ตรวจรูปแบบไอโซโทป แอดดักต์ และความคลาดเคลื่อน ppm ในเบราว์เซอร์
คำตอบสั้น ๆ: เปิดโปรแกรมดูแมสสเปกตรัมของ MolDrawที่ใช้ฟรี แล้ววางไฟล์ JCAMP-DX, CSV/TXT, mzML หรือ mzXML พิมพ์สูตร SMILES หรือเพปไทด์ที่คาดไว้แล้วเลือกไอออน โปรแกรมจะซ้อนรูปแบบไอโซโทปตามทฤษฎี แสดงรายการแอดดักต์ทั่วไปที่พบ คำนวณความคลาดเคลื่อน ppm และติดป้ายการสูญเสียชิ้นส่วนที่เป็นกลาง ส่งออกเป็น PNG หรือ CSV ไฟล์ถูกอ่านในเบราว์เซอร์และไม่ถูกอัปโหลด
ลองใช้โปรแกรมดูแมสสเปกตรัมที่นี่
ทำไมต้องใช้โปรแกรมดูแมสสเปกตรัมบนเบราว์เซอร์
แมสสเปกตรัมตอบคำถามสองข้อ: มวลถูกต้องหรือไม่ และรูปแบบตรงกับสูตรหรือไม่ ซอฟต์แวร์ของเครื่องมือตอบได้ทั้งสองข้อ แต่มักผูกอยู่กับคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว นักศึกษาอาจได้เพียงงานพิมพ์หรือไฟล์ที่ส่งออกมา
โปรแกรมดูนี้วางสเปกตรัมที่วัดได้และทฤษฎีไว้บนกราฟเดียว คุณเห็นได้ทันทีว่ามีรูปแบบของคลอรีนหรือไม่ ไอออนหลักเป็น [M+H]+ หรือ [M+Na]+ และมวลที่วัดได้ห่างจากค่าที่คำนวณเท่าไร
พื้นฐานแมสสเปกโทรเมตรีที่ต้องรู้
m/z คือมวลของไอออนหารด้วยประจุ สำหรับไอออนประจุหนึ่งจะเท่ากับมวลของไอออน ไอออน 2+ จะปรากฏที่ประมาณครึ่งหนึ่งของมวล และพีกไอโซโทปห่างกัน 0.5
การไอออไนซ์กำหนดสิ่งที่คุณเห็น การไอออไนซ์ด้วยอิเล็กตรอน (EI) ให้แคตไอออนเรดิคัล M+• และชิ้นส่วนจำนวนมาก อิเล็กโทรสเปรย์ (ESI) นุ่มนวลกว่า และส่วนใหญ่ให้ [M+H]+, [M+Na]+ หรือ [M−H]− แอดดักต์โซเดียมอยู่สูงกว่า [M+H]+ ประมาณ 22 พีกคู่ที่ห่างกัน 22 จึงเป็นเบาะแสที่พบบ่อย
รูปแบบไอโซโทปช่วยยืนยันสูตร คาร์บอนแต่ละอะตอมเพิ่มพีก M+1 ประมาณ 1.1% คลอรีน (35Cl และ 37Cl) ให้ M และ M+2 ในอัตราส่วนประมาณ 3:1 โบรมีน (79Br และ 81Br) ให้ประมาณ 1:1
ความคลาดเคลื่อน ppm เปรียบเทียบ m/z ที่วัดได้กับที่คำนวณได้: (วัดได้ − ทฤษฎี) / ทฤษฎี × 106 สำหรับ [M+H]+ ของคาเฟอีนที่ m/z 195.0877 ความคลาดเคลื่อน 1 mDa เท่ากับประมาณ 5 ppm ใช้ได้เฉพาะกับข้อมูลความละเอียดสูง
เปิดไฟล์ใดได้บ้าง
| JCAMP-DX | แมสสเปกตรัม .jdx, .dx หรือ .jcamp ในรูปตารางพีกหรือข้อมูลต่อเนื่อง |
|---|---|
| CSV หรือ TXT | คอลัมน์ของ m/z และความเข้ม |
| mzML และ mzXML | สเปกตรัมแรกในไฟล์ อาร์เรย์ที่บีบอัด (zlib) ใช้ได้ในเบราว์เซอร์ปัจจุบัน |
วิธีตรวจสเปกตรัมเทียบกับสูตร
- กด เปิดแมสสเปกตรัม หรือวางไฟล์ลงในกล่อง หากต้องการฝึก ให้กด คาเฟอีน ESI [M+H]+
- ดูบรรทัดเหนือกราฟ ซึ่งบอกว่าข้อมูลเป็นแบบ profile หรือ centroid และเป็นความละเอียดหน่วยหรือความละเอียดสูง
- ใน สูตร SMILES หรือเพปไทด์ เลือกชนิดข้อมูลนำเข้าแล้วพิมพ์สารของคุณ เช่น C8H10N4O2
- เลือก ไอออน เช่น [M+H]+ สำหรับ ESI หรือ M+• (EI) สำหรับ EI ปล่อย รูปแบบ ไว้ที่ ความละเอียดอัตโนมัติ เว้นแต่ต้องการค่าอื่น
- กด ซูมไปที่ไอออน เปรียบเทียบเส้นตามทฤษฎีสีแดงกับพีกของคุณ และอ่านคอลัมน์ Theory % และ Found %
- แตะพีกที่วัดได้ หรือแถวของพีกนั้นใต้ พีกหลัก เพื่อกรอก m/z ที่วัดได้ แล้วอ่านค่าความคลาดเคลื่อน ppm
- ไล่ดูตาราง แอดดักต์ที่พบบ่อย เพื่อหาไอออนอื่นที่มีอยู่
- ส่งออกด้วยปุ่ม ส่งออก PNG หรือ ส่งออก CSV
โปรแกรมดูทำอะไรได้บ้าง
| กราฟ | สไตล์ อัตโนมัติ แบบแท่ง หรือแบบโปรไฟล์ ซูม เลื่อน + และ − รีเซ็ตมุมมอง และซูมไปที่ไอออน แถบเลื่อนป้ายกำกับกำหนดจำนวนพีกที่ติดป้าย |
|---|---|
| การแสดงผล | พีกฐาน = 100% ซ้อนรูปแบบไอโซโทป แบบกระจก (ค่าทางทฤษฎีอยู่ด้านล่าง) และการสูญเสียชิ้นส่วนที่เป็นกลาง เปิดหรือปิดแยกกันได้ |
| เครื่องคำนวณ | สูตร SMILES หรือเพปไทด์แบบอักษรเดียว ให้มวลโมโนไอโซโทปิก มวลเฉลี่ย (มวลโมลาร์) m/z แม่นตรงของไอออนที่เลือก และ m/z ที่มีมากที่สุด |
| ไอออน | แอดดักต์บวกและลบ รวมถึง [M+H]+, [M+Na]+, [M+K]+, [M+NH4]+, [M+2H]2+, [2M+H]+, [M−H]−, [M+Cl]− และ [M+HCOO]− |
| รูปแบบ | ความละเอียดอัตโนมัติ ระดับหน่วย (nominal) สูง (0.01 Da) หรือโครงสร้างละเอียด การตรวจแฮโลเจนจะระบุรูปแบบของ Cl และ Br |
| การตรวจสอบ | ความคลาดเคลื่อน ppm และ mDa ตารางแอดดักต์ทั่วไปพร้อมพีกที่พบ และป้ายการสูญเสียชิ้นส่วนที่เป็นกลางระหว่างพีกหลัก |
| ส่งออก | PNG ของกราฟและ CSV ของข้อมูล ข้อมูลแบบ profile จะได้รายการ centroid ด้วย |
วิธีใช้งานในชั้นเรียนและในห้องปฏิบัติการ
- สอนรูปแบบของแฮโลเจน: โหลด คลอโรเบนซีน EI และ ไดโบรโมเบนซีน EI นักเรียนจะเห็นกลุ่มพีก 3:1 และ 1:2:1 ข้างทฤษฎี
- ข้อมูลพิสูจน์เอกลักษณ์: ตรวจ m/z ที่พบและที่คำนวณของสารใหม่ก่อนเขียนรายงาน เครื่องมือถือว่าความคลาดเคลื่อนภายใน 5 ppm เป็นการตรงกันที่ดีสำหรับข้อมูลความละเอียดสูง
- เพปไทด์: โหลด เพปไทด์ ESI ใส่ลำดับเป็นรหัสอักษรเดียว และเลือก [M+2H]2+ หรือ [M+3H]3+ ให้ตรงกับสถานะประจุ
- การอ่านชิ้นส่วน: ใช้ป้ายการสูญเสียชิ้นส่วนที่เป็นกลางเพื่ออภิปรายว่าหมู่ใดหลุดออกใน EI หากต้องการเปรียบเทียบกับรูปแบบที่คาดไว้ ให้ทำนายแมสสเปกตรัม EI จากภาพวาดของคุณด้วยปลั๊กอิน Spectroscopy และถือเป็นค่าประมาณคร่าว ๆ
เคล็ดลับและข้อจำกัด
- ใส่สูตรของโมเลกุลที่เป็นกลาง แล้วให้เมนูไอออนเพิ่มหรือลบอะตอมเอง อย่าใส่สูตรของไอออนเอง
- สำหรับ mzML และ mzXML จะแสดงเฉพาะสเปกตรัมแรก ถ้าสแกนที่ต้องการไม่ใช่สแกนแรก ให้ส่งออกสแกนนั้นออกมา
- ที่ความละเอียดหน่วย การสูญเสียที่ต่างกันอาจมีมวลระบุเท่ากัน CO และ C2H4 ต่างให้ระยะห่าง 28 จึงอาจแสดงทั้งคู่
- ตัวอ่าน SMILES รองรับ SMILES อินทรีย์ทั่วไป ถ้าอ่านไม่ได้ ให้ใส่สูตรแทน
- รูปแบบไอโซโทปที่ตรงกันดีช่วยสนับสนุนสูตร แต่ไม่ได้พิสูจน์โครงสร้าง ให้ใช้ NMR และ IR ร่วมด้วย
เพิ่งเริ่มอ่านแมสสเปกตรัม? คู่มือวิธีอ่านแมสสเปกตรัมของเราอธิบายไอออนโมเลกุล ชิ้นส่วน และพีกไอโซโทป
คำถามและคำตอบ
ใช้โปรแกรมดูโดยไม่มีไฟล์สเปกตรัมได้ไหม
ได้ พิมพ์สูตร SMILES หรือเพปไทด์ในช่องเครื่องคำนวณแล้วเลือกไอออน คุณจะได้มวลโมโนไอโซโทปิก มวลเฉลี่ย m/z แม่นตรง และรูปแบบไอโซโทปโดยไม่ต้องเปิดข้อมูลใด ๆ
ทำไมไอออนโมเลกุลในสเปกตรัม EI ของฉันจึงเล็กหรือหายไป
การไอออไนซ์ด้วยอิเล็กตรอนที่ 70 eV ทำให้ไอออนมีพลังงานส่วนเกินมาก ไอออนโมเลกุลจำนวนมากจึงแตกตัวก่อนถึงตัวตรวจวัด แอลกอฮอล์และสารประกอบที่มีกิ่งเป็นตัวอย่างที่พบบ่อย วิธีที่นุ่มนวลกว่า เช่น ESI หรือ CI มักแสดงโมเลกุลที่ไม่แตกตัว
ทำไมพีกที่สูงที่สุดในกลุ่มพีกจึงไม่ใช่ไอออนโมโนไอโซโทปิก
คาร์บอนแต่ละอะตอมมีโอกาสประมาณ 1.1% ที่จะเป็น 13C ในโมเลกุลขนาดใหญ่อย่างเพปไทด์ ไอออนที่มี 13C ตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปอาจมีจำนวนมากกว่าไอออนที่เป็น 12C ทั้งหมด เครื่องคำนวณแสดงทั้ง m/z แม่นตรงและ m/z ที่มีมากที่สุด
ทำไมเครื่องมือจึงบอกว่าความคลาดเคลื่อน ppm ไม่มีความหมาย
ไฟล์ของคุณมีมวลแบบความละเอียดหน่วย (unit resolution) เช่น สเปกตรัม EI ทั่วไปจากควอดรูโพล ค่า m/z เป็นจำนวนเต็มหรือใกล้เคียง ความคลาดเคลื่อน ppm จึงไม่บอกอะไร ให้ใช้ข้อมูลความละเอียดสูงในการตรวจ ppm