質譜解析遇難題對策

  質譜分析具有靈敏度高，樣品用量少，分析速度快，分離和鑒定同時進行等優點，廣泛應用于化學，化工，環境，能源，醫藥，運動醫學，刑事科學技術，生命科學，材料科學等各個領域。

　　但質譜圖解析始終是一大難題，小編無意中從萬能的網絡上挖出某質譜解析大師的解譜絕學，如獲至寶，據說，只要掌握這一點，就掌握了質譜解析的80%以上，其他20%就靠自己回去偷著演練了，這是不相當于武功里面的“葵花寶典”!質譜同學們來試試管不管用?

　　多級質譜解析為何難?

　　首先我們要明白為什么質譜，尤其是多級質譜的解析很難，甚至比核磁還難?!這是因為其提供的信息非常有限，NMR可以提供原子層次的信息，而質譜只能提供到基團(多個原子構成的特定組成)層次。這些有限的信息，少到從理論上就不可能推測出一個唯一的結構!是啊，確實如此，就像我們遇到了無解的方程，難道還有比這更難的嗎?舉了例子，對絕大多少小分子化合物來說，一套NMR圖譜(1H, 13C, HMQC, HMBC)，有經驗的人就可以推測出其結構;而拿來一套小分子的多級質譜，即便有10級的數據，如果解析的人不知道其他背景知識的話，比如樣品是天然產物，還是合成的，若是天然產物，來自什么植物或藥材，有沒有紫外吸收等等，絕大多數情況沒有人可以確切的推出化合物的結構。

　　看到這里，是不是感覺很失望!既然這么難，為什么非要用質譜分析呢?用NMR不就得啦!不然，質譜的優勢在于其靈敏度高，同時在其與LC聯用以后，就成為一種強大的混合物分子工具(LC-MS)，這是NMR不可比擬的。LC-MS成熟以前，若要研究清楚一味藥材中有哪些成份，不花幾年功夫，基本沒戲，一般一個植化的碩士或博士研究清楚一個藥材就可以畢業了!但有了LC-MS，這個過程可能只需要幾個月，甚至幾周就可以獲得以前需要幾年才能獲得的信息!因此，質譜是其他技術暫時無法替代的!

　　建立裂解規律

　　雖然普遍意義上的質譜數據沒有唯一解，但只要限定研究的范圍和條件，那還是有解可循的。就如化合物的濃度與其UV響應的關系我們是沒法知道的，可在一個很窄的范圍內，就能用直線來近似他們的關系!那么如何限定質譜研究的范圍呢?首先我有幾項假設，所有的質譜推理都建立在它們之上：

　　假設1：結構相似的化合物具有相同或相似的裂解規律;

　　假設2：化合物的裂解行為的外因是質譜構造和碰撞能量，內因是分子結構特性，外因決定幾率，內因決定終點;

　　假設1首先肯定了在某些情況下，即結構相似，質譜的裂解數據是有規律可循的!結構相似，可以指有相同的官能團，或者在天然產物分類上屬于一類，比如都屬于黃酮、甾體、萜等。這個相似性越接近，那么它們具有相同的裂解形式的可能越大，同屬于查爾酮的化合物間的行為就比其他黃酮更接近。

　　假設2更進一指明了化合物的結構與質譜的關系，主要用來解決“為什么不同質譜儀器獲得的質譜數據有很大差別”(NMR不應該有這種情況)的問題，可以肯定一點，不同儀器獲得的數據是有規律可循的，這一點也為我們建立不同質譜儀器數據的智能解析程序鑒定了基礎(我們正在開發的一種秘密武器)!“外因決定幾率”指碎片離子在質譜圖上的豐度高低，“內因決定終點”是指可能存在哪些類型的碎片離子。

　　通過前面兩個假設，知道了質譜的規律性在一個很小的范圍內是可以成立的，那最關鍵的就是建立這一小類化合物的裂解規律，而如何建立裂解規律呢?要先從分析已知化合物的多級質譜入手。可是我們還不知道它們的裂解規律啊，怎么分析這些質譜數據呢?

　　我想這就是大多數人遇到的第一個難題了，獲得了質譜數據，即便是已知化合物的，也不知道那些棒棒們代表什么!在這里，我假定大家已經知道了最基本的質譜知識，比如full scan, MS/MS, 準分子離子，碎片離子，豐度等。

　　直接進入傳說中最神秘的“一三斷裂”，可以說“一三斷裂”是CID(碰撞誘導解析)質譜中最常見的裂解形式，與以往70eV的EI-MS非常不相同。EI-MS中的能量太高了，一般小分子的大部分結構單元都受不起這么高的能量，碎的面目全非;而ESI-MS中的CID溫和很多，并且碰撞的能量還不是一氣就全招呼上，慢慢來，一點一點的把化合物結構中不穩定的部位給敲掉。正是因為能量不高，化合物結構中不同基團的特異性差異才得以最大化的體現，也讓分子有機會擺好“一三”的pose后，才被打掉!說的專業一點，“一三斷裂”是一種能壘較低的裂解反應!大家熟知的麥式重排僅是“一三斷裂”的一個特列而已，據我所知，現有的小分子內的重排裂解都可歸到“一三斷裂”中!

　　“一三斷裂”是CID(碰撞誘導解析)質譜中最常見的裂解形式。