Kiểm tra mẫu đồng vị, adduct và sai số ppm trên trình duyệt
Trả lời ngắn: Mở trình xem phổ khối lượng MolDraw miễn phí và thả vào một file JCAMP-DX, CSV/TXT, mzML hoặc mzXML. Nhập công thức, SMILES hoặc peptide bạn dự kiến và chọn ion. Trình xem chồng mẫu đồng vị lý thuyết, liệt kê các adduct thường gặp có mặt, tính sai số ppm và ghi nhãn các mảnh trung hòa mất đi. Xuất PNG hoặc CSV. File được đọc trong trình duyệt và không bị tải lên.
Dùng thử trình xem phổ khối lượng tại đây
Vì sao dùng trình xem phổ khối lượng trên trình duyệt?
Phổ khối lượng trả lời hai câu hỏi: khối lượng có đúng không, và mẫu pic có khớp công thức không? Phần mềm của máy đo trả lời được cả hai, nhưng thường chỉ cài trên một máy tính. Sinh viên có khi chỉ nhận được bản in hoặc một file xuất ra.
Trình xem này đặt phổ đo được và lý thuyết trên cùng một đồ thị. Bạn thấy ngay có mẫu chlorine hay không, ion chính là [M+H]+ hay [M+Na]+, và khối lượng đo được lệch bao xa so với giá trị tính.
Kiến thức phổ khối lượng cơ bản cần biết
m/z là khối lượng ion chia cho điện tích. Với ion mang một điện tích, nó bằng khối lượng ion. Ion 2+ xuất hiện ở khoảng một nửa khối lượng, và các pic đồng vị cách nhau 0,5.
Phương pháp ion hóa quyết định những gì bạn thấy. Ion hóa electron (EI) cho cation gốc M+• và nhiều mảnh. Phun điện (ESI) mềm hơn và chủ yếu cho [M+H]+, [M+Na]+ hoặc [M−H]−. Adduct sodium nằm cao hơn [M+H]+ khoảng 22, nên một cặp pic cách nhau 22 là manh mối hay gặp.
Mẫu đồng vị giúp xác nhận công thức. Mỗi carbon thêm khoảng 1,1% vào pic M+1. Chlorine (35Cl và 37Cl) cho M và M+2 theo tỉ lệ khoảng 3:1. Bromine (79Br và 81Br) cho khoảng 1:1.
Sai số ppm so sánh m/z đo được và m/z tính toán: (đo được − lý thuyết) / lý thuyết × 106. Với caffeine [M+H]+ tại m/z 195,0877, sai số 1 mDa tương đương khoảng 5 ppm. Điều này chỉ có ý nghĩa với dữ liệu độ phân giải cao.
Các file có thể mở
| JCAMP-DX | Phổ khối lượng .jdx, .dx hoặc .jcamp, dạng bảng pic hoặc dữ liệu liên tục. |
|---|---|
| CSV hoặc TXT | Các cột m/z và cường độ. |
| mzML và mzXML | Phổ đầu tiên trong file. Mảng nén (zlib) hoạt động trên các trình duyệt hiện nay. |
Cách kiểm tra phổ theo một công thức
- Nhấn Mở phổ khối lượng hoặc thả file vào ô. Để luyện tập, nhấn Caffeine ESI [M+H]+.
- Xem dòng phía trên đồ thị. Nó cho biết dữ liệu là dạng profile hay centroid và có độ phân giải đơn vị hay cao.
- Trong Công thức, SMILES hoặc peptide, chọn loại dữ liệu nhập và nhập hợp chất của bạn, ví dụ C8H10N4O2.
- Chọn Ion, như [M+H]+ cho ESI hoặc M+• (EI) cho EI. Để Mẫu đồng vị ở Độ phân giải tự động trừ khi bạn cần thiết lập khác.
- Nhấn Phóng tới ion. So sánh các vạch lý thuyết màu đỏ với các pic của bạn, và đọc cột % lý thuyết và % tìm thấy.
- Chạm vào pic đo được, hoặc dòng của nó trong Pic chính, để điền m/z đo được. Đọc sai số ppm.
- Xem bảng Adduct thường gặp để tìm các ion khác có mặt.
- Xuất bằng Xuất PNG hoặc Xuất CSV.
Trình xem làm được gì
| Đồ thị | Kiểu Tự động, Dạng vạch hoặc Dạng đường, Phóng to, Di chuyển, + và −, Đặt lại khung nhìn và Phóng tới ion. Thanh trượt Nhãn đặt số pic được ghi nhãn. |
|---|---|
| Hiển thị | Pic cơ sở = 100%, Chồng mẫu đồng vị, Đối xứng gương (lý thuyết ở dưới) và Mảnh trung hòa mất đi đều có thể bật hoặc tắt. |
| Máy tính | Công thức, SMILES hoặc peptide mã một chữ cái. Cho khối lượng đơn đồng vị, khối lượng trung bình (mol), m/z chính xác của ion đã chọn và m/z phổ biến nhất. |
| Ion | Adduct dương và âm, gồm [M+H]+, [M+Na]+, [M+K]+, [M+NH4]+, [M+2H]2+, [2M+H]+, [M−H]−, [M+Cl]− và [M+HCOO]−. |
| Mẫu đồng vị | Độ phân giải tự động, Đơn vị (danh định), Cao (0,01 Da) hoặc Cấu trúc tinh tế. Phần kiểm tra halogen ghi chú mẫu Cl và Br. |
| Kiểm tra | Sai số ppm và mDa, bảng adduct thường gặp với các pic tìm thấy, và nhãn mảnh trung hòa mất đi giữa các pic chính. |
| Xuất file | PNG của đồ thị và CSV của dữ liệu. Dữ liệu dạng profile còn có danh sách centroid. |
Cách dùng trên lớp và trong phòng thí nghiệm
- Dạy mẫu halogen: tải Chlorobenzene EI và Dibromobenzene EI. Sinh viên thấy cụm 3:1 và 1:2:1 cạnh lý thuyết.
- Dữ liệu đặc trưng: kiểm tra m/z tìm thấy và tính toán cho một hợp chất mới trước khi viết báo cáo. Công cụ coi sai số trong phạm vi 5 ppm là khớp tốt với dữ liệu độ phân giải cao.
- Peptide: tải Peptide ESI, nhập trình tự bằng mã một chữ cái và chọn [M+2H]2+ hoặc [M+3H]3+ để khớp trạng thái điện tích.
- Đọc mảnh: dùng nhãn mảnh trung hòa mất đi để thảo luận nhóm nào bị tách ra trong EI. Để so sánh với mẫu dự kiến, hãy dự đoán phổ khối lượng EI từ bản vẽ của bạn bằng plugin Spectroscopy, và coi đó là ước tính sơ bộ.
Mẹo và giới hạn
- Nhập công thức trung hòa và để menu Ion thêm hoặc bớt nguyên tử. Đừng tự nhập công thức ion.
- Với mzML và mzXML, chỉ phổ đầu tiên được hiển thị. Hãy xuất scan bạn cần nếu nó không phải scan đầu tiên.
- Ở độ phân giải đơn vị, các mảnh mất đi khác nhau có thể cùng khối lượng danh định. CO và C2H4 đều cho khoảng cách 28, nên cả hai có thể được liệt kê.
- Bộ đọc SMILES hỗ trợ các SMILES hữu cơ thông dụng. Nếu một chuỗi lỗi, hãy nhập công thức thay thế.
- Mẫu đồng vị khớp tốt củng cố công thức nhưng không chứng minh cấu trúc. Hãy dùng thêm NMR và IR.
Mới làm quen với phổ khối lượng? Hướng dẫn cách đọc phổ khối lượng của chúng tôi giải thích ion phân tử, mảnh và pic đồng vị.
Hỏi và đáp
Có thể dùng trình xem mà không có file phổ không?
Có. Nhập công thức, SMILES hoặc peptide vào ô máy tính và chọn một ion. Bạn sẽ có khối lượng đơn đồng vị, khối lượng trung bình, m/z chính xác và mẫu đồng vị mà không cần mở dữ liệu nào.
Vì sao ion phân tử nhỏ hoặc không có trong phổ EI của tôi?
Ion hóa electron ở 70 eV để lại cho ion rất nhiều năng lượng dư, nên nhiều ion phân tử bị phân mảnh trước khi tới detector. Alcohol và hợp chất phân nhánh là ví dụ hay gặp. Phương pháp mềm hơn như ESI hoặc CI thường cho thấy phân tử nguyên vẹn.
Vì sao pic cao nhất trong cụm không phải là ion đơn đồng vị?
Mỗi carbon có khoảng 1,1% khả năng là 13C. Với phân tử lớn như peptide, các ion chứa một hay nhiều nguyên tử 13C có thể nhiều hơn ion toàn 12C. Máy tính hiển thị cả m/z chính xác lẫn m/z phổ biến nhất.
Vì sao công cụ báo sai số ppm không có ý nghĩa?
File của bạn có khối lượng ở độ phân giải đơn vị, như phổ EI điển hình từ máy tứ cực. Các giá trị m/z là số nguyên hoặc gần như vậy, nên sai số ppm không cho biết điều gì. Hãy dùng dữ liệu độ phân giải cao để kiểm tra ppm.