2025年質(zhì)譜題庫及答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.下列離子源中，最適合分析大分子蛋白質(zhì)且產(chǎn)生多電荷離子的是？A.電子轟擊電離（EI）B.電噴霧電離（ESI）C.基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI）D.快原子轟擊（FAB）答案：B2.飛行時(shí)間質(zhì)量分析器（TOF）的分辨率主要取決于？A.離子加速電壓B.檢測器靈敏度C.離子在漂移管中的飛行時(shí)間差異D.四極桿的射頻電壓頻率答案：C3.某化合物分子式為C?H??O?，其分子離子峰的質(zhì)荷比（m/z）應(yīng)為？A.116B.118C.120D.122答案：A（計(jì)算：12×6+1×12+16×2=72+12+32=116）4.串聯(lián)質(zhì)譜（MS/MS）中，碰撞誘導(dǎo)解離（CID）主要用于？A.提高質(zhì)量精度B.產(chǎn)生母離子C.斷裂母離子提供子離子D.降低背景噪聲答案：C5.分辨率（R）定義為m/Δm，其中Δm指？A.相鄰兩峰的質(zhì)量差B.單峰的半高寬C.母離子與子離子的質(zhì)量差D.同位素峰的質(zhì)量差答案：B6.下列質(zhì)量分析器中，理論上質(zhì)量范圍無上限的是？A.四極桿（Q）B.離子阱（IT）C.飛行時(shí)間（TOF）D.磁偏轉(zhuǎn)（MagneticSector）答案：C7.某化合物在EI譜中出現(xiàn)m/z105和m/z77的碎片離子，最可能的結(jié)構(gòu)片段是？A.苯甲酰基（C?H?CO-）B.芐基（C?H?CH?-）C.乙基（CH?CH?-）D.叔丁基（(CH?)?C-）答案：A（苯甲?；鶖嗔押笫O提供m/z77的苯基離子）8.MALDI通常與哪種質(zhì)量分析器聯(lián)用，用于大分子質(zhì)量測定？A.四極桿B.線性離子阱C.飛行時(shí)間D.軌道阱（Orbitrap）答案：C9.同位素峰簇中，M+2峰的相對強(qiáng)度主要由哪種元素貢獻(xiàn)？A.碳（13C）B.氫（2H）C.氯（3?Cl）D.氮（1?N）答案：C（氯的同位素豐度比約為3?Cl:3?Cl=3:1，故含Cl的化合物M+2峰明顯）10.電噴霧電離中，“離子抑制”現(xiàn)象主要由？A.流動相中高濃度鹽類B.樣品濃度過低C.噴霧電壓過高D.毛細(xì)管溫度過低答案：A（鹽類競爭電荷，抑制目標(biāo)離子形成）11.四極桿質(zhì)量分析器通過調(diào)節(jié)哪組參數(shù)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量篩選？A.直流電壓（DC）和射頻電壓（RF）B.加速電壓和偏轉(zhuǎn)電壓C.磁場強(qiáng)度和電場強(qiáng)度D.離子阱的捕獲頻率答案：A12.下列哪種質(zhì)譜技術(shù)可用于定量分析？A.全掃描（FullScan）B.選擇離子監(jiān)測（SIM）C.子離子掃描（ProductIonScan）D.中性丟失掃描（NeutralLossScan）答案：B（SIM通過監(jiān)測特定質(zhì)荷比離子提高靈敏度，適合定量）13.某肽段序列為“Gly-Ala-Ser”（Gly=75，Ala=89，Ser=105），其雙電荷分子離子的m/z為？A.134.5B.139.5C.144.5D.149.5答案：B（總質(zhì)量=75+89+105-2×18=269-36=233，雙電荷m/z=233/2+1=117.5？需重新計(jì)算：肽段分子量為各氨基酸分子量之和減去（n-1）個(gè)水，三肽脫水2次，即75+89+105-2×18=269-36=233；雙電荷離子為[M+2H]2+，故m/z=(233+2)/2=235/2=117.5？可能題目數(shù)據(jù)有誤，假設(shè)題目中氨基酸分子量為殘基質(zhì)量（已去水），則Gly殘基=57，Ala=71，Ser=87，總殘基質(zhì)量=57+71+87=215，加上N端H（1）和C端OH（17），總分子量=215+1+17=233，雙電荷m/z=(233+2)/2=117.5，但選項(xiàng)中無此答案，可能題目設(shè)定為直接相加未脫水，即75+89+105=269，雙電荷m/z=(269+2)/2=135.5，仍不符?？赡茴}目數(shù)據(jù)為單電荷分子量，需確認(rèn)。此處可能題目設(shè)計(jì)有誤，正確答案應(yīng)根據(jù)實(shí)際殘基質(zhì)量計(jì)算，暫以常見教學(xué)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，正確答案可能為B，需修正。）14.軌道阱（Orbitrap）的核心原理是？A.離子在靜電場中的諧波振蕩B.離子在磁場中的回旋共振C.離子在四極場中的穩(wěn)定軌道D.離子在飛行管中的時(shí)間差異答案：A15.環(huán)境樣品中多氯聯(lián)苯（PCBs）的檢測，優(yōu)先選擇的離子源和掃描模式是？A.ESI+全掃描B.EI+選擇離子監(jiān)測（SIM）C.MALDI+子離子掃描D.APCI+中性丟失掃描答案：B（PCBs為小分子，EI電離穩(wěn)定，SIM提高靈敏度）二、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述電噴霧電離（ESI）與基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI）的主要區(qū)別。答案：ESI是一種軟電離技術(shù)，通過高電壓使溶液霧化形成帶電液滴，液滴蒸發(fā)后釋放多電荷離子，適合分析極性大分子（如蛋白質(zhì)、多肽），常與液相色譜聯(lián)用；MALDI利用激光照射基質(zhì)-樣品共結(jié)晶，基質(zhì)吸收能量并傳遞給樣品，使樣品解吸電離，主要產(chǎn)生單電荷離子（尤其對大分子），適合高分子量生物樣品（如蛋白質(zhì)、DNA），常與飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用，耐鹽性較好。2.解釋分辨率（Resolution）與質(zhì)量精度（MassAccuracy）的區(qū)別，并說明其在質(zhì)譜分析中的意義。答案：分辨率（R=m/Δm）是區(qū)分相鄰質(zhì)量峰的能力，Δm為兩峰半高寬的質(zhì)量差，R越高，越能分離質(zhì)量相近的離子（如C?H?和N?，質(zhì)量差0.006Da）；質(zhì)量精度是測量質(zhì)量與理論質(zhì)量的偏差（常用ppm表示），反映儀器測量的準(zhǔn)確性。高分辨率可避免假陽性（如干擾離子誤判），高質(zhì)量精度可通過精確質(zhì)量推斷分子式（如C?H??O?的精確質(zhì)量為116.0837，與其他分子式區(qū)分）。3.四極桿質(zhì)量分析器的工作原理是什么？其主要優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？答案：四極桿由四根平行金屬桿組成，施加直流電壓（DC）和射頻電壓（RF），形成高頻交變電場。只有特定質(zhì)荷比的離子能穩(wěn)定通過電場到達(dá)檢測器，其他離子因軌跡不穩(wěn)定被桿捕獲。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、掃描速度快、成本低，適合定量（如SIM模式）；缺點(diǎn)：分辨率較低（單位質(zhì)量分辨）、質(zhì)量范圍有限（通常<4000Da）、無法進(jìn)行高分辨測量。4.簡述同位素峰簇在質(zhì)譜解析中的應(yīng)用。答案：同位素峰簇可提供元素組成信息：①氯（3?Cl:3?Cl≈3:1）和溴（??Br:?1Br≈1:1）的同位素豐度特征明顯，可判斷分子中含Cl或Br的數(shù)目（如M:M+2≈3:1，含1個(gè)Cl；M:M+2:M+4≈9:6:1，含2個(gè)Cl）；②碳（13C天然豐度約1.1%）的M+1峰強(qiáng)度可估算碳原子數(shù)（M+1%≈1.1×n）；③硫（3?S豐度4.4%）的M+2峰可提示含S原子。5.串聯(lián)質(zhì)譜（MS/MS）相比單級質(zhì)譜的優(yōu)勢有哪些？舉例說明其應(yīng)用。答案：優(yōu)勢：①提高選擇性：通過母離子選擇和子離子檢測，減少基質(zhì)干擾（如生物樣品中藥物檢測）；②結(jié)構(gòu)解析：子離子碎片提供結(jié)構(gòu)信息（如肽段的b/y離子推斷氨基酸序列）；③定量更準(zhǔn)確：多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式通過母離子→子離子對，降低背景噪聲。應(yīng)用：如臨床檢測中，通過LC-MS/MS檢測血液中的藥物濃度（如環(huán)孢素），利用MRM模式排除內(nèi)源性物質(zhì)干擾。三、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某化合物分子式為C?H??O?，計(jì)算其分子離子峰（M?·）的精確質(zhì)量（已知：12C=12.0000，1H=1.0078，1?O=15.9949）。答案：精確質(zhì)量=8×12.0000+10×1.0078+2×15.9949=96.0000+10.0780+31.9898=138.0678Da。2.某質(zhì)譜儀測得兩個(gè)相鄰峰的質(zhì)荷比分別為m/z500.0和m/z500.5，兩峰的半高寬均為0.2Da，計(jì)算該儀器的分辨率。答案：分辨率R=m/Δm，取m=500.0，Δm=0.2（半高寬），則R=500.0/0.2=2500。3.某含氯化合物的質(zhì)譜圖中，M峰（m/z146）與M+2峰（m/z148）的相對強(qiáng)度比約為3:1，推測分子中含幾個(gè)氯原子？若該化合物分子式為C?H?Cl?，計(jì)算x的值（已知3?Cl精確質(zhì)量34.9689，3?Cl=36.9659）。答案：①氯的同位素豐度比為3?Cl:3?Cl≈3:1，單氯化合物M:M+2≈3:1，雙氯則為(3:1)2=9:6:1，故此處含1個(gè)Cl原子；②分子式C?H?Cl?的分子量=5×12+9×1+34.9689x=60+9+34.9689x=69+34.9689x。M峰m/z146（分子離子峰），故69+34.9689x=146→34.9689x=77→x≈2.2（矛盾，可能題目中M峰為35Cl同位素峰，即x=2時(shí)，35Cl?的分子量=69+34.9689×2=69+69.9378=138.9378，M+2峰為35Cl37Cl=138.9378+2=140.9378，M+4峰為37Cl?=142.9378，與題目中m/z146不符，可能題目數(shù)據(jù)為近似值，按豐度比3:1推斷x=1）。四、案例分析題（每題8分，共16分）1.某實(shí)驗(yàn)室采用LC-MS/MS檢測血清中的抗腫瘤藥物甲氨蝶呤（MTX，分子量454.44Da），請?jiān)O(shè)計(jì)合理的質(zhì)譜參數(shù)：①離子源類型；②掃描模式；③母離子與子離子選擇依據(jù)。答案：①離子源：電噴霧電離（ESI-），因MTX含羧基（-COOH），易失去質(zhì)子形成[M-H]?；②掃描模式：多反應(yīng)監(jiān)測（MRM），提高選擇性和靈敏度；③母離子選擇[M-H]?（m/z453.4），子離子選擇特征碎片（如MTX經(jīng)CID斷裂失去谷氨酸側(cè)鏈，提供m/z308.1的喋呤片段），通過優(yōu)化碰撞能量（CE）使母離子高效斷裂為子離子，減少基質(zhì)干擾。2.某環(huán)境樣品的GC-MS譜圖中，總離子流圖（TIC）顯示一強(qiáng)峰，其EI質(zhì)譜圖中分子離子峰m/z152，M+1峰相對強(qiáng)度約8.8%，M+2峰約0.3%。結(jié)合同位素峰信息推斷分子式（可能元素：C、H、O、N，已知13C豐度1.1%，1?N0.37%，1?O0.2%）。答案：①M(fèi)+1%≈8.8%，主要由13C貢獻(xiàn)，C原子數(shù)n≈8.8/1.1=8；②M+2%≈0.3%，排除Cl（3:1）、Br（1:1）、S（4.4%），可能含O（1?O貢獻(xiàn)0.2%）或N；③分子式含8個(gè)C，分子量=8×12=96，剩余質(zhì)量=152-96=56，可能為H、O、N組合。假設(shè)含1個(gè)O（16），則剩余56-16=40，H原子數(shù)=40（H=1），但C?H??O不可能（C?最多H??）；若含2個(gè)O（32），剩余56-32=24，H=24，C?H??O?（不飽和度=8-(24/2)+1=8-12+1=-3，不可能）；若含1個(gè)N（14），剩余56-14=42，H=42，C?H??N（不飽和度=8-(42/2)+0.5=8-21+0.5=-12.5，不可能）；若不含O、N，H=56，C?H??（不飽和度=8-28+1=-19，不可能）。矛盾，可能含N和O：假設(shè)含1個(gè)N（14）和1個(gè)O（16），剩余56-14-16=26，H=26，分子式C?H??NO，不飽和度=8-(26/2)+0.5=8-13+0.5=-4.5，仍不合理?？赡躆+1峰含N貢獻(xiàn)（15N豐度0.37%），n(C)=8時(shí)，13C貢獻(xiàn)8×1.1=8.8%，與M+1峰一致，故不含N（否則M+1%>8.8%）。M+2峰0.3%由1?O（0.2%）和雙13C（(8×1.1%)2/200≈0.048%）貢獻(xiàn)，故含1個(gè)O。分子式C?H?O，分子量=8×12+x×1+16=96+x+16=112+x=152→x=40，不可能。說明可能含苯環(huán)（不飽和度≥4），假設(shè)分子式為C?H?O?（不飽和度=8-4+1=5，符合苯環(huán)+羰基），精確質(zhì)量=8×12+8×1.0078+2×15.994