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質(zhì)譜與核磁共振、紫外光譜和紅外光譜一起被稱為有機(jī)化學(xué)的“四大名譜”，由于質(zhì)譜是唯一能夠確定分子量的分析方法，其在有機(jī)分子結(jié)構(gòu)測(cè)定中扮演了十分重要的角色，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，如藥品研發(fā)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。電噴霧電離源（ESI, Electrospray Ionization），是近年發(fā)展起來(lái)的一種軟電離技術(shù)，由于能量較低，通常能夠保持有機(jī)化合物的完整結(jié)構(gòu)，若結(jié)合二級(jí)質(zhì)譜，往往能夠提供未知化合物的豐富結(jié)構(gòu)信息而被廣泛使用，目前也是藥物雜質(zhì)研究中首選電離方式[1]。然而，質(zhì)譜圖中看得到的僅僅是各離子峰的質(zhì)荷比及相對(duì)豐度，并未自動(dòng)歸屬各離子峰的類型，這往往需要科學(xué)合理的分析后進(jìn)行準(zhǔn)確的歸屬。

ESI源質(zhì)譜通常有正、負(fù)兩種模式，生成質(zhì)子化或去質(zhì)子的準(zhǔn)分子離子(Quasi-molecula ion, [M±A]n±)，即[M+H]+和[M-H]-，同時(shí)還會(huì)生成各種類型的加合離子，如正模式下經(jīng)?？吹絒M+NH4]+、[M+Na]+、[M+K]+、[2M+H]+、[2M+NH4]+等，而負(fù)模式下經(jīng)常能夠看到[M+HCl-H]-、[M+HCOOH-H]-、[M+CH3COOH-H]-、[M+CF3COOH-H]-以及 [2M-H]-等。二聚體或分子中存在多個(gè)可質(zhì)子化位點(diǎn)的化合物，還能看到雙電荷離子或多電荷離子，如[M+2H]2+/2，這些均為偶電子（ Even electron）離子。

在ESI源質(zhì)譜圖中，如何去判斷一個(gè)離子峰的類型直接關(guān)系到未知化合物分子結(jié)構(gòu)解析的準(zhǔn)確性，故離子峰類型歸屬至關(guān)重要。一般情況下，豐度最高的大多數(shù)情況下就是目標(biāo)化合物的準(zhǔn)分子離子，即[M+H]+或[M-H]-，然而并非總是如此。在一張ESI源質(zhì)譜圖中，需要盡可能將所有的離子峰進(jìn)行歸屬，各加合離子峰需要相互佐證、相互指正。在解析ESI源質(zhì)譜時(shí)，首先假設(shè)某個(gè)離子峰為[M+H]+ 或[M-H]-，那么是否能夠找到對(duì)應(yīng)的[M+Na]+、[M+NH4]+、 [M+K]+以及[2M+H]+或[M+HCl-H]-、[M+HCOOH-H]-、[M+CH3COOH-H]-、[M+CF3COOH-H]-等加合離子，是判斷假設(shè)成立的關(guān)鍵。

如上圖所示（圖A），在ESI正離子模式下的質(zhì)譜圖中，主要有兩個(gè)離子峰，即m/z 468.1800和m/z 451.1531，怎么判斷各離子峰的類型，即哪一個(gè)為[M+H]+，而另外一個(gè)是什么類型的加合離子峰，這時(shí)候我們需要從各離子峰質(zhì)荷比的差值入手去加以判斷。我們知道銨根離子精確分子量為18.0338，而氫質(zhì)子的精確分子量為1.0073，兩者精確差值為17.0265。在上圖中，我們可以通過(guò)計(jì)算得到主要兩個(gè)離子峰質(zhì)荷比的差值為17.0269，這與銨根離子與氫質(zhì)子間的差值一致，據(jù)此推測(cè)豐度最高的m/z 468.1800為加銨離子峰，而m/z 451.1531為加氫質(zhì)子離子峰。當(dāng)然，僅僅知道是加銨和加氫離子峰是不夠的，因?yàn)檫€需要判斷是[M+H]+還是[2M+H]+或[M+NH4]+ 還是[2M+ NH4]+。在以上譜圖的右端，發(fā)現(xiàn)了與m/z 451.1531離子相對(duì)應(yīng)的離子m/z 901.2963，即為其[2M+H]+峰，據(jù)此反推并確認(rèn)m/z 451.1531離子即為[M+H]+準(zhǔn)分子離子峰，而并非[2M+H]+，歸屬如下圖所示（圖B）。

大多數(shù)ESI源的質(zhì)譜圖中，能夠觀察到[M+H]+或[M-H]-，但并非總是如此，如下譜圖中（圖C），兩個(gè)主要離子峰的質(zhì)荷比分別為m/z 598.1908和m/z 593.2355，另外還有一個(gè)較大的離子峰為m/z 675.3134，根據(jù)以上提到的方法，先進(jìn)行差值計(jì)算，m/z 598.1908和m/z 593.2355離子質(zhì)荷比的差值為4.9553，這與鈉離子與銨根離子的差值4.9554基本一致，據(jù)此推測(cè)前者為加鈉峰后者為加銨峰。反推該化合物的[M+H]+精確質(zhì)荷比應(yīng)該為m/z 576.2089，值得注意的是譜圖中并為觀察到該化合物的準(zhǔn)分子離子峰。這種情況多見(jiàn)與分子中不含氮原子或不含可質(zhì)子化氮原子且有多個(gè)氧原子或硫原子的化合物。

在EIS負(fù)模式下，準(zhǔn)分子離子峰為[M-H]-，一般不存在加鈉和加銨離子峰（除非有多個(gè)可丟失氫質(zhì)子的基團(tuán)存在），取而代之的是[M-HCl-H]-、[M-HCOOH-H]-、[M-CH3COOH-H]-和[M-CF3COOH-H]-等加合離子峰，各離子峰的歸屬判斷與正離子模式相同，通過(guò)計(jì)數(shù)精確的差值來(lái)確定。如下圖ESI負(fù)模式的譜圖中（圖D），豐度最高的離子峰為m/z 609.2501，除該離子外，還能觀察到m/z 732.2424和m/z 1219.5065兩個(gè)豐度較高離子峰。通過(guò)計(jì)算，m/z 609.2501和m/z 732.2424離子峰的差值為113.9923，這與三氟乙酸的分子量一致，即前者為脫質(zhì)子峰[M-H]-，而后者為加三氟乙酸根離子峰[M+CF3COOH-H]-，另外還觀察到的m/z 1219.5065為[2M-H]-峰，據(jù)此也能反推m/z 609.2501即為準(zhǔn)分子離子峰[M-H]-。

ESI源質(zhì)譜圖中，準(zhǔn)分子離子峰和加合離子峰需要仔細(xì)去識(shí)別，一般可通過(guò)計(jì)算精確差值來(lái)準(zhǔn)確判斷，若使用的是低分辨質(zhì)譜不能完全判斷，可在高分辨質(zhì)譜下進(jìn)行。為大家日常解譜時(shí)方便查看，將ESI正、負(fù)模式下各加合離子的精確質(zhì)量及它們之間的精確差值進(jìn)行總結(jié)梳理，見(jiàn)下圖所示。

參考文獻(xiàn)：

[1] Wilfried M. A. Niessen, Ricardo A. Correa C. Interpretation of MS-MS Mass Sepctra of Drugs and Pesticides.Wiley.2017.