医药学论文：有机质谱新技术在现代科研中的应用

　核心提示：在过去30多年的时间里，质谱技术的发展使其成为科学研究的重要工具。80年代以来，有机质谱技术不断获得突破性进展，相继出现了EI、CI、FAB、MALDI-TOF MS、API等有机质谱新技术，从而使有机质谱被广泛应用于药学、生命科学及其它领域。 　　1 电子轰击电离(EI)　　它是目前有机质谱常用的在过去30多年的时间里，质谱技术的发展使其成为科学研究的重要工具。80年代以来，有机质谱技术不断获得突破性进展，相继出现了EI、CI、FAB、MALDI-TOF MS、API等有机质谱新技术，从而使有机质谱被广泛应用于药学、生命科学及其它领域。

　　1 电子轰击电离(EI)

　　它是目前有机质谱常用的电离方式，其电离原理是：M+e->M+。+2e M为样品分子，M+。为分子离子。其优点是灵敏度高，稳定性好，又有较丰富的标准谱库，但EI源使用的电子能量较大，国际质谱界统一规定："70eV的电子能量轰击下得到的质谱图，作为标准有机化合物的质谱图。"但其剩余能量容易使分子离子进一步碎裂，许多不大稳定和分子量较大的化合物得不到分子离子峰，或分子离子峰微弱。因此，我们将这种经高能量电子轰击从而获得分子离子的方式称为"硬"电离。它只适用于易挥发，对热稳定的样品，而其它热不稳定或难挥发化合物的应用受到限制，这也预示着将有一种新的"软"电离方式即将出现。

　　应用举例：

　　质谱条件：EI电离方式;电子能量70eV;离子源温度：180℃;离子流：200 Al扫描质量范围m/z 50～500。质谱数据库：NIST M ass Data Base(1994)。

　　厚朴酚(图1)与和厚朴酚(图2)的质谱中，其分子离子峰m/z 266 都为基峰。碎片峰 m/z 237、184、165、91、77都相一致。厚朴酚的特征碎片峰m/z 247表明了联苯酚结构单元中两个与羟基相连的苯环由相邻近的对称位(2，2 位)相连接。这样的分子结构有利于形成厚朴酚中碎片峰m /z 247的大7c共轭体系。而和厚朴酚却没有出现质谱特征峰 m/z 247，说明分子中联苯酚结构单元两个与羟基相连的苯环相连接的不在相邻近的对称位。质谱碎片峰 m/z 247是区别厚朴酚与和厚朴酚化学结构的质谱典型特征。

　　2 化学电离(CI)

　　是由Muson和Field于1966年提出的一种质谱软电离技术，其原理是分子-离子反应。[3-4]在电子轰击电离源内引入大量的反应气，反应气与样品的浓度比约为10000：1。反应气被电子轰击电离，产生反应气分子离子，它进一步与没有被电离的反应气分子反应，生成活性反应离子，这些离子再与样品分子反应，形成质子化分子或去氢离子。

　　在化学电离条件下，常常可以得到丰度很强的准分子离子峰，没有或很少碎片离子，能准确提供相对分子质量信息。有报道2，2-二羟甲基丙二酸二乙酯(DBM)是化工和药物合成中的一个重要中间体，以丙二酸二乙酯经过与甲醛的加成反应，合成了该中间体，并用化学电离质谱技术，探讨了不同电离条件及谱图的变化规律，显示了这种CI谱图在有机化合物结构分子上具有的明显优越性，是一种有应用价值的质谱分析方法。

　　CI谱与EI谱的区别

　　样品的EI谱(图3)与CI谱(图4)中碎片离子峰有明显的区别。图3是DBM的EI谱，谱图几乎找不到分子离子峰，碎片离子基峰是m/z 127，离子的质量数和强度较大的离子是m/z 99、l43、189。CI谱(图4)的离子峰主要是由质子化电荷中心诱导产生，相比之下EI谱碎片离子产生的途径更多，谱图的碎片离子也更多。

　　3 快原子轰击质谱(FAB)

　　是一种发展中的新软电离方法，1981年开始在有机质谱研究中应用，它特别适用于大分子量、难挥发、强极性和热不稳定性有机物的分析，与其他电离方法相比有明显的特点。其工作原理是用具有一定动能的中性原子束(Ar，Xe)或离子束(Cs)去轰击溶于粘稠底物的样品，从而把大量能量传递给样品分子而达到电离。目前，已有近百篇论文发表，涉及最多的是多肽，低聚糖，多聚核苷酸，卟啉，抗生素，有机金属化合物，磺酸型染料等的分析。

　　(1)多肽分析：快原子轰击质谱法应用较为广泛的就是多肽的分析。可以分析出30个氨基酸多肽，如牛胰岛素的B链(分子量3493)，而场解析法最多只能分析到10个氨基酸(分子量约为1200)。

　　(2)生物分子分析：如腺苷三磷酸(ATP)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的钠盐[7-8]，除了能得到准分子离子峰外，还能得到重要的结构信息。

　　(3)糖的分析：能得到相当强的(M+1)+或(M+1+G)+的准分子离子峰。G为甘油。

　　(4)抗生素的分析：青霉素、二性霉素、制菌霉素均可用快原子轰击质谱法进行分析。

　　(5)极性化合物的分析：如磺酸型染料用场解析法只能分析一磺酸和极少数的二磺酸化合物，而用快原子轰击质谱法竟能分析三磺酸化合物，得到的质谱图也易解析。