MolDraw › Scheikundetools › Isotooppatroon-calculator
Isotooppatroon-calculator (massaspectrometrie)
Kort gezegd: Isotooppatroon-calculator voor massaspectrometrie: voer een molecuulformule of SMILES en een iontype in en krijg elke isotooppiek met m/z en relatieve intensiteit, de monoisotopische, gemiddelde en nominale massa, een centroïd- of profielgrafiek, vuistregels voor M+1 en M+2 en een vergelijking met je gemeten pieken. Gratis, werkt in je webbrowser en zonder download.
Het patroon wordt exact berekend uit de natuurlijke isotoopabundanties van elk element, inclusief Cl, Br, S, Si en metalen zoals Fe, Cu, Zn, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, Ag en Hg. Bij ladingen en adducten wordt de elektronmassa meegerekend.
Voorbeelden
Vergelijken met een gemeten spectrum
Piekenlijst
Zo gebruik je de isotooppatroon-calculator
- Typ een Molecuulformule zoals
C6H5Br,Pt(NH3)2Cl2ofCuSO4·5H2O, of zet Invoertype op SMILES. Gebruik de juiste hoofdletters (Cl, niet CL). - Kies het Iontype: M+• voor elektronionisatie, [M+H]⁺ of [M+Na]⁺ voor positieve electrospray, [M−H]⁻ voor negatieve modus. Kies voor een geladen complex zoals
[Pt(NH3)4]2+de optie Ion zoals geschreven. - Lees de monoisotopische, gemiddelde en nominale massa af, en daarna de piekenlijst met m/z, relatieve intensiteit en % van M.
- Kies Profiel en een Oplossend vermogen om te zien hoe pieken op jouw instrument samensmelten of splitsen.
- Open Vergelijken met een gemeten spectrum en plak je pieken om de overeenkomst te controleren. Sla op met SVG downloaden, PNG downloaden of CSV downloaden.
Hoe het isotooppatroon wordt berekend
De meeste elementen hebben meer dan één stabiel isotoop. Koolstof is voor 98,93% ¹²C en 1,07% ¹³C; chloor is 75,76% ³⁵Cl en 24,24% ³⁷Cl. Een molecuul verschijnt in een massaspectrum daarom als een cluster van pieken: het isotooppatroon.
Voor één element met isotoopabundanties a en b geven n atomen de termen van (a + b)ⁿ. Voor een hele formule worden de patronen van alle elementen met elkaar vermenigvuldigd. Dat is een polynoomconvolutie. De calculator doet dit exact, met elk isotoop van elk element, en laat alleen termen onder 10⁻¹² van de grootste piek weg.
Cl₂: (0.7576 + 0.2424)² = 0.574 (M) + 0.367 (M+2) + 0.059 (M+4) → 100 : 64 : 10
Drie verschillende massa's
- Monoisotopische massa: gebruikt het meest voorkomende isotoop van elk element (¹²C, ¹H, ¹⁴N, ¹⁶O, ³⁵Cl, ⁷⁹Br, ⁵⁶Fe, ¹⁹⁵Pt). Cafeïne C₈H₁₀N₄O₂ = 194,0804.
- Gemiddelde massa: gebruikt standaardatoommassa's, zoals bij de molaire massa. Cafeïne = 194,19 g/mol.
- Nominale massa: de gehele massa uit de meest voorkomende isotopen. Cafeïne = 194.
Bij ionen wordt de massa van de verwijderde of toegevoegde elektronen (elk 0,000549 Da) meegerekend, en m/z is de massa gedeeld door |z|. Een profielspectrum tekent elke isotooppiek met een breedte FWHM = m/R, waarbij R het oplossend vermogen is.
Vuistregels voor M+1 en M+2
| Isotoop | Effect | Snelle regel |
|---|---|---|
| ¹³C (1,07%) | M+1 | ongeveer 1,1% van M per koolstofatoom: C₁₀ geeft M+1 ≈ 11% |
| ¹⁵N (0,36%) | M+1 | ongeveer 0,37% per stikstofatoom |
| ¹⁸O (0,20%) | M+2 | ongeveer 0,2% per zuurstofatoom |
| ³⁴S (4,25%) | M+2 | ongeveer 4,4% per zwavelatoom |
| ²⁹Si, ³⁰Si | M+1, M+2 | ongeveer 5,1% en 3,4% per siliciumatoom |
| ³⁷Cl (24,24%) | M+2 | M : M+2 ≈ 3 : 1 bij één Cl |
| ⁸¹Br (49,31%) | M+2 | M : M+2 ≈ 1 : 1 bij één Br |
Chloor- en broomclusters
| Halogenen | 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 |
Uitgewerkte voorbeelden
CH₂Cl₂ (twee chlooratomen)
Ionen bij m/z 84, 86 en 88 van ³⁵Cl₂, ³⁵Cl³⁷Cl en ³⁷Cl₂.
0.7576² : 2 × 0.7576 × 0.2424 : 0.2424²
M : M+2 : M+4 = 100 : 64 : 10
Broombenzeen C₆H₅Br
⁷⁹Br en ⁸¹Br komen bijna even vaak voor: 50,69% en 49,31%.
M (m/z 156) en M+2 (m/z 158) bevatten ook een ¹³C-aandeel.
M : M+2 = 100 : 97,5, M+1 = 6,5%
CHBr₃ (bromoform)
Drie Br-atomen geven het patroon (1 + 1)³.
Pieken bij m/z 250, 252, 254 en 256.
34 : 100 : 97 : 32 (dicht bij 1 : 3 : 3 : 1)
C₆₀ (buckminsterfullereen)
60 koolstofatomen: M+1 ≈ 60 × 1,08% van M.
De monoisotopische massa is precies 720,0000 (¹²C definieert de massa-eenheid).
M : M+1 : M+2 = 100 : 65 : 21
Cafeïne bij positieve ESI
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 koolstofatomen en 2 chlooratomen.
¹³C maakt M+1 ≈ 77%, en twee Cl maken M+2 bijna even hoog als M.
m/z 1448,4375; M : M+1 : M+2 = 100 : 77 : 98
Cisplatine Pt(NH₃)₂Cl₂
Platina heeft ¹⁹⁴Pt 32,9%, ¹⁹⁵Pt 33,8%, ¹⁹⁶Pt 25,2% en ¹⁹⁸Pt 7,4%, gemengd met het Cl₂-patroon.
Breed cluster van m/z 296 tot 306, het hoogst bij 300
Veelgemaakte fouten
- Monoisotopische en gemiddelde massa door elkaar halen. Hoge-resolutie-MS meet de monoisotopische m/z; de molaire massa gebruikt gemiddelde atoommassa's.
- Verwachten dat de monoisotopische piek de hoogste is. Boven ongeveer 90 koolstofatomen, of met Br, Pt, Sn of Hg, is de meest intense piek vaak M+1, M+2 of hoger.
- Het adduct vergeten. Bij electrospray zie je zelden M zelf: zoek naar [M+H]⁺ (+1,00728), [M+Na]⁺ (+22,98922) of [M−H]⁻.
- M+2 alleen lezen als twee ¹³C-atomen. Een hoge M+2 (meer dan 30% van M) wijst eerder op Cl, Br of S dan op koolstof.
- De ladingstoestand negeren. Bij een 2+-ion liggen de isotooppieken 0,5 m/z uit elkaar, niet 1.
- Verkeerde hoofdletters. CO is koolstofmonoxide; Co is kobalt. Schrijf Cl, Br en Si met een kleine tweede letter.
Wil je de structuur achter de formule? Teken een molecuul in MolDraw, een gratis online editor voor chemische structuren, en kopieer de formule of SMILES naar de calculator.
MolDraw-editor openenVeelgestelde vragen
Wat is de M+2-piek en waardoor ontstaat hij?
De M+2-piek ligt 2 massa-eenheden boven het monoisotopische ion. Grote M+2-pieken komen van ³⁷Cl (ongeveer een derde van M per Cl), ⁸¹Br (ongeveer gelijk aan M per Br) en ³⁴S (ongeveer 4,4% per S). Kleine M+2-pieken komen van twee ¹³C-atomen of ¹⁸O.
Waarom geeft CH₂Cl₂ pieken in de verhouding 100 : 64 : 10?
Elk chlooratoom is ³⁵Cl (75,76%) of ³⁷Cl (24,24%). Voor twee chlooratomen is de verhouding 0.7576² : 2 × 0.7576 × 0.2424 : 0.2424², dus 100 : 64 : 10 voor M, M+2 en M+4.
Hoe schat ik het aantal koolstofatomen uit de M+1-piek?
Deel de M+1-intensiteit (als % van M) door 1,1. Een M+1 van 11% wijst op ongeveer 10 koolstofatomen. Stikstof voegt ongeveer 0,37% per atoom toe, dus de schatting is ruw voor stikstofrijke moleculen.
Wat is het verschil tussen monoisotopische en gemiddelde massa?
De monoisotopische massa gebruikt het meest voorkomende isotoop van elk element en is wat hoge-resolutie-MS meet. De gemiddelde massa gebruikt standaardatoommassa's en wordt gebruikt voor de molaire massa. Voor cafeïne zijn ze 194,0804 en 194,19.
Waarom is de monoisotopische piek bij grote moleculen niet de hoogste?
Elk koolstofatoom heeft 1,07% kans om ¹³C te zijn. Bij ongeveer 90 of meer koolstofatomen is de kans dat een molecuul minstens één ¹³C bevat groter dan de kans dat het er geen bevat, zodat M+1 de hoogste piek wordt.
Hoe verandert de resolutie het isotooppatroon?
Bij een laag oplossend vermogen smelten pieken met dezelfde nominale massa samen tot één. Bij een hoog oplossend vermogen (boven ongeveer 50 000 rond m/z 500) verschijnt fijnstructuur; zo liggen de ¹³C₂- en ³⁴S-pieken bij M+2 ongeveer 0,011 Da uit elkaar.
Welke isotoopabundanties gebruikt de calculator?
Hij gebruikt de representatieve isotoopabundanties en atoommassa's van IUPAC voor alle stabiele isotopen van elk element, inclusief de metalen Fe, Cu, Zn, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, Ag en Hg.
Verwante scheikundetools
Laatst bijgewerkt: