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Calculadora de Padrão Isotópico (Espectrometria de Massas)
Em resumo: Calculadora de padrão isotópico para espectrometria de massas: digite uma fórmula molecular ou SMILES e um tipo de íon para obter todos os picos isotópicos com m/z e intensidade relativa, a massa monoisotópica, média e nominal, um gráfico de centroides ou de perfil, regras práticas para M+1 e M+2 e uma comparação com os picos observados. É gratuita, funciona no seu navegador e não precisa de download.
O padrão é calculado de forma exata a partir das abundâncias isotópicas naturais de cada elemento, incluindo Cl, Br, S, Si e metais como Fe, Cu, Zn, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, Ag e Hg. Cargas e adutos incluem a massa do elétron.
Exemplos
Comparar com um espectro observado
Lista de picos
Como usar a calculadora de padrão isotópico
- Digite uma Fórmula molecular como
C6H5Br,Pt(NH3)2Cl2ouCuSO4·5H2O, ou mude o Tipo de entrada para SMILES. Use as maiúsculas corretas (Cl, não CL). - Escolha o Tipo de íon: M+• para ionização por elétrons, [M+H]⁺ ou [M+Na]⁺ para electrospray positivo, [M−H]⁻ para o modo negativo. Para um complexo carregado como
[Pt(NH3)4]2+, escolha Íon como escrito. - Leia a massa monoisotópica, média e nominal e depois a lista de picos com m/z, intensidade relativa e % de M.
- Escolha Perfil e um Poder de resolução para ver como os picos se fundem ou se separam no seu equipamento.
- Abra Comparar com um espectro observado e cole seus picos para verificar a correspondência. Salve com Baixar SVG, Baixar PNG ou Baixar CSV.
Como o padrão isotópico é calculado
A maioria dos elementos tem mais de um isótopo estável. O carbono é 98,93% ¹²C e 1,07% ¹³C; o cloro é 75,76% ³⁵Cl e 24,24% ³⁷Cl. Por isso, uma molécula aparece no espectro de massas como um aglomerado de picos: o padrão isotópico.
Para um elemento com abundâncias isotópicas a e b, n átomos dão os termos de (a + b)ⁿ. Para uma fórmula inteira, os padrões de todos os elementos são multiplicados entre si. Isso é uma convolução de polinômios. A calculadora a faz de forma exata, com todos os isótopos de todos os elementos, e descarta apenas termos abaixo de 10⁻¹² do maior pico.
Cl₂: (0,7576 + 0,2424)² = 0,574 (M) + 0,367 (M+2) + 0,059 (M+4) → 100 : 64 : 10
Três massas diferentes
- Massa monoisotópica: usa o isótopo mais abundante de cada elemento (¹²C, ¹H, ¹⁴N, ¹⁶O, ³⁵Cl, ⁷⁹Br, ⁵⁶Fe, ¹⁹⁵Pt). Cafeína C₈H₁₀N₄O₂ = 194,0804.
- Massa média: usa as massas atômicas padrão, como na massa molar. Cafeína = 194,19 g/mol.
- Massa nominal: a massa inteira calculada com os isótopos mais abundantes. Cafeína = 194.
Para íons, a massa dos elétrons removidos ou adicionados (0,000549 Da cada) é incluída, e m/z é a massa dividida por |z|. Um espectro de perfil desenha cada pico isotópico com largura FWHM = m/R, em que R é o poder de resolução.
Regras práticas para M+1 e M+2
| Isótopo | Efeito | Regra rápida |
|---|---|---|
| ¹³C (1,07%) | M+1 | cerca de 1,1% de M por átomo de carbono: C₁₀ dá M+1 ≈ 11% |
| ¹⁵N (0,36%) | M+1 | cerca de 0,37% por nitrogênio |
| ¹⁸O (0,20%) | M+2 | cerca de 0,2% por oxigênio |
| ³⁴S (4,25%) | M+2 | cerca de 4,4% por enxofre |
| ²⁹Si, ³⁰Si | M+1, M+2 | cerca de 5,1% e 3,4% por silício |
| ³⁷Cl (24,24%) | M+2 | M : M+2 ≈ 3 : 1 para um Cl |
| ⁸¹Br (49,31%) | M+2 | M : M+2 ≈ 1 : 1 para um Br |
Aglomerados de cloro e bromo
| Halogênios | 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 |
Exemplos resolvidos
CH₂Cl₂ (dois cloros)
Íons em m/z 84, 86 e 88 a partir de ³⁵Cl₂, ³⁵Cl³⁷Cl e ³⁷Cl₂.
0.7576² : 2 × 0.7576 × 0.2424 : 0.2424²
M : M+2 : M+4 = 100 : 64 : 10
Bromobenzeno C₆H₅Br
⁷⁹Br e ⁸¹Br são quase iguais: 50,69% e 49,31%.
M (m/z 156) e M+2 (m/z 158) também têm uma parcela de ¹³C.
M : M+2 = 100 : 97,5; M+1 = 6,5%
CHBr₃ (bromofórmio)
Três átomos de Br dão o padrão (1 + 1)³.
Picos em m/z 250, 252, 254 e 256.
34 : 100 : 97 : 32 (próximo de 1 : 3 : 3 : 1)
C₆₀ (buckminsterfulereno)
60 carbonos: M+1 ≈ 60 × 1,08% de M.
A massa monoisotópica é exatamente 720,0000 (o ¹²C define a unidade de massa).
M : M+1 : M+2 = 100 : 65 : 21
Cafeína em ESI positivo
C₈H₁₀N₄O₂ + H⁺ = C₈H₁₁N₄O₂⁺.
194,0804 + 1,00728 (próton) = 195,0877.
[M+H]⁺ m/z 195,0877; M+1 = 10,3%
Vancomicina [M+H]⁺
C₆₆H₇₅Cl₂N₉O₂₄: 66 carbonos e 2 cloros.
O ¹³C faz M+1 ≈ 77%, e os dois Cl deixam M+2 quase tão alto quanto M.
m/z 1448,4375; M : M+1 : M+2 = 100 : 77 : 98
Cisplatina Pt(NH₃)₂Cl₂
A platina tem ¹⁹⁴Pt 32,9%, ¹⁹⁵Pt 33,8%, ¹⁹⁶Pt 25,2% e ¹⁹⁸Pt 7,4%, combinados com o padrão de Cl₂.
Aglomerado largo de m/z 296 a 306, mais alto em 300
Erros comuns
- Confundir massa monoisotópica e massa média. A EM de alta resolução mede o m/z monoisotópico; a massa molar usa massas atômicas médias.
- Esperar que o pico monoisotópico seja o mais alto. Acima de uns 90 carbonos, ou com Br, Pt, Sn ou Hg, o pico mais intenso costuma ser M+1, M+2 ou maior.
- Esquecer o aduto. Em electrospray, raramente se vê o próprio M: procure [M+H]⁺ (+1,00728), [M+Na]⁺ (+22,98922) ou [M−H]⁻.
- Interpretar M+2 apenas como dois átomos de ¹³C. Um M+2 alto (acima de 30% de M) indica Cl, Br ou S, e não carbono.
- Ignorar o estado de carga. Para um íon 2+, os picos isotópicos ficam a 0,5 m/z de distância, não 1.
- Maiúsculas erradas. CO é monóxido de carbono; Co é cobalto. Escreva Cl, Br e Si com a segunda letra minúscula.
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Abrir o editor MolDrawPerguntas frequentes
O que é o pico M+2 e o que o causa?
O pico M+2 fica 2 unidades de massa acima do íon monoisotópico. Picos M+2 grandes vêm do ³⁷Cl (cerca de um terço de M por Cl), do ⁸¹Br (quase igual a M por Br) e do ³⁴S (cerca de 4,4% por S). Picos M+2 pequenos vêm de dois átomos de ¹³C ou do ¹⁸O.
Por que o CH₂Cl₂ mostra picos na proporção 100 : 64 : 10?
Cada cloro é ³⁵Cl (75,76%) ou ³⁷Cl (24,24%). Para dois cloros, a proporção é 0,7576² : 2 × 0,7576 × 0,2424 : 0,2424², ou seja, 100 : 64 : 10 para M, M+2 e M+4.
Como estimar o número de carbonos pelo pico M+1?
Divida a intensidade de M+1 (em % de M) por 1,1. Um M+1 de 11% sugere cerca de 10 carbonos. O nitrogênio acrescenta cerca de 0,37% por átomo, então a estimativa é grosseira para moléculas ricas em N.
Qual é a diferença entre massa monoisotópica e massa média?
A massa monoisotópica usa o isótopo mais abundante de cada elemento e é o que a EM de alta resolução mede. A massa média usa as massas atômicas padrão e é usada para a massa molar. Para a cafeína, elas são 194,0804 e 194,19.
Por que o pico monoisotópico não é o mais alto em moléculas grandes?
Cada carbono tem 1,07% de chance de ser ¹³C. Com cerca de 90 carbonos ou mais, a chance de uma molécula conter pelo menos um ¹³C supera a chance de não conter nenhum, então M+1 passa a ser o pico mais alto.
Como a resolução muda o padrão isotópico?
Com baixo poder de resolução, picos de mesma massa nominal se fundem em um só. Com alto poder de resolução (acima de cerca de 50 000 perto de m/z 500), surge a estrutura fina; por exemplo, os picos de ¹³C₂ e ³⁴S em M+2 se separam por cerca de 0,011 Da.
Quais abundâncias isotópicas a calculadora usa?
Ela usa as abundâncias isotópicas representativas e as massas atômicas da IUPAC para todos os isótopos estáveis de cada elemento, incluindo os metais Fe, Cu, Zn, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, Ag e Hg.
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