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源内CID在药物分析中的应用

液质联用(LCMS)

  • 引言

    气体从大气压离子源到质量分析器是一个从高压到低压的扩散过程,气体和离子通过膨胀向真空扩散,气体密度迅速下降,离子在低密度区为电场所加速,簇合物与随机运动的背景气碰撞而被“加热”,可导致氢键的断裂,这就是用碰撞诱导解离去簇合的方法,如果动能继续增加,就会产生碎片离子。对此现象有着各式各样的称谓:源内CID、前端CID、喷嘴CID”, 源内CID的过程与三重四级杆MS/MS十分相似,后者通常是使用一个相对较低碰撞能量来产生碎片,观察到的碎片离子依赖于碰撞能量大小,源内CID得到的碎片同样依赖于接口电压大小,可以根据源内CID产生的碎片推测化合物的碎裂机理,进一步确认化合物的结构,但是也因为源内裂解使我们往往无法判断是否有与主峰共流出的化合物。本文通过一些方法的验证,证实了源内CID的发生,排除了主峰共流出化合物的可能性,并通过对源内CID的碎片离子做二级质谱,对化合物进行了类似于多级质谱的裂解机理推测。

    1. 实验部分

    1.1主要试剂

    色谱纯甲醇、色谱纯乙腈(Merk),超纯水(哇哈哈),钾酸铵、甲酸SigmaHPLC级)。

    1.2实验仪器

    Agilent 快速液相HPLC 1200 电喷雾-四级杆飞行时间质谱 ESI-QTOF 6520。

    2.结果与讨论

    例1:6.38min与8.08min是两个异构体,发现他们的质谱图都有两个367和407的质谱峰。两者的碎片峰相同,推测应为API在离子源内发生了脱水。


    图1 同分异构体质谱图

    图2 分子特征提取结果


    图3 例1源内CID机理推测

    例2:主峰中有407,461两个质谱峰,推测应为API脱甲氧基六圆环重排成七元环




    图3 例2质谱图

    图4 分子特征提取结果


    图5 例2源内CID机理推测
    例3:ESI负离子模式下,该化合物显示271,315两个质谱峰


    图6 负离子下质谱图
    将离子源换为正离子模式,显示317(339,361为加钠峰)和316的质谱峰

    图7 正离子下质谱图

    图8 正离子,负离子下源内CID机理

    例4



    该主峰下的质谱峰比较多

    图9 例4源内CID质谱图

    为了搞清他们之间的关系,对他们分别做二级

    图10 二级质谱图
    将二级质谱数据列表


    通过对上述二级MS数据分析,得出该化合物二级碎裂的变化关系

    图11 例4裂解机理

    例5 本例通过对源内CID产生的碎片进行二级MS,推测该API的裂解机理。
    首先调节Fragmentor电压,发现在240V时碎片峰较多,碎片又不是很杂,故选择240V。


    图12 Fragmentor电压的选择
    通过对比源内CID和二级MS的质谱图可以看出,源内CID与CID的主要特征碎片相同,但是因为少了过滤功能,所以源内CID有524.1864的[M+Na]+峰。



    图13 源内CID和CID质谱图

    通过以上裂解质谱结果,可以得到如下裂解机理



    图14 二级裂解机理

    进一步,我们对源内CID中的碎片进行二级MS


    图15 472.1948二级质谱图


    图16 442.1843二级质谱图



    通过对所有源内CID的碎片进行了二级裂解,得出了以下裂解机理。





    结论
    源内CID一方面可以提供给我们化合物碎裂途径的信息,但是另一方面,由于基质的干扰,碎片离子往往不像二级MS那样有较强的归属性,此时我们可以通过降低fragementor电压、选择合适的正负离子模式等方式降低或者消除源内CID,以达到消除干扰的目的。 但是源内CID并不是毫无用处的,利用源内CID形成的碎片,可以达到类似于多级质谱的功能,推测出MSn的裂解机理。
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  • 小猪飞飞

    第1楼2011/12/12

    楼主可以顺便参加原创大赛了

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  • 阿怪

    第2楼2011/12/12

    我已经提交申请了,要三天时间~

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  • peterhello

    第3楼2011/12/13

    很合理的推测,但是有没有做过验证呢,比如降低离子传输部分的电压,源内CID是会否会减弱或者消失

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  • 阿怪

    第4楼2011/12/13

    做过,除了例3例外,都可以降低裂解,但是无法彻底消除。例3尝试了一系列方法,都不能降低裂解。

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  • happy爱米粒

    第5楼2011/12/13

    呵呵,有图有真相,学习了,虽然了解,还没这么做过

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  • peterhello

    第6楼2011/12/13

    脱羧的确非常常见

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  • yzulcl

    第7楼2011/12/13

    应助达人

    对于例3,我有一个想法。
    楼主认为ESI+谱图里面的317、339、361分别是M+H、M+Na、M+CO2+H。
    对前面两个我认同,可是我觉得361更有可能是M-H+2Na。

    很明显楼主用的是高分辨质谱,而高分辨是可以分辨谱图中的361到底是M+CO2+H还是M-H+2Na的,当然还可以对361做二级质谱来区分。

    希望楼主能够不吝赐教。小生先谢谢了。

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  • 阿怪

    第8楼2011/12/13

    加2Na那就是带两个电荷了,所以不会的啦,而且好像加两个Na确实也不太常见。

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  • symmacros

    第9楼2012/01/07

    应助达人

    推测碎解机理有时候很难,学习了。

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  • netsking

    第10楼2012/01/08

    谢谢分享,十分感谢。已加入收藏

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