MolDraw › Công cụ hóa học › Máy tính mẫu đồng vị

Máy tính mẫu đồng vị (phổ khối lượng)

Tóm tắt: Máy tính mẫu đồng vị cho phổ khối lượng: nhập công thức phân tử hoặc SMILES và loại ion để nhận mọi pic đồng vị với m/z và cường độ tương đối, khối lượng đơn đồng vị, trung bình và danh nghĩa, đồ thị centroid hoặc profile, quy tắc kinh nghiệm M+1 và M+2, và so sánh với các pic đo được. Miễn phí, chạy trên trình duyệt web và không cần tải xuống.

Mẫu đồng vị được tính chính xác từ độ phong phú đồng vị tự nhiên của mọi nguyên tố, gồm Cl, Br, S, Si và các kim loại như Fe, Cu, Zn, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, Ag và Hg. Điện tích và adduct có tính khối lượng electron.

Trả lời nhanh: CH₂Cl₂ cho M : M+2 : M+4 = 100 : 64 : 10 tại m/z 84, 86 và 88, từ (0.7576 + 0.2424)². Bromobenzene cho M : M+2 ≈ 1 : 0,97. Caffeine C₈H₁₀N₄O₂ có khối lượng đơn đồng vị 194,0804 và [M+H]⁺ tại m/z 195,0877.

Loại đầu vào Loại ion

Công thức hoặc SMILES

Hiển thị Năng suất phân giải (m/Δm)

Ẩn pic thấp hơn (% của pic lớn nhất)

Ví dụ

So sánh với phổ đo được

Các pic đo được (m/z và cường độ, mỗi dòng một pic)

Sai số khớp (Da)

Danh sách pic

Cách dùng máy tính mẫu đồng vị

Nhập Công thức phân tử như C6H5Br, Pt(NH3)2Cl2 hoặc CuSO4·5H2O, hoặc chuyển Loại đầu vào sang SMILES. Viết hoa đúng (Cl, không phải CL).
Chọn Loại ion: M+• cho ion hóa electron, [M+H]⁺ hoặc [M+Na]⁺ cho electrospray dương, [M−H]⁻ cho chế độ âm. Với phức mang điện như [Pt(NH3)4]2+, chọn Ion như đã viết.
Đọc khối lượng đơn đồng vị, trung bình và danh nghĩa, rồi xem danh sách pic với m/z, cường độ tương đối và % của M.
Chọn Profile và Năng suất phân giải để xem các pic nhập lại hay tách ra trên thiết bị của bạn.
Mở So sánh với phổ đo được và dán các pic của bạn để kiểm tra độ khớp. Lưu bằng Tải SVG, Tải PNG hoặc Tải CSV.

Cách tính mẫu đồng vị

Hầu hết nguyên tố có nhiều hơn một đồng vị bền. Carbon gồm 98,93% ¹²C và 1,07% ¹³C; chlorine gồm 75,76% ³⁵Cl và 24,24% ³⁷Cl. Vì vậy một phân tử xuất hiện trong phổ khối dưới dạng một cụm pic: mẫu đồng vị.

Với một nguyên tố có độ phong phú đồng vị a và b, n nguyên tử cho các số hạng của (a + b)ⁿ. Với cả công thức, mẫu của mọi nguyên tố được nhân với nhau. Đây là phép tích chập đa thức. Máy tính thực hiện chính xác, với mọi đồng vị của mọi nguyên tố, và chỉ bỏ các số hạng nhỏ hơn 10⁻¹² của pic lớn nhất.

Cl₂: (0.7576 + 0.2424)² = 0.574 (M) + 0.367 (M+2) + 0.059 (M+4) → 100 : 64 : 10

Ba khối lượng khác nhau

Khối lượng đơn đồng vị: dùng đồng vị phổ biến nhất của mỗi nguyên tố (¹²C, ¹H, ¹⁴N, ¹⁶O, ³⁵Cl, ⁷⁹Br, ⁵⁶Fe, ¹⁹⁵Pt). Caffeine C₈H₁₀N₄O₂ = 194,0804.
Khối lượng trung bình: dùng nguyên tử khối chuẩn, như khối lượng mol. Caffeine = 194,19 g/mol.
Khối lượng danh nghĩa: khối lượng nguyên tính từ các đồng vị phổ biến nhất. Caffeine = 194.

Với ion, khối lượng của các electron bị tách ra hoặc thêm vào (mỗi electron 0,000549 Da) được tính đến, và m/z là khối lượng chia cho |z|. Phổ profile vẽ mỗi pic đồng vị với độ rộng FWHM = m/R, trong đó R là năng suất phân giải.

Quy tắc kinh nghiệm cho M+1 và M+2

Đồng vị	Ảnh hưởng	Quy tắc nhanh
¹³C (1,07%)	M+1	khoảng 1,1% của M cho mỗi nguyên tử carbon: C₁₀ cho M+1 ≈ 11%
¹⁵N (0,36%)	M+1	khoảng 0,37% cho mỗi nitrogen
¹⁸O (0,20%)	M+2	khoảng 0,2% cho mỗi oxygen
³⁴S (4,25%)	M+2	khoảng 4,4% cho mỗi sulfur
²⁹Si, ³⁰Si	M+1, M+2	khoảng 5,1% và 3,4% cho mỗi silicon
³⁷Cl (24,24%)	M+2	M : M+2 ≈ 3 : 1 với một Cl
⁸¹Br (49,31%)	M+2	M : M+2 ≈ 1 : 1 với một Br

Cụm chlorine và bromine

Halogen	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

Ví dụ có lời giải

CH₂Cl₂ (hai chlorine)

Ion tại m/z 84, 86 và 88 từ ³⁵Cl₂, ³⁵Cl³⁷Cl và ³⁷Cl₂.

0.7576² : 2 × 0.7576 × 0.2424 : 0.2424²

M : M+2 : M+4 = 100 : 64 : 10

Bromobenzene C₆H₅Br

⁷⁹Br và ⁸¹Br gần bằng nhau: 50,69% và 49,31%.

M (m/z 156) và M+2 (m/z 158) cũng có phần đóng góp của ¹³C.

M : M+2 = 100 : 97,5, M+1 = 6,5%

CHBr₃ (bromoform)

Ba nguyên tử Br cho mẫu (1 + 1)³.

Pic tại m/z 250, 252, 254 và 256.

34 : 100 : 97 : 32 (gần 1 : 3 : 3 : 1)

C₆₀ (buckminsterfullerene)

60 carbon: M+1 ≈ 60 × 1,08% của M.

Khối lượng đơn đồng vị đúng bằng 720,0000 (¹²C định nghĩa đơn vị khối lượng).

M : M+1 : M+2 = 100 : 65 : 21

Caffeine trong ESI dương

C₈H₁₀N₄O₂ + H⁺ = C₈H₁₁N₄O₂⁺.

194.0804 + 1.00728 (proton) = 195.0877.

[M+H]⁺ m/z 195,0877, M+1 = 10,3%

Vancomycin [M+H]⁺

C₆₆H₇₅Cl₂N₉O₂₄: 66 carbon và 2 chlorine.

¹³C làm M+1 ≈ 77%, và hai Cl làm M+2 cao gần bằng M.

m/z 1448,4375; M : M+1 : M+2 = 100 : 77 : 98

Cisplatin Pt(NH₃)₂Cl₂

Platinum có ¹⁹⁴Pt 32,9%, ¹⁹⁵Pt 33,8%, ¹⁹⁶Pt 25,2% và ¹⁹⁸Pt 7,4%, trộn với mẫu Cl₂.

Cụm rộng từ m/z 296 đến 306, cao nhất tại 300

Lỗi thường gặp

Nhầm khối lượng đơn đồng vị với khối lượng trung bình. MS phân giải cao đo m/z đơn đồng vị; khối lượng mol dùng nguyên tử khối trung bình.
Nghĩ rằng pic đơn đồng vị luôn cao nhất. Trên khoảng 90 carbon, hoặc khi có Br, Pt, Sn hay Hg, pic mạnh nhất thường là M+1, M+2 hoặc cao hơn.
Quên adduct. Trong electrospray hiếm khi thấy chính M: hãy tìm [M+H]⁺ (+1,00728), [M+Na]⁺ (+22,98922) hoặc [M−H]⁻.
Chỉ coi M+2 là do hai nguyên tử ¹³C. M+2 cao (trên 30% của M) cho thấy có Cl, Br hoặc S chứ không phải carbon.
Bỏ qua trạng thái điện tích. Với ion 2+, các pic đồng vị cách nhau 0,5 m/z, không phải 1.
Viết hoa sai. CO là carbon monoxide; Co là cobalt. Viết Cl, Br và Si với chữ thứ hai viết thường.

Cần cấu trúc ứng với công thức? Vẽ phân tử trong MolDraw, trình soạn thảo cấu trúc hóa học online miễn phí, rồi sao chép công thức hoặc SMILES vào máy tính.

Mở trình soạn thảo MolDraw

Câu hỏi thường gặp

Pic M+2 là gì và do đâu mà có?

Pic M+2 cao hơn ion đơn đồng vị 2 đơn vị khối lượng. Pic M+2 lớn đến từ ³⁷Cl (khoảng một phần ba M cho mỗi Cl), ⁸¹Br (xấp xỉ bằng M cho mỗi Br) và ³⁴S (khoảng 4,4% cho mỗi S). Pic M+2 nhỏ đến từ hai nguyên tử ¹³C hoặc ¹⁸O.

Vì sao CH₂Cl₂ cho các pic theo tỉ lệ 100 : 64 : 10?

Mỗi chlorine là ³⁵Cl (75,76%) hoặc ³⁷Cl (24,24%). Với hai chlorine, tỉ lệ là 0.7576² : 2 × 0.7576 × 0.2424 : 0.2424², tức 100 : 64 : 10 cho M, M+2 và M+4.

Làm sao ước tính số carbon từ pic M+1?

Chia cường độ M+1 (tính theo % của M) cho 1,1. M+1 bằng 11% gợi ý khoảng 10 carbon. Nitrogen thêm khoảng 0,37% mỗi nguyên tử, nên ước tính chỉ gần đúng với phân tử giàu N.

Khối lượng đơn đồng vị và khối lượng trung bình khác nhau thế nào?

Khối lượng đơn đồng vị dùng đồng vị phổ biến nhất của mỗi nguyên tố và là giá trị MS phân giải cao đo được. Khối lượng trung bình dùng nguyên tử khối chuẩn và được dùng cho khối lượng mol. Với caffeine, hai giá trị là 194,0804 và 194,19.

Vì sao pic đơn đồng vị không cao nhất với phân tử lớn?

Mỗi carbon có 1,07% khả năng là ¹³C. Với khoảng 90 carbon trở lên, xác suất phân tử chứa ít nhất một ¹³C vượt xác suất không chứa nguyên tử nào, nên M+1 trở thành pic cao nhất.

Độ phân giải thay đổi mẫu đồng vị thế nào?

Ở năng suất phân giải thấp, các pic cùng khối lượng danh nghĩa nhập thành một. Ở năng suất phân giải cao (trên khoảng 50 000 gần m/z 500), cấu trúc tinh xuất hiện, ví dụ pic ¹³C₂ và ³⁴S ở M+2 tách nhau khoảng 0,011 Da.

Máy tính dùng độ phong phú đồng vị nào?

Công cụ dùng độ phong phú đồng vị đại diện và khối lượng nguyên tử theo IUPAC cho mọi đồng vị bền của từng nguyên tố, kể cả các kim loại Fe, Cu, Zn, Se, Sn, Pt, Ru, Pd, Ag và Hg.

Công cụ hóa học liên quan

Cập nhật lần cuối: ngày 19 tháng 10 năm 2026