或等于1000磁質(zhì)譜m/z可達(dá)到幾千飛行時間質(zhì)譜m/z可到幾十萬掃描速度：指掃描一定質(zhì)量范圍所需時間GC-MS:m/z1-1000所需時間小于1s23性能指標(biāo)分辨率：相鄰兩個質(zhì)量組分分離的情況例如：CO=27.9949N2=28.0061R=M/ΔM=27.9949/

(28.0061-27.9949)=2500四級桿質(zhì)譜可以分開24性能指標(biāo)ArCl+：74.9312As+：74.9216R=M/ΔM=74.9312/

(74.9312-74.9216)=7800Thehypotheticalm+HIonclusterforangiotensin128325性能指標(biāo)超高分辨率質(zhì)譜highresolutionMS可達(dá)到小數(shù)點后五位蛤蚌毒素靈敏度信噪比大于3的樣品量R=M/ΔM=4000026化合物的質(zhì)譜1)σ-斷裂分子中σ鍵在電子轟擊下，失去一個電子，隨后分子開裂生成碎片離子和游離基。多發(fā)生于烷烴。2)α-斷裂(游離基中心誘導(dǎo)的鍵斷裂)游離基對分子斷裂的引發(fā)是由于電子的強(qiáng)烈成對傾向造成的。由游離基提供一個奇電子與相鄰原子形成一個新鍵，與此同時，這個原子的另一個鍵斷裂。醛、酮、酯、C-X、C=X(X=O、S、N、鹵素、OH)都可以發(fā)生27化合物的質(zhì)譜3)β-斷裂含有雙鍵化合物的奇電子離子容易發(fā)生β斷裂，其與官能團(tuán)相連的β鍵容易斷裂，如

烯烴、苯環(huán)4)i-斷裂(誘導(dǎo)斷裂)-電荷中心誘導(dǎo)的斷裂i-斷裂反應(yīng)的推動力是由于電荷中心吸引一對電子，造成單鍵的斷裂，隨著一對電子的轉(zhuǎn)移，電荷中心一移到新的位置。電負(fù)性很大的雜原子可將雙原子轉(zhuǎn)移到雜原子上，正電荷留在烷基上。28化合物的質(zhì)譜3)重排裂解麥?zhǔn)现嘏诺奶攸c和條件是：只有奇電子離子（OB+·）發(fā)生麥?zhǔn)现嘏?，它是由獨電子引發(fā)的；化合物中必須有雙鍵C=O、C=N、C=S、C=C及苯環(huán)與雙鍵相連的碳鏈上必須有Cγ和Hγ通過六元過渡態(tài)Hγ轉(zhuǎn)移到雜原或雙鍵碳原子上，同時發(fā)生β鍵的斷裂，形成一個中性分子（烯烴）和一個偶質(zhì)量數(shù)的奇電子離子（OB+·）29化合物的質(zhì)譜烷烴：主要發(fā)生C-C鍵的σ斷裂。直鏈烷烴各C-C鍵斷裂機(jī)會相同葵烷30化合物的質(zhì)譜烷烴質(zhì)量相差14（CH2）碎片離子C3以上強(qiáng)度遞減，因為碎片可繼續(xù)分裂，但C3重排位CH3-CH+-CH3而穩(wěn)定異構(gòu)烷烴、支鏈烷烴的分支處容易斷裂31化合物的質(zhì)譜烯烴：具有烷烴的特征容易發(fā)生烯丙斷裂，生成很強(qiáng)的烯丙離子十二碳烯32化合物的質(zhì)譜芳烴：分子離子峰的豐度很大碎片離子少，低質(zhì)量短的碎片離子豐度小正己苯甲苯33化合物的質(zhì)譜芳烴：正己苯34化合物的質(zhì)譜醇和芳香醇：高級醇發(fā)生消除反應(yīng)生成的奇電子離子碎片具有類似烯烴的結(jié)構(gòu)容易發(fā)生α

斷裂，生成特征的氧鎓離子丙醇35化合物的質(zhì)譜醇和芳香醇：36化合物的質(zhì)譜醇和芳香醇：37化合物的質(zhì)譜酚：分子離子峰較強(qiáng)容易失去C=O和CHO，生成[M-28]+和[M-29]+鄰位有適當(dāng)取代基團(tuán)的酚，因鄰位效應(yīng)產(chǎn)生失水峰18。有苯環(huán)的特征38化合物的質(zhì)譜麥?zhǔn)现嘏?Mclafferty)在辛酮-4的質(zhì)譜中，除43、57、71、85和128的質(zhì)譜峰外，還有一個很高的峰，質(zhì)量58；以及另外兩個峰，質(zhì)量86和100。這是由于發(fā)生了重排。39化合物的質(zhì)譜在這里斷裂的可能性麥?zhǔn)现嘏?/p>

40化合物的質(zhì)譜麥?zhǔn)现嘏烹p鍵及γ位置上有氫原子雙鍵范圍有酮、醛、酸、酯、C=N、以及烯烴、苯環(huán)化合物等41化合物的質(zhì)譜氮律分子離子峰質(zhì)量數(shù)的規(guī)律1、由C、H、O組成的有機(jī)化合物，分子離子峰的質(zhì)量數(shù)一定是偶數(shù)2、由C、H、O、N組成的化合物 a）含奇數(shù)個N，分子離子峰的質(zhì)量是奇數(shù) b）含偶數(shù)個N，分子離子峰的質(zhì)量是偶數(shù)化合物的化學(xué)式式量應(yīng)是圖譜中的分子量圖譜中分子離子峰應(yīng)是最高質(zhì)荷比的離子峰42化合物的質(zhì)譜分子式的確定可用Beynon同位素豐度表確定，因為同一元素的不同同位素豐度不同。同位素豐度表4344有機(jī)混合物的分析GC-MSLC-MSCE-MSMS-MS操作程序總離子流圖選擇性離子掃描質(zhì)量解析45200320162003462DSDS4748同位素標(biāo)記49正常上調(diào)下調(diào)50回顧曼哈頓計劃促進(jìn)了儀器分析的整體發(fā)展核素提取–分離科學(xué)與富集技術(shù)的發(fā)展核素分析–放射分析和痕量技術(shù)的發(fā)展基因與蛋白組學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了儀器分析發(fā)展生物質(zhì)技術(shù)的發(fā)展高分辨核磁技術(shù)的發(fā)展毛細(xì)管電泳技術(shù)的發(fā)展生物芯片（陣列-微流控芯片）技術(shù)的發(fā)展51展望美國以往的生命科學(xué)研究計劃，如1970年代的“攻克癌癥計劃”和1990年代“人類基因組計劃”都是先給出一個具體的生物學(xué)問題，然后再尋找或建立適合這一具體問題的方法我國的十三五計劃之前的研究也基本遵循這一模式，如“重大疾病研究的分析化學(xué)問題”；“食品安全檢測計劃”；“病毒的快速檢測技術(shù)”等52展望但是，“病來了才抱佛腳“的研究計劃方式不能滿足科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，更不能及時預(yù)警重大的生命與健康問題。所以，美國最近制定的“通向生命科學(xué)未來的路線圖”計劃的戰(zhàn)略目標(biāo)是，構(gòu)造適應(yīng)生命科學(xué)和臨床研究發(fā)展的創(chuàng)新體系，組建從事未來生物醫(yī)學(xué)的新型研究隊伍，發(fā)展適用于復(fù)雜生命系統(tǒng)研究和定量化分析的新技術(shù)和新方法53展望顯然，路線圖制定者的意圖，是系統(tǒng)地提升21世紀(jì)全球的生命科學(xué)和臨床研究能力，而不是解決一個具體的生物學(xué)問題。從這個意義上來說：分析化學(xué)與儀器分析已成為引領(lǐng)科學(xué)發(fā)展未來的