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实验室分析技术--FAB 源中形成的离子介绍

2022.1.26

1、分子离子与准分子离子 


许多化合物在 FAB 源中能呈现强的准分子离子峰,在正离子 FAB 图中是以 M+H 的形式出现,反映了这些化合物的分子结构中往往含有多羟基或者胺基的特点。面在负离子 FAB 源中糖和有—COOH端基小肽,则呈现 M-H 峰。

尽管 FAB 技术适合于高极性化合物的分析,并不能说在 FAB 谱图中不会出现 M 峰。有的化合物其正离子 FAB 谱图中出现 M 和 M+H 峰的共存,而在它们的负离子 FAB 谱图中,则呈现强的M峰。例如,甘油三酸酯、稀土配位化合物、全甲基或部分甲基化的糖类、含羧基取代基的甾族类等。同样,在 FAB 中能够形成 M+H 峰的那些化合物如低聚肽、糖苷、寡糖等也有形成阳离子化的倾向。在底物中加入 NaCl、KCl、LiCl 等盐类能够明显获得有些糖苷化合物的 M+Na、M+K 或者 M+Li 峰。一些带羧基的抗生素如青霉素、吡硫头孢霉素、海他青霉素、核苷酸等也都具有此性质。阳离子化的方法并不是对于能形成 M+N 峰的化合物都见效,这是其一;其二为碱金属盐的用量在提高阳离子化的效果上也是有一定范围,通常为0.1mol/L的浓度。不过与 FD 的阳离子化相比较,在 FAB 实验中对碱金属的浓度没有像 FD 那样有很大的限制,当然后,在后者的实验中过多的金属盐反而会抑制有机离子的场解吸。


2、碎片离子 


FAB 谱图中,高质量端的碎片离子以少而弱为其特点。由于底物所产生的离子有相当的强度,而且除主要的系列峰外还有经复杂过程形成的中等或低强度的离子,因此在 FAB 谱图的低质量区难以观察样品的碎片离子,除非低质量端的碎片离子强度超过底物所产生的主系列离子。对于生物大分子而言,碎片离子往往是反映它们的序列信息,并且都来自于氢重排的碎裂反应。例如,图中的糖肽,其结构为带支链的天线状的糖接上天冬酰胺残基。在负离子 FAB 谱中的碎片离子 m/z 1347、m/z 1158、m/z 1023均为支链断裂,丢失相应的糖基并经氢重排而得到的碎片峰;在正离子 FAB 中的 m/z 1349、m/z 1176 也经过类似的途径。


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3、双分子离子 


FAB 谱图中也会出现双分子离子,典型的为 L- 肉毒碱的正离子 FAB 谱。m/z 162 为 M+H 峰,m/z 323 为 2M+H 峰,m/z 484 为 3M+H 峰。这种双分子离子在磷霉素缓血酸铵谱图中也有上述的双分子离子乃至三分子的簇离子特征。


4、加合离子  


由于底物的参与,在一些 FAB 谱图中会出现 M+G+H 或者 M+G+Na 峰,此处 M 为样品分子, G 为底物如甘油、单硫代甘油。例如,腺苷5'一三磷酸二钠盐 (MW551) 的 FAB 谱就存在了 m/z 644 (M+92+H) 、m/z 666 (M+92+Na) 的峰;甚至还有 m/z 722 (M+92+H2SO4+H) 的峰;新霉胺硫酸盐除了 m/z 713 (M+H2SO4+H) 外,还有 m/z 811 (M+2H2SO4+H) 的峰,显然多个H2SO4的加合是与分子中多个 NH2 的存在有关。糖肽的全甲基衍生物也具有这样的性质。谱中 M 峰不明显,而 m/z 1820 (M+108) 却相当显著。由于使用的底物为单硫代甘油 (MW108) , 所以存在 M+G 峰。


5、底物的簇离子 


FAB 谱图中摆脱不了底物离子的干扰,这是由于底物的分子质量不大,但它可以形成簇离子。例如,甘油 (MW92) 在正离子的 FAB 谱图中有簇离子 (G) n+H 的离子系列,n=1,2,3……,其中强度大的峰(相对强度大于10%以上)在n=1~4;它还有 (G)n+Na 的离子系列,强度大的峰在 n=1~5;负离子 FAB 则有 (G)n-H的离子系列。底物除了上述的主要离子系列外,还有一些碎裂过程比较复杂的碎片离子,由它们进一步形成加合离子使 FAB 谱图的 m/z 300 以下的低质量区域变得异常杂,因而在谱图解析时要特别谨慎。



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