تحقّق من الأنماط النظائرية والنواتج الإضافية وخطأ ppm في متصفحك
الإجابة المختصرة: افتح عارض أطياف الكتلة المجاني في MolDraw وأفلت فيه ملف JCAMP-DX أو CSV/TXT أو mzML أو mzXML. اكتب الصيغة أو SMILES أو الببتيد المتوقع واختر الأيون. يراكب العارض النمط النظائري النظري، ويسرد النواتج الإضافية الشائعة الموجودة، ويحسب خطأ ppm، ويسمّي الفقد المتعادل. صدّر صورة PNG أو ملف CSV. يُقرأ الملف في متصفحك ولا يُرفع.
جرّب عارض أطياف الكتلة هنا
لماذا تستخدم عارض أطياف كتلة في المتصفح؟
يجيب طيف الكتلة عن سؤالين: هل الكتلة صحيحة، وهل يطابق النمط الصيغة؟ يستطيع برنامج الجهاز الإجابة عن كليهما، لكنه غالبًا مقيّد بحاسوب واحد. وقد لا يحصل الطلاب إلا على نسخة مطبوعة أو ملف مُصدَّر.
يضع هذا العارض الطيف المقيس والنظرية على رسم واحد. فترى بلمحة إن كان نمط الكلور موجودًا، وإن كان أيونك الرئيسي [M+H]+ أم [M+Na]+، وكم تبعد الكتلة المقيسة عن المحسوبة.
أساسيات مطيافية الكتلة التي تحتاجها هنا
m/z هي كتلة الأيون مقسومة على شحنته. وللأيونات أحادية الشحنة تساوي كتلة الأيون. ويظهر الأيون ثنائي الشحنة عند نحو نصف كتلته، وتتباعد قممه النظائرية بمقدار 0.5.
التأين يحدد ما تراه. يعطي التأين الإلكتروني (EI) كاتيونًا جذريًا M+• وشظايا كثيرة. أما الرذاذ الكهربائي (ESI) فألطف ويعطي غالبًا [M+H]+ أو [M+Na]+ أو [M−H]−. ويقع ناتج الصوديوم الإضافي فوق [M+H]+ بنحو 22، لذا فزوج قمم بينهما 22 دليل شائع.
الأنماط النظائرية تساعد على تأكيد الصيغة. كل ذرة كربون تضيف نحو 1.1% إلى القمة M+1. ويعطي الكلور (35Cl و37Cl) القمتين M وM+2 بنسبة 3:1 تقريبًا، والبروم (79Br و81Br) بنسبة 1:1 تقريبًا.
خطأ ppm يقارن قيمة m/z مقيسة بأخرى محسوبة: (المقيسة − النظرية) / النظرية × 106. وللكافيين [M+H]+ عند m/z 195.0877، يعادل خطأ 1 mDa نحو 5 ppm. ولا معنى لذلك إلا في البيانات عالية الدقة.
الملفات التي يفتحها
| JCAMP-DX | أطياف كتلة .jdx أو .dx أو .jcamp، جداول قمم أو بيانات متصلة. |
|---|---|
| CSV أو TXT | أعمدة m/z والشدة. |
| mzML وmzXML | الطيف الأول في الملف. المصفوفات المضغوطة (zlib) تعمل في المتصفحات الحالية. |
كيف تفحص طيفًا مقابل صيغة
- اضغط افتح طيف الكتلة أو أفلت الملف على المربع. وللتدرب، اضغط الكافيين ESI [M+H]+.
- تحقّق من السطر فوق الرسم؛ فهو يبيّن إن كانت البيانات منحنى (profile) أم مركزية (centroid)، وإن كانت بدقة الوحدة أم عالية الدقة.
- في صيغة أو SMILES أو ببتيد، اختر نوع المدخل واكتب مركبك، مثل C8H10N4O2.
- اختر الأيون، مثل [M+H]+ لـ ESI أو M+• (EI) لـ EI. اترك النمط على دقة تلقائية ما لم تحتج إلى إعداد آخر.
- اضغط كبّر إلى الأيون. قارن العصي النظرية الحمراء بقممك، واقرأ عمودي Theory % وFound %.
- اضغط على القمة المقيسة، أو على صفها ضمن القمم الرئيسية، لملء m/z المقيسة. ثم اقرأ خطأ ppm.
- تصفّح جدول النواتج الإضافية الشائعة بحثًا عن أيونات أخرى موجودة.
- صدّر عبر تصدير PNG أو تصدير CSV.
ما الذي يفعله العارض
| الرسم | نمط تلقائي أو عصي أو منحنى، وتكبير، وتحريك، و+ و−، وإعادة ضبط العرض، وكبّر إلى الأيون. ويحدد منزلق التسميات عدد القمم المسمّاة. |
|---|---|
| العرض | يمكن تشغيل أو إيقاف كل من: القمة الأساسية = 100%، وتراكب النظائر، والمرآة (النظري في الأسفل)، والفقد المتعادل. |
| الحاسبة | صيغة أو SMILES أو ببتيد بالرموز أحادية الحرف. يعطي الكتلة أحادية النظير، والكتلة المتوسطة (المولية)، وقيمة m/z الدقيقة للأيون المختار، وقيمة m/z الأوفر. |
| الأيونات | نواتج إضافية موجبة وسالبة، منها [M+H]+ و[M+Na]+ و[M+K]+ و[M+NH4]+ و[M+2H]2+ و[2M+H]+ و[M−H]− و[M+Cl]− و[M+HCOO]−. |
| النمط | دقة تلقائية، أو الوحدة (اسمية)، أو عالية (0.01 Da)، أو البنية الدقيقة. ويرصد فحص الهالوجينات أنماط Cl وBr. |
| الفحوص | خطأ ppm وmDa، وجدول النواتج الإضافية الشائعة مع القمم الموجودة، وتسميات الفقد المتعادل بين القمم الرئيسية. |
| التصدير | صورة PNG للرسم وملف CSV للبيانات. وتحصل بيانات المنحنى أيضًا على قائمة مركزية. |
طرق استخدامه في الصف والمختبر
- تدريس أنماط الهالوجينات: حمّل الكلوروبنزين EI وثنائي برومو البنزين EI. يرى الطلاب العنقودين 3:1 و1:2:1 بجانب النظرية.
- بيانات التوصيف: افحص قيمتي m/z الموجودة والمحسوبة لمركب جديد قبل أن تكتب تقريرك. تعدّ الأداة الخطأ ضمن 5 ppm تطابقًا جيدًا في البيانات عالية الدقة.
- الببتيدات: حمّل ببتيد ESI، وأدخل التسلسل بالرموز أحادية الحرف، واختر [M+2H]2+ أو [M+3H]3+ لمطابقة حالات الشحنة.
- قراءة الشظايا: استخدم تسميات الفقد المتعادل لمناقشة المجموعات التي تنفصل في EI. وللمقارنة بنمط متوقع، تنبّأ بطيف كتلة EI من رسمك بإضافة Spectroscopy، وتعامل معه على أنه تقدير تقريبي.
نصائح وحدود
- أدخل الصيغة المتعادلة ودع قائمة الأيون تضيف الذرات أو تحذفها. لا تُدخل صيغة الأيون بنفسك.
- في mzML وmzXML يُعرض الطيف الأول فقط. صدّر المسح الذي تحتاجه إن لم يكن الأول.
- في دقة الوحدة، قد تشترك عمليات فقد مختلفة في كتلة اسمية واحدة. فكل من CO وC2H4 يعطي فرقًا قدره 28، لذا قد يُدرج كلاهما.
- يغطي قارئ SMILES سلاسل SMILES العضوية الشائعة. وإن فشل في إحداها، فأدخل الصيغة بدلًا منها.
- التطابق النظائري الجيد يدعم الصيغة لكنه لا يثبت البنية. استخدم NMR وIR أيضًا.
جديد على أطياف الكتلة؟ يشرح دليلنا كيف تقرأ طيف الكتلة الأيونات الجزيئية والشظايا والقمم النظائرية.
أسئلة وأجوبة
هل يمكنني استخدام العارض دون ملف طيف؟
نعم. اكتب صيغة أو SMILES أو ببتيدًا في مربع الحاسبة واختر أيونًا. تحصل على الكتلة أحادية النظير، والكتلة المتوسطة، وقيمة m/z الدقيقة، والنمط النظائري دون فتح أي بيانات.
لماذا يكون الأيون الجزيئي صغيرًا أو غائبًا في طيف EI لديّ؟
يترك التأين الإلكتروني عند 70 eV الأيون بطاقة فائضة كبيرة، فتتفكك أيونات جزيئية كثيرة قبل أن تصل إلى الكاشف. والكحولات والمركبات المتفرعة أمثلة شائعة. وعادةً تُظهر طريقة ألطف مثل ESI أو CI الجزيء سليمًا.
لماذا لا تكون أعلى قمة في عنقودي هي الأيون أحادي النظير؟
لكل ذرة كربون احتمال نحو 1.1% أن تكون 13C. وفي الجزيئات الكبيرة كالببتيدات، قد تفوق الأيونات التي تحمل ذرة 13C أو أكثر عددًا الأيونَ المكوّن كليًا من 12C. وتعرض الحاسبة قيمة m/z الدقيقة وقيمة m/z الأوفر معًا.
لماذا تقول الأداة إن خطأ ppm غير ذي معنى؟
ملفك يحوي كتلًا بدقة الوحدة، مثل طيف EI نموذجي من جهاز رباعي الأقطاب. قيم m/z أعداد صحيحة أو قريبة منها، لذا لا يخبرك خطأ ppm بشيء. استخدم بيانات عالية الدقة لفحوص ppm.