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efficiency-efficiency怎么讀

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efficiency-efficiency怎么讀
(圖片來源網(wǎng)絡(luò),侵刪)

LCMS是常用的監(jiān)測手段,下面對其一些基礎(chǔ)知識進(jìn)行介紹,內(nèi)容整理自網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者所有。 質(zhì)譜分析是先將物質(zhì)離子化,按離子的質(zhì)荷比分離,然后測量各種離子譜峰的強(qiáng)度而實現(xiàn)分析目的的一種分析方法。

質(zhì)譜分析原理

分子在真空中被電子轟擊,形成離子,通過電磁場按不同m/e分離;質(zhì)譜圖的表示方法:以棒圖形式表示離子的相對峰度隨m/e的變化;提供的信息:分子離子及碎片離子的質(zhì)量數(shù)及其相對峰度,提供分子量,元素組成及結(jié)構(gòu)的信息,可以用于測定相對分子質(zhì)量、化合物分子式及結(jié)構(gòu)式。質(zhì)譜樣品:適合分析相對分子質(zhì)量為50~2000的液體、固體有機(jī)化合物樣品,試樣應(yīng)盡可能為純凈的單一組分。

以下是FT-ICR質(zhì)譜儀工作過程:

離子產(chǎn)生

離子收集

離子傳輸

FT-ICR質(zhì)譜的分析器是一個具有均勻(超導(dǎo))磁場的空腔,離子在垂直于磁場的圓形軌道上作回旋運動,回旋頻率僅與磁場強(qiáng)度和離子的質(zhì)荷比有關(guān),因此可以分離不同質(zhì)荷比的離子,并得到質(zhì)荷比相關(guān)的圖譜。

離子回旋運動

傅立葉變換

相關(guān)概念

離子豐度(Abundance of ions):檢測器檢測到離子信號強(qiáng)度。

相對離子豐度(Relative abundance of ions):以質(zhì)譜圖中指定質(zhì)荷比范圍內(nèi)最強(qiáng)峰(基峰)的強(qiáng)度為100%。其它離子峰對其歸一化所得到的強(qiáng)度。標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖均以離子相對豐度值為縱坐標(biāo)。離子的豐度與物質(zhì)的含量相關(guān),因此是質(zhì)譜定量的基礎(chǔ)。

EI:電子轟擊源質(zhì)譜,常用于GC-MS系統(tǒng)。

API:大氣壓電離源質(zhì)譜,常用于LC-MS系統(tǒng)。

MALDI:基質(zhì)輔助激光解吸電離源質(zhì)譜,常用于生物大分子分析。

HPLC:高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography \ HPLC)又稱“高壓液相色譜”、“高速液相色譜”、“高分離度液相色譜”、“近代柱色譜”等。高效液相色譜是色譜法的一個重要分支,以液體為流動相,采用高壓輸液系統(tǒng),將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱,在柱內(nèi)各成分被分離后,進(jìn)入檢測器進(jìn)行檢測,從而實現(xiàn)對試樣的分析。

UPLC:超高效液相色譜(Ultra Performance Liquid Chromatography,UPLC)色譜理論認(rèn)為提高色譜柱的效能(efficiency)就能增加儀器的解析度(resolution),而運用粒徑低于2μm的小顆粒無疑是增加效能的好方法。但減小固定相的粒度以增加色譜柱效能一直是色譜儀器科學(xué)的瓶頸,因為小顆粒不僅要求系統(tǒng)能承受高于目前極限壓力(比如6000psi/400bar),需要更小的系統(tǒng)體積(死體積),并且需要能適應(yīng)可能只有幾秒峰寬的高速檢測器。

ESI:Electron Spray Ionization的縮寫,意思是電噴霧離子源,是質(zhì)譜儀中較為常用的一種離子化方式。電噴霧離子源屬于一種軟電離源,能使大質(zhì)量的有機(jī)分子生成帶多電荷的離子。

APCI:Atmospheric Pressure Chemical Ionization的縮寫,大氣壓化學(xué)電離源 APCI是20世紀(jì)90年代后使用的液相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用的接口技術(shù)之一。溶液在氣流作用下形成氣溶膠,蒸發(fā),電暈放電使溶劑電離,電子轉(zhuǎn)移或電子捕獲,使樣品帶電。

Mass Spectrum (MS) 相關(guān)知識

離子在電場中加速,在磁場中偏轉(zhuǎn)。正離子源適用于堿性化合物: 含氮化合物更容易粘附氫正離子,在正離子源中容易出分子離子峰。負(fù)離子源適合酸性化合物: 酸性化合物更容易轟擊掉氫正離子,如酸,酚類化合物。

一、 加減分子量峰

常用的MS或者LCMS檢測為ESI電離源,當(dāng)一種化合物不出MS或者M(jìn)S異常的還可以作ACPI電離源檢測,可能會得到相應(yīng)的結(jié)果。

加分子量峰: M+1(H+); M+23(加Na+); 2M+23(兩分子共用一個鈉離子)。

減分子量峰: M-56(脫叔丁基)和M-100(脫Boc),非常常見; M-16(脫NH3)和M-17(脫水)以及(M+2)/2(在電場里面粘附上2個正離子), 含烯丙基或芐基的雜原子化合物,很容易出烯丙基或芐基的正離子碎片峰,比較常見。

常見的離子片段

正模式

原因

M+14

在LCMS中羧酸與甲醇成酯,或其他多一個碳的情況

M+18

加NH4

M+19

水合

M+23

加鈉離子

M+33

加甲醇

M+39

加鉀離子

M+42

加乙腈

M+64

加乙腈加鈉離子

2M+1

二聚+氫離子,倍峰

2M+23

二聚+鈉離子

一系列相差42的峰

可能為石蠟油污染

一系列相差44的峰

可能為聚乙二醇污染

M-16

脫掉NH3

M-17

脫水

M-44

羧酸和含Cbz的分子常見,重排后脫CO2

M-56

含Boc的分子常見,脫叔丁基

M-100

含Boc的分子常見,脫Boc

(M+2)/2

分子絡(luò)合兩個氫離子,半峰

負(fù)模式

原因

M-1

[M-H]-

M+X

[M+X]-, X=溶劑或緩沖溶液的陰離子

M+S-1

[M+S-H]-, S=溶劑

詳細(xì)內(nèi)容點擊 ---》有機(jī)合成路線:LCMS常出現(xiàn)的干擾離子峰總結(jié)

二、同位素峰

特別注意精確分子量和摩爾分子量的區(qū)別: 質(zhì)譜分子量都是用同位素質(zhì)量計算得到的。 Chemdraw里精確分子量是高分辨的最高強(qiáng)度峰,是用組成該分子的所有原子在天然界中豐度最高的同位素的質(zhì)量加和得到的,對有多個同位素的原子,同一個分子碎片就有可能出現(xiàn)多個質(zhì)譜峰。比如下圖中的例子:氯原子有原子量為34.97和36.97兩個同位素, 而且天然豐度都是接近3;1, 其質(zhì)譜圖中就會出現(xiàn)155.05和157.05兩個分子離子峰, 且強(qiáng)度比接近3:1。自然界中的元素都是各個同位素的混合,因此摩爾分子量是按自然界中同位素的比例平均得到的。平時測MS時,可以直接通過 Chemdraw(手機(jī)APP--Kingdraw也挺好用)計算出質(zhì)譜的分子離子峰。

同位素峰的一個常見應(yīng)用就是可以直接判斷所測的化合物是否含有Cl或Br等具有明顯同位素的原子。常見氯和溴同位素的表現(xiàn): 一個氯峰高比M+2/M=1/3; 一個溴為峰高比M+2/M=1/1), 同時含有多個同位素的表現(xiàn)可以用Chemdraw精確模擬。

另外一些特殊情況下可以通過同位素峰判斷是否反應(yīng)完全,如下圖所示:A經(jīng)過偶聯(lián)生成B,利用LCMS監(jiān)測反應(yīng),如不仔細(xì)看同位素峰,就會誤判原料沒有反應(yīng)。正模式下, 原料A[M+H]: 268, 270; 產(chǎn)物B只有[M+H]: 270。

HPLC相關(guān)注意事項

基本原理: 實驗室常過的硅膠柱和TLC都是是正相柱,常見的HPLC是反相柱兩者在出峰時間上大體相反,即極性大的化合物先出峰,極性小的后出峰。但也不是所有情況都相反,例如有些在TLC板上極性小的化合物卻含有水溶性好的基團(tuán),出峰位置很可能會提前。

HPLC的應(yīng)用: 測定反應(yīng)液中各個組分含量,測定化合物純度,監(jiān)控反應(yīng)是否完全。參照出峰時間和出峰面積來判斷原料轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物生成量。

流動相方法:0-60,5-95,10-80,30-90等等,可以讓分析人員設(shè)置: 。0-60,5-95,10-80,30-90這些數(shù)字都是指乙腈的含量,乙腈含量越大,流動相極性越小,出峰越靠前,常用的是10-80的方法,根據(jù)10-80方法的出峰時間換用不同的方法。有機(jī)流動相也可以用甲醇,水相,正模式通常用0.05%的三氟乙酸水溶液, 負(fù)模式常用 0.02%或乙酸銨鹽水溶液。

特殊HPLC: 堿性柱和中性柱在酸性柱下不能分開的情況下使用 ELSD在紫外顯色弱或者沒有的情況,氣相柱適用于沸點低于300攝氏度的化合物。

使用注意: 峰高在1000-3000mAU之間,出峰時間在整個時間的1/4到3/4,峰寬小于0.5分鐘,顯示的純度是可信度比較大。

查看LCMS步驟:1)、先看MS部分,看有沒有所要離子峰,并且要看清楚峰是否有所需化合物MS信號,判斷該峰是否掩蓋周圍的峰。2)、再看HPLC部分,看含量有多少,并且要看清楚該化合物是否有強(qiáng)的HPLC信號,是否掩蓋周圍的峰; 3)、兩者結(jié)合起來看,判斷兩個峰是否對應(yīng),推測反應(yīng)進(jìn)行的程度和反應(yīng)產(chǎn)生的雜質(zhì)。

注意事項:

1、 LCMS的注意要點:LCMS是HPLC和MS的結(jié)合,HPLC和MS的出峰時間是有差異的,由于反應(yīng)液是先通過HPLC分別走出各個峰,然后分別進(jìn)入MS系統(tǒng),因此MS的出峰時間比HPLC的出峰時間稍微滯后(具體滯后時間和具體機(jī)器有關(guān)),特別是反應(yīng)液比較復(fù)雜的情況下一定要注意,不要將MS的峰對應(yīng)了錯誤的HPLC峰,導(dǎo)致反應(yīng)判斷錯誤。另外不能只靠LCMS檢測反應(yīng),特別是不點TLC,直接做LCMS。應(yīng)該結(jié)合其他手段來確定化合物(特別是NMR).

2、 正 負(fù)離子源分別適合什么分子: 正離子源適用于堿性化合物,如含氮化合物更容易粘附氫正離子,在正離子源中容易出分子離子峰。負(fù)離子源適合酸性化合物,酸性化合物更容易被轟擊掉氫正離子,如酸,酚類化合物。所以要根據(jù)需要監(jiān)測的化合物的性質(zhì)來決定使用哪種離子源。

3、MS僅為輔助檢測手段,只可進(jìn)行粗略判斷反應(yīng)液中是否有該化合物,絕對不能從MS出峰強(qiáng)度來判斷反應(yīng)液中樣品的含量。如果兩個結(jié)構(gòu)非常類似的化合物,HPLC出峰位置相同時,并且具有相同的官能團(tuán)的話,可以通過MS出峰強(qiáng)度粗略判斷含量,可以考慮通過點板或HNMR確認(rèn)比例。

4、 0-60,5-95,10-80,30-90這些方法是指什么意思:0-60,5-95,10-80,30-90這些數(shù)字都是指乙腈的含量,乙腈含量越大,流動相極性越小,出峰越靠前,常用的是10-80的方法,根據(jù)10-80方法的出峰時間換用不同的方法。

6. 其他注意事項:一、甲苯等在LCMS上有吸收峰的試劑作為溶劑的反應(yīng),在送LCMS監(jiān)測前一定要先除掉,不然會影響對反應(yīng)的判斷,特別是溶劑峰剛好和產(chǎn)物或原料峰出在一個位置時。二、當(dāng)點板和LCMS有很大出入時,LCMS要換其他方法重新監(jiān)測,切換正負(fù)模式或梯度,防止峰的重疊。三、一般監(jiān)測前,測樣要濾膜過濾,所以要確保所測樣品要完全溶解。

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