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标题:工作中涉及到ESI中的一些现象及解释

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工作中涉及到ESI中的一些现象及解释

1.M+和(M+1)+的问题

从理论上来讲,ESI在正模式下只会出现加合离子(M+H、M+Na等),APCI和APPI可能出现M+离子,但在实际工作中(LC-MS),却遇到了M+离子,通过对样品做核磁(H谱),我们发现化合物是没有问题的,而M+则是在质谱过程中产生的。

我们对照对这些化合物的结构,发现这类问题在化合物的结构上有一些共同之处,就是在结构中含有桥环,且在桥环中有带一个H的氮。

私下里觉得是在电场作用下,桥环中的氮中性丢失质子(H)所产生的,而M+为(M-H+1)+。

2.M+Na的问题

对于一些样品,只有M+Ma,而M+1几乎没有,
该类化合物的特点是,化合物结构中还有多个O和(或)S原子。

我们用的色谱纯的乙腈(Merck),质量上是没的说的,但是,色谱纯的溶剂中仍然还有痕量的碱金属离子,这就是样品处理中没有引入Na盐,而在质谱上为什么会出现+Na的问题;

由于在化合物中O、S原子还有未配对的孤对电子,而Na离子有没有电子的空轨道,所以O、S特别容易捕获Na离子而形成带电粒子,而但样品还有多个O、S的时候,形成+Na峰的几率增加,+H峰的比例逐渐减少甚至消失。

2M峰和双电荷离子

一般样品是出M+1(23...),随着样品浓度的增加,2M+1(23...)丰度随之增加,这主要是样品浓度增高时,ESI喷雾时,带电雾滴中样品浓度增大,在后面的库仑爆炸和进一步的去溶剂化过程中,最后两个分子和一个电荷在一起的概率增大造成的。

对于双电荷离子,主要是分子结构中有两个质子化位点,最后两个位点都带了一个电荷,最后形成了双电荷离子。

怎么区别是双电荷,还是2M:

在C13同位素上,双电荷的C12峰和只有1个C13的分子只相差0.5,不是双电荷则相差1;
在分辨率教差的仪器(只要不是号称高分辨率的仪器)上,这两个峰会合并在一起,也就是看不到C13的同位素峰。

补充一点:如果样品出+Na,那就可能会出现加两个质子,一个质子一个Na,两个Na的情况,那样会出现一组峰:主峰相差11。

ESI时,喷针和仪器组成了一个原电池,流动相和喷针表面发生电荷转移,使得喷出来的雾滴带电荷,而在喷雾过程的逆流N2的作用下,带电液滴发生一级一级的库仑爆炸(大部分液滴以废液和气态被除去),在最后的去溶剂化后就形成了被检测离子。所以样品只有带电,同时在库仑爆炸中优先激发出来,才能形成检测离子。这主要是考虑的溶剂化学的影响,而且基质的存在很可能会抑止样品的离子化(基质效应)。

而APCI的流动相在喷雾后,流动相被吹干后,样品分子通过电晕放电针来带电荷(另外,还可能发生电荷交换)。电晕放电针的参数对样品电离有影响,而基质效应影响很小。
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2
 
对于M+Na的问题,我本人的理解并不认为这些微量的钠离子完全来源于乙腈。

当然不能排除这个来源,可是我觉得很大一部分还是由于在样品处理中引入。很多玻璃容器的内壁溶解出来的金属离子包括钠离子、钾离子都多的很。

同时对于有一定实用时间的仪器系统,体系中残留的这些离子液不可忽视。

这些加合离子的存在常可与M+1峰同时存在,作为判断分子量的有力佐证。
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补充:

尽管对于同一种分子,不同的液质仪器系统给出的分子量(结论)一致,但却有可能给出不尽相同的质谱峰。本人曾经用过岛津的2010。这套系统作有机小分子的分析得到M+1峰外,常常都会出现很强的M+ACN+1峰,很多时候甚至强过M+1峰。把干燥气的流量合温度及CDL的温度打高根本不起作用。也许通过调节一些电压参数会降低这种加合离子的存在强度,不过考虑这一加合离子可与M+1配对存在,也就没作进一步的调节。

多种加合离子的存在会给我们的分析带来一定的方便与不便。

1.多种加合离子的存在,可以让我们对于真正的分子量的推测更为有把握。

2.不同种类加合离子的强度反映了体系的一种化学环境。比如反应中用了氨盐,很可能在对反应体系或者产物进行液质分析时会出现(M+NH4)+,即M+18.如果反应体系用了钾盐,那么M+39的峰就会增强。当然存在多种离子时,其加合峰的强度不但与这些残存离子浓度有关,还应该与目标分子的结构特种(包括空间结构),残存离子的半径有关。

3.加合离子的存在会降低液质定量分析的灵敏度,同时本人认为其测量结果的重现性可能也受到一定影响

4.多种加合离子的存在增加了谱图的复杂性,如多肽的分子量测定时,如果仅仅存在加质子峰,不论电荷数多少,结果解释都非常清楚,但一旦多出这些诸如Na+,NH4+,结果的解释就显得麻烦了很多,尤其时肽的分子量越大就越明显。
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楼上的回答真是不错!看来要看分析的要求是什么。如果只是测一下分子量,和蛋白质组学,要求大不相同。
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