브라우저에서 동위원소 패턴, 부가물, ppm 오차 확인하기
짧은 답: 무료 MolDraw 질량 스펙트럼 뷰어를 열고 JCAMP-DX, CSV/TXT, mzML, mzXML 파일을 끌어다 놓으세요. 예상하는 분자식, SMILES, 펩타이드를 입력하고 이온을 고릅니다. 뷰어가 이론 동위원소 패턴을 겹쳐 보여 주고, 어떤 흔한 부가물이 있는지 나열하고, ppm 오차를 계산하고, 중성 손실에 레이블을 붙입니다. PNG나 CSV로 내보내세요. 파일은 브라우저에서 읽히며 업로드되지 않습니다.
여기서 질량 스펙트럼 뷰어를 사용해 보세요
왜 브라우저 질량 스펙트럼 뷰어를 쓰나요?
질량 스펙트럼은 두 가지 질문에 답합니다. 질량이 맞는가, 그리고 패턴이 분자식과 들어맞는가? 장비 소프트웨어도 둘 다 답할 수 있지만 한 PC에 묶여 있는 경우가 많습니다. 학생들은 출력물이나 내보낸 파일만 받는 경우도 있죠.
이 뷰어는 측정 스펙트럼과 이론값을 한 그래프에 보여 줍니다. 염소 패턴이 있는지, 주 이온이 [M+H]+인지 [M+Na]+인지, 측정 질량이 계산 질량과 얼마나 차이 나는지 한눈에 알 수 있습니다.
여기서 알아야 할 질량 분석 기초
m/z는 이온 질량을 전하로 나눈 값입니다. 1가 이온이면 이온 질량과 같습니다. 2+ 이온은 질량의 약 절반 위치에 나타나고, 동위원소 피크 간격은 0.5입니다.
이온화 방법이 무엇이 보이는지를 결정합니다. 전자 이온화(EI)는 라디칼 양이온 M+•와 많은 조각 이온을 만듭니다. 전기분무(ESI)는 더 부드러워서 주로 [M+H]+, [M+Na]+, [M−H]−가 나옵니다. 소듐 부가물은 [M+H]+보다 약 22 위에 있으므로, 22 차이 나는 피크 쌍은 흔한 단서입니다.
동위원소 패턴은 분자식 확인에 도움이 됩니다. 탄소 하나마다 M+1 피크에 약 1.1%가 더해집니다. 염소(35Cl, 37Cl)는 M과 M+2를 약 3:1로, 브로민(79Br, 81Br)은 약 1:1로 만듭니다.
ppm 오차는 측정 m/z와 계산 m/z를 비교합니다: (측정값 − 이론값) / 이론값 × 106. m/z 195.0877인 카페인 [M+H]+에서 1 mDa 오차는 약 5 ppm입니다. 고분해능 데이터에서만 의미가 있습니다.
열 수 있는 파일
| JCAMP-DX | 피크 표 또는 연속 데이터 형태의 .jdx, .dx, .jcamp 질량 스펙트럼. |
|---|---|
| CSV 또는 TXT | m/z와 세기 열. |
| mzML 및 mzXML | 파일의 첫 번째 스펙트럼. 압축(zlib) 배열도 최신 브라우저에서 작동합니다. |
스펙트럼을 분자식과 대조하는 방법
- 질량 스펙트럼 열기를 누르거나 파일을 상자에 끌어다 놓으세요. 연습하려면 카페인 ESI [M+H]+를 누르세요.
- 그래프 위의 줄을 확인하세요. 데이터가 프로파일인지 센트로이드인지, 단위 분해능인지 고분해능인지 알려 줍니다.
- 분자식, SMILES 또는 펩타이드에서 입력 유형을 고르고 화합물을 입력합니다. 예: C8H10N4O2.
- 이온을 고르세요. ESI라면 [M+H]+, EI라면 M+• (EI)입니다. 다른 설정이 필요한 경우가 아니면 패턴은 자동 분해능으로 두세요.
- 이온으로 확대를 누르세요. 빨간 이론 막대와 내 피크를 비교하고 이론 %와 측정 % 열을 읽습니다.
- 측정 피크나 주요 피크 아래의 해당 행을 탭하면 측정한 m/z가 채워집니다. ppm 오차를 읽으세요.
- 흔한 부가물 표에서 다른 이온이 있는지 살펴보세요.
- PNG 내보내기나 CSV 내보내기로 내보냅니다.
뷰어의 기능
| 그래프 | 자동, 막대, 프로파일 스타일, 확대/축소, 이동, +와 −, 보기 초기화, 이온으로 확대. 레이블 슬라이더로 레이블을 붙일 피크 수를 정합니다. |
|---|---|
| 표시 | 기준 피크 = 100%, 동위원소 겹쳐 보기, 미러(이론값을 아래에), 중성 손실을 각각 켜고 끌 수 있습니다. |
| 계산기 | 분자식, SMILES 또는 한 글자 코드 펩타이드. 단일 동위원소 질량, 평균(몰) 질량, 선택한 이온의 정확한 m/z, 가장 풍부한 m/z를 알려 줍니다. |
| 이온 | [M+H]+, [M+Na]+, [M+K]+, [M+NH4]+, [M+2H]2+, [2M+H]+, [M−H]−, [M+Cl]−, [M+HCOO]−를 포함한 양이온 및 음이온 부가물. |
| 패턴 | 자동 분해능, 단위(공칭), 고분해능(0.01 Da), 미세 구조. 할로젠 검사가 Cl과 Br 패턴을 알려 줍니다. |
| 검사 | ppm 및 mDa 오차, 찾은 피크가 표시된 흔한 부가물 표, 주요 피크 사이의 중성 손실 레이블. |
| 내보내기 | 그래프 PNG와 데이터 CSV. 프로파일 데이터는 센트로이드 목록도 함께 내보냅니다. |
수업과 실험실에서 활용하는 방법
- 할로젠 패턴 가르치기: 클로로벤젠 EI와 다이브로모벤젠 EI를 불러오세요. 학생들은 3:1과 1:2:1 클러스터를 이론값과 나란히 볼 수 있습니다.
- 화합물 특성 분석 데이터: 새 화합물을 보고하기 전에 측정 m/z와 계산 m/z를 확인하세요. 이 도구는 고분해능 데이터에서 5 ppm 이내의 오차를 잘 맞는 것으로 봅니다.
- 펩타이드: 펩타이드 ESI를 불러와 한 글자 코드로 서열을 입력하고, 전하 상태에 맞춰 [M+2H]2+나 [M+3H]3+를 고르세요.
- 조각 이온 해석: 중성 손실 레이블을 이용해 EI에서 어떤 기가 떨어져 나가는지 토론해 보세요. 예상 패턴과 비교하려면 Spectroscopy 플러그인으로 그린 구조에서 EI 질량 스펙트럼을 예측하되, 대략적인 추정치로 보세요.
팁과 한계
- 중성 분자식을 입력하고 이온 메뉴가 원자를 더하거나 빼게 하세요. 이온 분자식을 직접 입력하지 마세요.
- mzML과 mzXML은 첫 번째 스펙트럼만 표시됩니다. 필요한 스캔이 첫 번째가 아니면 그 스캔을 내보내 쓰세요.
- 단위 분해능에서는 서로 다른 손실이 같은 공칭 질량을 가질 수 있습니다. CO와 C2H4는 모두 28 간격을 만들므로 둘 다 나열될 수 있습니다.
- SMILES 판독기는 일반적인 유기 SMILES를 지원합니다. 읽히지 않으면 분자식을 대신 입력하세요.
- 동위원소 패턴이 잘 맞으면 분자식을 뒷받침하지만 구조를 증명하지는 않습니다. NMR과 IR도 함께 쓰세요.
질량 스펙트럼이 처음이신가요? 질량 스펙트럼 읽는 법 가이드에서 분자 이온, 조각 이온, 동위원소 피크를 설명합니다.
질문과 답변
스펙트럼 파일 없이도 뷰어를 쓸 수 있나요?
네. 계산기 상자에 분자식, SMILES, 펩타이드를 입력하고 이온을 고르세요. 데이터를 열지 않아도 단일 동위원소 질량, 평균 질량, 정확한 m/z, 동위원소 패턴을 얻을 수 있습니다.
EI 스펙트럼에서 분자 이온 피크가 작거나 없는 이유는 무엇인가요?
70 eV 전자 이온화는 이온에 남는 에너지가 많아서, 많은 분자 이온이 검출기에 닿기 전에 쪼개집니다. 알코올과 가지 달린 화합물이 대표적인 예입니다. ESI나 CI 같은 부드러운 이온화 방법을 쓰면 보통 온전한 분자가 보입니다.
클러스터에서 가장 높은 피크가 단일 동위원소 이온이 아닌 이유는 무엇인가요?
탄소 하나가 13C일 확률은 약 1.1%입니다. 펩타이드 같은 큰 분자에서는 13C 원자를 하나 이상 가진 이온이 모두 12C인 이온보다 많아질 수 있습니다. 계산기는 정확한 m/z와 가장 풍부한 m/z를 모두 보여 줍니다.
도구가 ppm 오차가 의미 없다고 하는 이유는 무엇인가요?
파일의 질량이 사중극자 장비의 일반적인 EI 스펙트럼처럼 단위 분해능이기 때문입니다. m/z 값이 정수이거나 정수에 가까우므로 ppm 오차가 아무것도 알려 주지 못합니다. ppm 확인에는 고분해능 데이터를 쓰세요.