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1、波谱分析 Spectroscopic Analysis,潘远江 2010.9,Pan,波谱分析的主要内容,紫外光谱 Ultra-Violet Absorption Spectroscopy ( UV) 红外光谱 Infrared Spectroscopy (IR) 质 谱 Mass Spectrometry (MS) 核磁共振 Nuclear Magnetic Resonances Spectroscopy (NMR),Pan,100,100,100,100,85,43,56,29,29,43,57,72,A,B,C6H12O,Wolfgang Paul 1989 Nobel Prize fo
2、r Physics University of Bonn Bonn, Federal Republic of Germany b. 1913 d. 1993 “for the development of the ion trap technique“,John Bennet Fenn 2002 Nobel Prize for Chemistry Virginia Commonwealth University Richmond, VA, USA b. 1917 “for the development of soft desorption ionisation methods (ESI) f
3、or mass spectrometric analyses of biological macromolecules“,Koichi Tanaka 2002 Nobel Prize for Chemistry Shimadzu Corp. Kyoto, Japan b. 1959 “for the development of soft desorption ionisation methods (MALDI) for mass spectrometric analyses of biological macromolecules,Hillenkamp (left) and Karas wi
4、th the LAMMA instrument used in early MALDI development experiments.,Nier with one of his early mass spectrometers.,工欲善其事 必先利其器,Bruker solariX杂交型Qq-FTMS平台,岛津公司 新的AXIMA 共振(Resonance) MALDI QIT TOF,Waters Synapt G2 四极-飞行时间质,Thermo Scientific LTQ Velos LTQ Orbitrap Velos,maXis电喷雾飞行时间串联质谱（maXis,第一章 质谱学概
5、念及发展简介,1.1: 什么叫质谱,：Mass Spectrometry is used to determine the mass and structure of molecules based on the mass-to-charge (m/z) ratio of the molecular ion and its fragments.,2: 质谱是带电原子、分子或分子碎片按荷质比（或质量）的大小顺序排列的图谱,不同于光谱,没有光与波长的概念 但也有几何粒子光学概念,研究对象：荷电粒子-分子离子、碎片离子等 传统形成模式： 化合物在高真空受热气化，气态分 子受一定能量的电子轰击后，失去
6、一个价电子，成 为带正电荷的分子离子，并进一步碎裂为碎片离子。,行为特征：荷电粒子在电场与磁场的综合（共同）作 用下，按荷质比排列。,表现形式：,例: CH3-CH2-CH3 + e- CH3-CH2-CH3+ + 2e-,CH3-CH2-CH3 + e- CH3-CH2-CH3+ + 3e-,m/z = mass-to-charge ratio（荷质比） =,Spectra are plotted in terms of relative molecular ion abundance vs. m/z.,Molecular ion peak the peak arising from the
7、 entire molecule with 1 positive charge. Base peak the peak with the highest abundance (i.e. the most stable molecular fragment). Abundance is commonly expressed as a percentage of the base peak, where the base peak = 100% abundance,1. 质谱学的特点,）不能确定能级之间的跃迁与化合物的能态无关 本质上并非一种波谱学方法，但所得图谱有所相似,）破坏性：无法回收，但所
8、需样品量少，（10-11g ) 灵敏度极高，分析速度快，所得质量数十分准确，有 利于确定化合物的组成,）可进行混合物分析。（自身n, 串联质谱；可参与 联用）,）可进行气相离子化学的研究（ICR, Ion Trap等), 按功能与应用领域的拓展而发展,无机质谱 有机质谱 生物质谱 同位素测定 有机化合物 生命物质,我国过去质谱研究情况 张青莲院士 梁晓天院士 陈耀祖院士 目前：有机质谱 生物质谱 整体研究力量薄弱,磺酰胺分子的电荷转移反应裂解机理,19,J. Org. Chem., 2010 , 75, 4244-4250,审稿人的评价：一个偶电子离子碎裂生成两个奇电子碎片。据我所知，这是第一
9、次系统地研究这种情况下的史蒂文森规则,离子/中性复合物,INC,查尔酮的解离质子化位点及其裂解机理,解离质子化是裂解反应发生的前提 质子迁移的过渡态调节反应方向,23,产物离子a和b的丰度之比与取代基效应成线性关系,解离质子 化位点,审稿人对这个工作的评价,J. Org. Chem., 2008, 73,3369-3376,24,这篇文章报道了非常重要而且有意思的实验结果,质子强度反应在有机化学和生物有机化学反应中是重要的一类反应。本文所提交的研究结果不仅是质谱学家，而且也是广大有机化学家所感兴趣的,该模型在理论研究和药物杂质分析中得到了广泛的应用 Maclean M. J., et al.,
10、 Org. Biomol. Chem. 2010 , 8, 371377； Wu L. M., et al., J. Pharm. Biomed. Anal. 2010, 51, 577-582； Li J. H., et al., Aust. J. Chem. 2009, 62, 176180；, 按离子源的发展,MS,质谱成像（Imaging Mass Spectrometry,IMS）-最新原位分析技术:主要利用质谱直接扫描生物样品，分析分子在细胞或组织中的 “结构、空间与时间分布”信息。,第二章 质谱仪器构成及主要参数,. 质谱仪器构成,(1) 进样系统（The inlet syste
11、m or Introduction System） 可分为： 储罐进样 探头进样 色谱进样,(2) 离子源（ion source）： 核心部位 (3) 分析系统（ mass analyzer or analysis system) (4) 检测系统（detection system or detector) (5) 记录系统 ( recorder system) 所有部件均需处于高真空系统. 离子源与质量分析器最为重要,. 质谱的主要技术指标,：主要技术参数,：一些技术指标的定义,：分辨率（分辨本领，质量分辨，Resolution),m=m2-m1,Rp=7200,两种定义方法：谷定义；半峰高
12、宽 p提高，灵敏度下降（狭缝变小，通过的粒子数减少）,：质量范围 （ ） 指能够测量质谱的最大质量数 （加速电压最高档的质量范围某台仪器的分辨率为，在加速电压 最高档的质量范围仅为,：灵敏度 （Sensitivity） 在额定分辨率下，质谱仪能给出定性质谱的最小样品量,：质量精度 （ccurary 高分辨质谱）,某一天然产物：cal =364.2509 Mexp = 364.2501,进行精确质量测定时，必须有两个先决条件 ）仪器具有足够的分辨本领 ）被测峰具有足够的峰强度,140,120,80,40,135,105,91,43,100,50,120,77,27,63,m/z ra % 2.0 0.8 0.8 10.4 135 100,150,
