MolDraw › เครื่องมือเคมี › เครื่องคำนวณรูปแบบไอโซโทป
เครื่องคำนวณรูปแบบไอโซโทป (แมสสเปกโทรเมตรี)
สรุปสั้น ๆ: เครื่องคำนวณรูปแบบไอโซโทปสำหรับแมสสเปกโทรเมตรี: ใส่สูตรโมเลกุลหรือ SMILES และชนิดไอออน เพื่อรับพีกไอโซโทปทุกพีกพร้อม m/z และความเข้มสัมพัทธ์ มวลโมโนไอโซโทปิก มวลเฉลี่ย และมวลจำนวนเต็ม กราฟเซนทรอยด์หรือโปรไฟล์ กฎง่าย ๆ ของ M+1 และ M+2 และการเปรียบเทียบกับพีกที่คุณวัดได้ ใช้งานฟรี ทำงานในเว็บเบราว์เซอร์ และไม่ต้องดาวน์โหลด
รูปแบบคำนวณอย่างแม่นตรงจากความอุดมตามธรรมชาติของไอโซโทปของทุกธาตุ รวมถึง Cl, Br, S, Si และโลหะ เช่น Fe, Cu, Zn, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, Ag และ Hg ประจุและแอดดักต์รวมมวลของอิเล็กตรอนแล้ว
ตัวอย่าง
เปรียบเทียบกับสเปกตรัมที่วัดได้
รายการพีก
วิธีใช้เครื่องคำนวณรูปแบบไอโซโทป
- พิมพ์สูตรโมเลกุล เช่น
C6H5Br,Pt(NH3)2Cl2หรือCuSO4·5H2Oหรือเปลี่ยนชนิดอินพุตเป็น SMILES ใช้ตัวพิมพ์ใหญ่ให้ถูกต้อง (Cl ไม่ใช่ CL) - เลือกชนิดไอออน: M+• สำหรับการแตกตัวเป็นไอออนด้วยอิเล็กตรอน [M+H]⁺ หรือ [M+Na]⁺ สำหรับอิเล็กโทรสเปรย์โหมดบวก [M−H]⁻ สำหรับโหมดลบ สำหรับสารเชิงซ้อนที่มีประจุ เช่น
[Pt(NH3)4]2+ให้เลือกไอออนตามที่เขียน - อ่านมวลโมโนไอโซโทปิก มวลเฉลี่ย และมวลจำนวนเต็ม แล้วดูรายการพีกพร้อม m/z ความเข้มสัมพัทธ์ และ % ของ M
- เลือกโปรไฟล์และกำลังแยกเพื่อดูว่าพีกรวมกันหรือแยกออกอย่างไรบนเครื่องมือของคุณ
- เปิดเปรียบเทียบกับสเปกตรัมที่วัดได้ แล้ววางพีกของคุณเพื่อตรวจความตรงกัน บันทึกด้วยดาวน์โหลด SVG ดาวน์โหลด PNG หรือดาวน์โหลด CSV
วิธีคำนวณรูปแบบไอโซโทป
ธาตุส่วนใหญ่มีไอโซโทปเสถียรมากกว่าหนึ่งชนิด คาร์บอนเป็น ¹²C 98.93% และ ¹³C 1.07% คลอรีนเป็น ³⁵Cl 75.76% และ ³⁷Cl 24.24% โมเลกุลจึงปรากฏในแมสสเปกตรัมเป็นกลุ่มพีก ซึ่งเรียกว่ารูปแบบไอโซโทป
สำหรับธาตุหนึ่งที่มีความอุดมของไอโซโทป a และ b อะตอม n อะตอมให้พจน์ของ (a + b)ⁿ สำหรับทั้งสูตร รูปแบบของทุกธาตุจะถูกคูณเข้าด้วยกัน ซึ่งเป็นการคอนโวลูชันของพหุนาม เครื่องคำนวณทำอย่างแม่นตรงกับทุกไอโซโทปของทุกธาตุ และตัดเฉพาะพจน์ที่ต่ำกว่า 10⁻¹² ของพีกที่สูงที่สุด
Cl₂: (0.7576 + 0.2424)² = 0.574 (M) + 0.367 (M+2) + 0.059 (M+4) → 100 : 64 : 10
มวลสามแบบ
- มวลโมโนไอโซโทปิก: ใช้ไอโซโทปที่มีมากที่สุดของแต่ละธาตุ (¹²C, ¹H, ¹⁴N, ¹⁶O, ³⁵Cl, ⁷⁹Br, ⁵⁶Fe, ¹⁹⁵Pt) คาเฟอีน C₈H₁₀N₄O₂ = 194.0804
- มวลเฉลี่ย: ใช้มวลอะตอมมาตรฐาน เช่นเดียวกับมวลโมลาร์ คาเฟอีน = 194.19 g/mol
- มวลจำนวนเต็ม (nominal mass): มวลจำนวนเต็มจากไอโซโทปที่มีมากที่สุด คาเฟอีน = 194
สำหรับไอออน มีการรวมมวลของอิเล็กตรอนที่ถูกดึงออกหรือเพิ่มเข้า (ตัวละ 0.000549 Da) และ m/z คือมวลหารด้วย |z| สเปกตรัมแบบโปรไฟล์วาดแต่ละพีกไอโซโทปด้วยความกว้าง FWHM = m/R โดย R คือกำลังแยก
กฎง่าย ๆ สำหรับ M+1 และ M+2
| ไอโซโทป | ผล | กฎอย่างย่อ |
|---|---|---|
| ¹³C (1.07%) | M+1 | ประมาณ 1.1% ของ M ต่อคาร์บอนหนึ่งอะตอม: C₁₀ ให้ M+1 ≈ 11% |
| ¹⁵N (0.36%) | M+1 | ประมาณ 0.37% ต่อไนโตรเจนหนึ่งอะตอม |
| ¹⁸O (0.20%) | M+2 | ประมาณ 0.2% ต่อออกซิเจนหนึ่งอะตอม |
| ³⁴S (4.25%) | M+2 | ประมาณ 4.4% ต่อกำมะถันหนึ่งอะตอม |
| ²⁹Si, ³⁰Si | M+1, M+2 | ประมาณ 5.1% และ 3.4% ต่อซิลิคอนหนึ่งอะตอม |
| ³⁷Cl (24.24%) | M+2 | M : M+2 ≈ 3 : 1 สำหรับ Cl หนึ่งอะตอม |
| ⁸¹Br (49.31%) | M+2 | M : M+2 ≈ 1 : 1 สำหรับ Br หนึ่งอะตอม |
กลุ่มพีกของคลอรีนและโบรมีน
| แฮโลเจน | 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 |
ตัวอย่างโจทย์
CH₂Cl₂ (คลอรีนสองอะตอม)
ไอออนที่ m/z 84, 86 และ 88 จาก ³⁵Cl₂, ³⁵Cl³⁷Cl และ ³⁷Cl₂
0.7576² : 2 × 0.7576 × 0.2424 : 0.2424²
M : M+2 : M+4 = 100 : 64 : 10
โบรโมเบนซีน C₆H₅Br
⁷⁹Br และ ⁸¹Br มีปริมาณเกือบเท่ากัน: 50.69% และ 49.31%
M (m/z 156) และ M+2 (m/z 158) ยังมีส่วนของ ¹³C ด้วย
M : M+2 = 100 : 97.5, M+1 = 6.5%
CHBr₃ (โบรโมฟอร์ม)
Br สามอะตอมให้รูปแบบ (1 + 1)³
พีกที่ m/z 250, 252, 254 และ 256
34 : 100 : 97 : 32 (ใกล้เคียง 1 : 3 : 3 : 1)
C₆₀ (บักมินสเตอร์ฟูลเลอรีน)
คาร์บอน 60 อะตอม: M+1 ≈ 60 × 1.08% ของ M
มวลโมโนไอโซโทปิกเท่ากับ 720.0000 พอดี (¹²C เป็นตัวกำหนดหน่วยมวล)
M : M+1 : M+2 = 100 : 65 : 21
คาเฟอีนใน ESI โหมดบวก
C₈H₁₀N₄O₂ + H⁺ = C₈H₁₁N₄O₂⁺
194.0804 + 1.00728 (โปรตอน) = 195.0877
[M+H]⁺ m/z 195.0877, M+1 = 10.3%
แวนโคมัยซิน [M+H]⁺
C₆₆H₇₅Cl₂N₉O₂₄: คาร์บอน 66 อะตอมและคลอรีน 2 อะตอม
¹³C ทำให้ M+1 ≈ 77% และ Cl สองอะตอมทำให้ M+2 สูงเกือบเท่า M
m/z 1448.4375; M : M+1 : M+2 = 100 : 77 : 98
ซิสพลาติน Pt(NH₃)₂Cl₂
แพลทินัมมี ¹⁹⁴Pt 32.9%, ¹⁹⁵Pt 33.8%, ¹⁹⁶Pt 25.2% และ ¹⁹⁸Pt 7.4% ผสมกับรูปแบบของ Cl₂
กลุ่มพีกกว้างจาก m/z 296 ถึง 306 สูงสุดที่ 300
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย
- สับสนมวลโมโนไอโซโทปิกกับมวลเฉลี่ย MS ความละเอียดสูงวัด m/z แบบโมโนไอโซโทปิก ส่วนมวลโมลาร์ใช้มวลอะตอมเฉลี่ย
- คาดว่าพีกโมโนไอโซโทปิกจะสูงที่สุด เมื่อมีคาร์บอนเกินประมาณ 90 อะตอม หรือมี Br, Pt, Sn หรือ Hg พีกที่เข้มที่สุดมักเป็น M+1, M+2 หรือสูงกว่า
- ลืมแอดดักต์ ในอิเล็กโทรสเปรย์แทบไม่เห็น M โดยตรง ให้มองหา [M+H]⁺ (+1.00728), [M+Na]⁺ (+22.98922) หรือ [M−H]⁻
- อ่าน M+2 ว่ามาจาก ¹³C สองอะตอมเท่านั้น M+2 ที่สูง (เกิน 30% ของ M) บ่งชี้ Cl, Br หรือ S มากกว่าคาร์บอน
- ไม่สนใจสถานะประจุ สำหรับไอออน 2+ พีกไอโซโทปห่างกัน 0.5 m/z ไม่ใช่ 1
- ตัวพิมพ์ใหญ่ผิด CO คือคาร์บอนมอนอกไซด์ ส่วน Co คือโคบอลต์ เขียน Cl, Br และ Si โดยให้ตัวที่สองเป็นตัวพิมพ์เล็ก
ต้องการโครงสร้างที่อยู่เบื้องหลังสูตรหรือเปล่า? วาดโมเลกุลใน MolDraw ตัวแก้ไขโครงสร้างเคมีออนไลน์ฟรี แล้วคัดลอกสูตรหรือ SMILES มาใส่ในเครื่องคำนวณ
เปิดตัวแก้ไข MolDrawคำถามที่พบบ่อย
พีก M+2 คืออะไรและเกิดจากอะไร?
พีก M+2 อยู่สูงกว่าไอออนโมโนไอโซโทปิก 2 หน่วยมวล พีก M+2 ขนาดใหญ่มาจาก ³⁷Cl (ประมาณหนึ่งในสามของ M ต่อ Cl หนึ่งอะตอม) ⁸¹Br (ประมาณเท่ากับ M ต่อ Br หนึ่งอะตอม) และ ³⁴S (ประมาณ 4.4% ต่อ S หนึ่งอะตอม) พีก M+2 ขนาดเล็กมาจาก ¹³C สองอะตอมหรือ ¹⁸O
ทำไม CH₂Cl₂ จึงแสดงพีกในอัตราส่วน 100 : 64 : 10?
คลอรีนแต่ละอะตอมเป็น ³⁵Cl (75.76%) หรือ ³⁷Cl (24.24%) สำหรับคลอรีนสองอะตอม อัตราส่วนคือ 0.7576² : 2 × 0.7576 × 0.2424 : 0.2424² ซึ่งเท่ากับ 100 : 64 : 10 สำหรับ M, M+2 และ M+4
จะประมาณจำนวนคาร์บอนจากพีก M+1 ได้อย่างไร?
หารความเข้มของ M+1 (เป็น % ของ M) ด้วย 1.1 ค่า M+1 เท่ากับ 11% บ่งชี้ว่ามีคาร์บอนประมาณ 10 อะตอม ไนโตรเจนเพิ่มประมาณ 0.37% ต่ออะตอม ค่าประมาณจึงหยาบสำหรับโมเลกุลที่มี N มาก
มวลโมโนไอโซโทปิกกับมวลเฉลี่ยต่างกันอย่างไร?
มวลโมโนไอโซโทปิกใช้ไอโซโทปที่มีมากที่สุดของแต่ละธาตุ และเป็นค่าที่ MS ความละเอียดสูงวัดได้ มวลเฉลี่ยใช้มวลอะตอมมาตรฐานและใช้สำหรับมวลโมลาร์ สำหรับคาเฟอีนมีค่า 194.0804 และ 194.19
ทำไมพีกโมโนไอโซโทปิกจึงไม่สูงที่สุดในโมเลกุลขนาดใหญ่?
คาร์บอนแต่ละอะตอมมีโอกาส 1.07% ที่จะเป็น ¹³C เมื่อมีคาร์บอนประมาณ 90 อะตอมขึ้นไป โอกาสที่โมเลกุลมี ¹³C อย่างน้อยหนึ่งอะตอมจะสูงกว่าโอกาสที่ไม่มีเลย M+1 จึงกลายเป็นพีกที่สูงที่สุด
ความละเอียดเปลี่ยนรูปแบบไอโซโทปอย่างไร?
ที่กำลังแยกต่ำ พีกที่มีมวลจำนวนเต็มเดียวกันจะรวมเป็นพีกเดียว ที่กำลังแยกสูง (สูงกว่าประมาณ 50 000 ใกล้ m/z 500) จะเห็นโครงสร้างละเอียด เช่น พีก ¹³C₂ และ ³⁴S ที่ M+2 แยกห่างกันประมาณ 0.011 Da
เครื่องคำนวณใช้ค่าความอุดมของไอโซโทปใด?
ใช้ค่าความอุดมของไอโซโทปและมวลอะตอมตัวแทนของ IUPAC สำหรับไอโซโทปเสถียรทั้งหมดของแต่ละธาตุ รวมถึงโลหะ Fe, Cu, Zn, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, Ag และ Hg
เครื่องมือเคมีที่เกี่ยวข้อง
อัปเดตล่าสุด: