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Calculateur de profil isotopique (spectrométrie de masse)
En bref : calculateur de profil isotopique pour la spectrométrie de masse : saisissez une formule brute ou un SMILES et un type d'ion pour obtenir chaque pic isotopique avec m/z et intensité relative, les masses monoisotopique, moyenne et nominale, un tracé en bâtons ou en profil, les règles empiriques M+1 et M+2 et une comparaison avec vos pics observés. C'est gratuit, cela fonctionne dans votre navigateur et ne nécessite aucun téléchargement.
Le profil est calculé exactement à partir des abondances isotopiques naturelles de chaque élément, y compris Cl, Br, S, Si et des métaux comme Fe, Cu, Zn, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, Ag et Hg. Les charges et adduits tiennent compte de la masse de l'électron.
Exemples
Comparer avec un spectre observé
Liste des pics
Comment utiliser le calculateur de profil isotopique
- Saisissez une Formule brute comme
C6H5Br,Pt(NH3)2Cl2ouCuSO4·5H2O, ou passez le Type d'entrée sur SMILES. Respectez les majuscules (Cl, pas CL). - Choisissez le Type d'ion : M+• pour l'ionisation électronique, [M+H]⁺ ou [M+Na]⁺ pour l'électrospray en mode positif, [M−H]⁻ pour le mode négatif. Pour un complexe chargé comme
[Pt(NH3)4]2+, choisissez Ion tel qu'écrit. - Lisez les masses monoisotopique, moyenne et nominale, puis la liste des pics avec m/z, intensité relative et % de M.
- Choisissez Profil et un Pouvoir de résolution pour voir comment les pics fusionnent ou se séparent sur votre appareil.
- Ouvrez Comparer avec un spectre observé et collez vos pics pour vérifier la correspondance. Enregistrez avec Télécharger en SVG, Télécharger en PNG ou Télécharger le CSV.
Comment le profil isotopique est calculé
La plupart des éléments ont plus d'un isotope stable. Le carbone est à 98,93 % ¹²C et 1,07 % ¹³C ; le chlore à 75,76 % ³⁵Cl et 24,24 % ³⁷Cl. Une molécule apparaît donc dans un spectre de masse sous forme d'un massif de pics : le profil isotopique.
Pour un élément d'abondances isotopiques a et b, n atomes donnent les termes de (a + b)ⁿ. Pour une formule entière, on multiplie entre eux les profils de tous les éléments : c'est une convolution polynomiale. Le calculateur l'effectue exactement, avec chaque isotope de chaque élément, et n'écarte que les termes inférieurs à 10⁻¹² du plus grand pic.
Cl₂ : (0,7576 + 0,2424)² = 0,574 (M) + 0,367 (M+2) + 0,059 (M+4) → 100 : 64 : 10
Trois masses différentes
- Masse monoisotopique : utilise l'isotope le plus abondant de chaque élément (¹²C, ¹H, ¹⁴N, ¹⁶O, ³⁵Cl, ⁷⁹Br, ⁵⁶Fe, ¹⁹⁵Pt). Caféine C₈H₁₀N₄O₂ = 194,0804.
- Masse moyenne : utilise les masses atomiques standard, comme la masse molaire. Caféine = 194,19 g/mol.
- Masse nominale : la masse entière obtenue avec les isotopes les plus abondants. Caféine = 194.
Pour les ions, la masse des électrons retirés ou ajoutés (0,000549 Da chacun) est prise en compte, et m/z est la masse divisée par |z|. Un spectre en profil trace chaque pic isotopique avec une largeur à mi-hauteur FWHM = m/R, où R est le pouvoir de résolution.
Règles empiriques pour M+1 et M+2
| Isotope | Effet | Règle rapide |
|---|---|---|
| ¹³C (1,07 %) | M+1 | environ 1,1 % de M par atome de carbone : C₁₀ donne M+1 ≈ 11 % |
| ¹⁵N (0,36 %) | M+1 | environ 0,37 % par azote |
| ¹⁸O (0,20 %) | M+2 | environ 0,2 % par oxygène |
| ³⁴S (4,25 %) | M+2 | environ 4,4 % par soufre |
| ²⁹Si, ³⁰Si | M+1, M+2 | environ 5,1 % et 3,4 % par silicium |
| ³⁷Cl (24,24 %) | M+2 | M : M+2 ≈ 3 : 1 pour un Cl |
| ⁸¹Br (49,31 %) | M+2 | M : M+2 ≈ 1 : 1 pour un Br |
Massifs du chlore et du brome
| Halogènes | M : M+2 : M+4 : M+6 |
|---|---|
| Cl | 100 : 32 |
| Cl₂ | 100 : 64 : 10 |
| Cl₃ | 100 : 96 : 31 : 3 |
| Cl₄ | 78 : 100 : 48 : 10 : 1 |
| Br | 100 : 97 |
| Br₂ | 51 : 100 : 49 |
| Br₃ | 34 : 100 : 97 : 32 |
| ClBr | 77 : 100 : 24 |
Exemples résolus
CH₂Cl₂ (deux chlores)
Ions à m/z 84, 86 et 88 issus de ³⁵Cl₂, ³⁵Cl³⁷Cl et ³⁷Cl₂.
0.7576² : 2 × 0.7576 × 0.2424 : 0.2424²
M : M+2 : M+4 = 100 : 64 : 10
Bromobenzène C₆H₅Br
⁷⁹Br et ⁸¹Br sont presque égaux : 50,69 % et 49,31 %.
M (m/z 156) et M+2 (m/z 158) incluent aussi une part de ¹³C.
M : M+2 = 100 : 97,5, M+1 = 6,5 %
CHBr₃ (bromoforme)
Trois atomes de Br donnent le profil (1 + 1)³.
Pics à m/z 250, 252, 254 et 256.
34 : 100 : 97 : 32 (proche de 1 : 3 : 3 : 1)
C₆₀ (buckminsterfullerène)
60 carbones : M+1 ≈ 60 × 1,08 % de M.
La masse monoisotopique vaut exactement 720,0000 (¹²C définit l'unité de masse).
M : M+1 : M+2 = 100 : 65 : 21
Caféine en ESI positive
C₈H₁₀N₄O₂ + H⁺ = C₈H₁₁N₄O₂⁺.
194,0804 + 1,00728 (proton) = 195,0877.
[M+H]⁺ m/z 195,0877, M+1 = 10,3 %
Vancomycine [M+H]⁺
C₆₆H₇₅Cl₂N₉O₂₄ : 66 carbones et 2 chlores.
Le ¹³C donne M+1 ≈ 77 %, et les deux Cl rendent M+2 presque aussi intense que M.
m/z 1448,4375 ; M : M+1 : M+2 = 100 : 77 : 98
Cisplatine Pt(NH₃)₂Cl₂
Le platine compte ¹⁹⁴Pt 32,9 %, ¹⁹⁵Pt 33,8 %, ¹⁹⁶Pt 25,2 % et ¹⁹⁸Pt 7,4 %, combinés au profil de Cl₂.
Massif large de m/z 296 à 306, maximum à 300
Erreurs courantes
- Confondre masse monoisotopique et masse moyenne. La SM haute résolution mesure le m/z monoisotopique ; la masse molaire utilise les masses atomiques moyennes.
- S'attendre à ce que le pic monoisotopique soit le plus intense. Au-delà d'environ 90 carbones, ou en présence de Br, Pt, Sn ou Hg, le pic le plus intense est souvent M+1, M+2 ou au-delà.
- Oublier l'adduit. En électrospray, on voit rarement M lui-même : cherchez [M+H]⁺ (+1,00728), [M+Na]⁺ (+22,98922) ou [M−H]⁻.
- Attribuer M+2 uniquement à deux atomes de ¹³C. Un M+2 intense (plus de 30 % de M) indique Cl, Br ou S plutôt que le carbone.
- Ignorer l'état de charge. Pour un ion 2+, les pics isotopiques sont espacés de 0,5 m/z, et non de 1.
- Mauvaises majuscules. CO est le monoxyde de carbone ; Co est le cobalt. Écrivez Cl, Br et Si avec une seconde lettre minuscule.
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Ouvrir l'éditeur MolDrawQuestions fréquentes
Qu'est-ce que le pic M+2 et quelle est son origine ?
Le pic M+2 se situe 2 unités de masse au-dessus de l'ion monoisotopique. Les pics M+2 intenses proviennent de ³⁷Cl (environ un tiers de M par Cl), de ⁸¹Br (environ égal à M par Br) et de ³⁴S (environ 4,4 % par S). Les petits pics M+2 proviennent de deux atomes de ¹³C ou de ¹⁸O.
Pourquoi CH₂Cl₂ montre-t-il des pics dans un rapport 100 : 64 : 10 ?
Chaque chlore est ³⁵Cl (75,76 %) ou ³⁷Cl (24,24 %). Pour deux chlores, le rapport vaut 0,7576² : 2 × 0,7576 × 0,2424 : 0,2424², soit 100 : 64 : 10 pour M, M+2 et M+4.
Comment estimer le nombre de carbones à partir du pic M+1 ?
Divisez l'intensité de M+1 (en % de M) par 1,1. Un M+1 de 11 % suggère environ 10 carbones. L'azote ajoute environ 0,37 % par atome : l'estimation est donc grossière pour les molécules riches en N.
Quelle est la différence entre masse monoisotopique et masse moyenne ?
La masse monoisotopique utilise l'isotope le plus abondant de chaque élément : c'est ce que mesure la SM haute résolution. La masse moyenne utilise les masses atomiques standard et sert pour la masse molaire. Pour la caféine, elles valent 194,0804 et 194,19.
Pourquoi le pic monoisotopique n'est-il pas le plus intense pour les grosses molécules ?
Chaque carbone a 1,07 % de chances d'être un ¹³C. À partir d'environ 90 carbones, la probabilité qu'une molécule contienne au moins un ¹³C dépasse celle qu'elle n'en contienne aucun : M+1 devient alors le pic le plus intense.
Comment la résolution modifie-t-elle le profil isotopique ?
À faible pouvoir de résolution, les pics de même masse nominale fusionnent. À haut pouvoir de résolution (au-delà d'environ 50 000 vers m/z 500), une structure fine apparaît : par exemple, les pics ¹³C₂ et ³⁴S à M+2 sont séparés d'environ 0,011 Da.
Quelles abondances isotopiques le calculateur utilise-t-il ?
Il utilise les abondances isotopiques représentatives et les masses atomiques de l'IUPAC pour tous les isotopes stables de chaque élément, y compris les métaux Fe, Cu, Zn, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, Ag et Hg.
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