科研知识:关于质谱中常见的质量概念 |
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关于质谱中常见的质量概念
一、 质谱中几种常见的质量定义• 质量Mass (mass spectrometry)• 统一原子质量单位Unified atomic mass unit• m/z• 摩尔质量Molar mass/M• 平均质量Average mass• 名义质量Nominal mass• 整数质量Integer mass• 单同位素质量Monoisotopic mass• Exact mass• Accurate mass• Lock mass
二、 补充定义• 同位素Isotopes• 丰度Natural abundance• 离子Ion• 加和离子Adduct ion1, 常见的正模式加合离子2, 常见的负模式加合离子
• 质子化分子Protonated molecule• 去质子化分子Deprotonated molecule
三、 质量缺陷(Mass defect)
一、 质谱中几种常见的质量定义
• 质量Mass (mass spectrometry)
extracted ion chromatogram/reconstructed ion chromatogram,通过绘制保留时间与一系列质谱中选定m/z值或一组值处观察到的响应强度得到的色谱图。 • 统一原子质量单位Unified atomic mass unit道尔顿,符号(u或Da),是在物理与化学上常用的一个质量单位。被定义为碳12中性原子质量的1/12。Mu = m(12C)/12 = 1 Da,单位道尔顿在数字上也近似等于g/mol,表示1 Da = 1 g/mol。 • m/z质荷比,在质谱的概念中,表达为m/z。m/z在数值上与统一原子质量单位更相关。 等同于以统一原子质量单位(u)表示的离子的分子或原子质量与其所带电荷数的比值。 是无量纲量的缩写。缩写用不带空格的小写斜体字母书写。 例如:质量为100 u(统一原子质量单位)(m = 100)且带有两个电荷(z = 2)的离子,m/z = 50。 • 摩尔质量Molar mass/M元素或化合物的质量除以其物质的量(g/mol)。 • 平均质量Average mass按照同位素组成加权的离子或分子的质量。 • 名义质量Nominal mass指分子离子或分子的质量或使用某种元素的最丰富组成的同位素的整数质量之和,乘以每种元素的原子数来计算得到。 • 整数质量Integer mass分子或离子组成原子的质量数之和。 • 单同位素质量Monoisotopic mass利用每种元素中最丰富的同位素的质量计算出的离子或分子的exact mass。 • Exact massExact mass用于表示具有特定同位素组成的离子或分子的计算质量。 • Accurate massAccurate mass用于表示实验确定的已知电荷离子的质量。 1, 可用于在测量准确度和精密度(accuracy and precision)规定的范围内测定元素成分 2, 与exact mass不同,指的是测定质量(measured mass) • Lock mass已知m/z的离子质量,将合适的标准化合物与待分析样品一起输入离子源,通过实时校正仪器漂移进行 二、 补充定义 • 同位素Isotopes具有相同质子数但不同中子数的原子。 同位素具有不同的原子质量。 • 丰度Natural abundance又称天然存在比,指一个行星上被发现天然存在的化学元素的同位素的化学元素丰度。其大小一般以百分比表示。人造同位素丰度为0。 周期表上所列的原子量实际上指各种同位素按照摩尔分数丰度加权的平均值。 • 离子Ion指原子或分子失去或得到一个或几个电子而形成的带电荷的粒子。得失电子的过程称为电离,电离过程的能量变化可以用电离能来衡量。 • 加和离子Adduct ion由前体离子与一个或多个原子或分子相互作用而形成的离子,包含了前体离子的所有组成原子及相关原子或分子中的附加原子。 如:Na+离子与分子M组合,表达为[M+Na]+。 1, 常见的正模式加合离子(M+NH4)+","(M+H-2H2O)+","(M+NH4)+","(M+Na)+","(M-H+2Na)+","(M-2H+3Na)+","(M+K)+","(M-H+2K)+","(M-2H+3K)+", “(M+CH3CN+H)+”, “(M+CH3CN+Na)+”, “(2M+H)+”, “(2M+NH4)+”, “(2M+Na)+”, “(2M+K)+”, “(M+HCOO+2H)+”) 2, 常见的负模式加合离子(M-H2O-H)-","(M+Na-2H)-","(M+K-2H)-","(M+NH4-2H)-","(2M-H)- “,”(M+F)-") • 质子化分子Protonated molecule指[M+H]+,通过分子与质子结合形成。 “protonated molecular ion, pseudo-molecular ion, quasi-molecular ion”这三种说法已弃用。 • 去质子化分子Deprotonated molecule指[M-H]-,指分子失去一个质子产生负离子而形成。 “protonated molecular ion, pseudo-molecular ion, quasi-molecular ion”这三种说法已弃用。 参考书目链接: 《Mass Spectrometry: Principles and Applications》Edmond de Hoffmann, Vincent Stroobant, 2007 三、 质量缺陷(Mass defect)在mass spectrometry中使用的概念,已舍弃用法“mass excess”。 指原子、分子及离子的名义质量与单同位素质量之差1-3。 质量缺陷依据元素组成可以是正值,也可以是负值。 参考链接: Mass calculations: mass error and m/z from formulaMass Spectrometry calculatorsExact Mass Calculator, Single Isotope VersionIsotopesNatural abundanceIsotopes and mass spectrometry参考文献: Li, D.; Liang, W.; Feng, X.; Ruan, T.; Jiang, G., Recent advances in data-mining techniques for measuring transformation products by high-resolution mass spectrometry. TrAC, Trends Anal. Chem. 2021, 143.Sleno, L., The use of mass defect in modern mass spectrometry. J. Mass Spectrom. 2012, 47, (2), 226-236.Murray, K. K.; Boyd, R. K.; Eberlin, M. N.; Langley, G. J.; Li, L.; Naito, Y., Definitions of terms relating to mass spectrometry (IUPAC Recommendations 2013). Pure Appl. Chem. 2013, 85, (7), 1515-1609.注:若有表达不准确之处,还望指正。 |
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