全 文 ：海南野扇花碱类化合物的 FAB与
ESI-M S /M S的比较⒇
李立军　刘颖　邹忠梅　丛浦珠
(中国医学科学院 中国协和医科大学药物研究所　北京　 100050)
〔摘要〕本文报告考察了 FAB与 ESI碰撞诱导解离 ( CID)对 MS /M S裂解的影
响。采用不同的实验能量和加速电压 ,以及不同的反应气氙气、甲烷对海南野扇
花碱类化合物的 [M+ H ]+离子进行碰撞 ,结果得到不同的 CID谱。结论: CID谱
主要取决于碰撞能量 ,但与母离子的初始内能和反应气体仍有关系。
关键词: M S /M S　 CID　碰撞能量　海南野扇花碱
从海南野扇花 ( Sa rcococca vagans)根中分离得到一系列新的甾体生物碱 [1 ] ,选取其
中的 5种 ,其结构式和分子量及命名如图 - 1,进行了快原子轰击 ( FAB)和电喷雾 ( ESI) -
M S /M S的比较研究。 裂解方式的解释由高分辨质谱和碎片峰的 MS /M S证实。
Sa rcovagine B, mw 502　　　　 Sarcovagenine B, mw 500
Sarcovag ine A, mw 460　　　　 Sarcovagenine A , mw 458
第 21卷 质　　谱　　学　　报 Vol. 21
第 1期　　　　 　 JOU RN AL OF CHINESE MASS SPECT ROM ETRY SOCIETY　　　　　 No. 1
⒇ 1999-09-15收
Sarcovagine C, mw 486
图 1　海南野扇花碱类化合物的结构
1　实验部分
仪器: AutoSpec Ultima-Tof磁场+ 飞行时间质谱仪。
FAB:铯离子枪 ,底物为甘油 ,溶剂为甲醇 ,加速电压为 8KV和 4KV。
ESI:样品溶于 50%的甲醇水溶液中 ,浓度为 20ng /μl,加入 0. 1%的甲酸或 1%的乙
酸 ,用柱塞泵直接进样 ,进样速度 10μl /min,加速电压 4KV,锥体电压 20V。
CID碰撞气体采用氙气和甲烷 ,实验能量 ( Elab )分别从 800EV到 50EV。
高分辨 ESI,分辨率 10000,高分辨 FAB,分辨率 7000。低分辨 ESI及 FAB分辨率均
为 1000。
2　结果与讨论
对于串联质谱仪 ,由第一级质谱产生的母离子通以反应气 ,经第二级质谱得到 MS /
M S谱 ,亦称 CID( co lli sion induced dissocia tion)碰撞诱导解离质谱。 CID碰撞能量 ,通常
指的是加在母离子上的中心能量 ( cent re o f mass energy , Ecom ,与碰撞所用的气体的分子
量 ( M g )、所碰撞的母离子的分子量 ( M p)及实验用的能量 ( Elab )有关 [2 ]:
Ecom= Elab [Mg /( Mp+ M g ) ]
其中 , Elab为 ESI的加速电压与碰撞室的电压之差。 不同能量碰撞得到的 CID谱不
同 [3 ]。
2. 1　海南野扇花碱的 FAB-M S /M S裂解方式 (以海南野扇花碱 B, ( Sa rcovagine B)为
例 )见图 2
2. 2　母离子初始内能对裂解的影响
因海南野扇花碱的 CI, EI产生的 [M+ H ]+ 离子非常弱 ,所以只比较了 ESI与 FAB
的 [M+ H ]+ 离子的 CID-M S /M S谱 , EIS是最软的电离方式 ,产生的母离子初始内能比
FAB, CI, EI都低 , ESI与 FAB产生的母离子初始内能 ,相对于碰撞能量来说较小 ,碰撞
产生的子离子谱基本相同 ,但仍可找出区别 ,无论碰撞气体采用氙气还是甲烷 ,也不论实
验能量高低 ,海南野扇花碱 B与海南野扇花碱 A的 FAB-CID谱均比 ESI-CID谱多了离
子 m /z 425及 443(见图 3a, 3b) ,海南野扇花烯碱 ( Sarcovagenine)的 FAB-CID谱只比相
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应的海南野扇花碱的 FAB-CID谱质量数少 2,增加的离子类型相同 ,海南野扇花碱 C上
无羟基 ,所以仅增加了脱乙酸的离子 m /z 427以及再脱去 CH2 CHCCH3 CO的离子 m /z
345,这说明母离子初始内能高 ,更容易裂解 ,易失去中性小分子如乙酸和水 ;母离子初始
内能低 ,则不易裂解 ,其相对较少的裂解更依赖于外部的碰撞能量。一般认为母离子初始
内能高 ,碰撞产生的子离子丰度高 ,既效率高 ,而特征子离子应该相同 ,即子离子数目应该
相同 ,而实际上高内能母离子可产生低内能母离子不具有的特征离子。 因此说 ,由不同初
始内能的母离子产生的子离子谱不仅仅是量 ,而有质的差别 ,母离子初始内能对裂解造成
的影响不能忽略。
图 2　海南野扇花碱 B的 FAB-M S /M S裂解图
2. 3　碰撞反应气种类对裂解的影响
根据上述公式 ,碰撞反应气分子量越大 ,碰撞能量越高。碰撞能量高 ,产生的碎片离子
数目多 ,但碎片离子绝对丰度不一定高。氙气重 ,碰撞能量高 ,但散射较多 ,一般为单次碰
撞 ,因为磁式质谱碰撞室无电场 ,不能使离子聚焦 ,所以碰撞效率反而低 ,灵敏度损失大。
甲烷与氙气比较 ,甲烷分子截面积大 ,非刚性 ,可多次碰撞 ,效率高。采用氙气 ,几种化合物
的 CID谱中均有失去甲基的离子 , FAB与 ESI均如此 ,海南野扇花碱 B还出现离子 m /z
389,由母离子 [M+ H]+直接同时断裂 CH3 CHN( CH3 ) 2和 CH2 CO而来 ,即使降低实验能
量 ,离子 m /z 389仍很明显 ,当采用甲烷碰撞气体时 ,提高实验能量 ,既使碰撞能量 Ecom与
采用氙气相同 ,均为 20. 7eV ,离子 m /z 389仍未出现。 (见图 4a, 4b)
63第 1期　　　　　　　　海南野扇花碱类化合物的 FAB与 ESI-M S /MS的比较　　　　　　　
图 3a　海南野扇花碱 B的 ESI-CID,甲烷碰撞 , Ela b= 100eV
图 3b　海南野扇花碱 B的 FAB-CID,甲烷碰撞 , Ela b= 100eV ,加速电压 8KV
图 4a　海南野扇花碱 B的 FAB-CID,甲烷碰撞 , Elab= 670eV ,加速电压 8KV
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图 4b　海南野扇花碱 B的 FAB-CID,氙气碰撞 , Ela b= 100eV ,加速电压 4KV
2. 4　碰撞反应气压力对碎片丰度影响
碰撞反应气压力只对碎片丰度和总离子流有影响 ,而与特征离子是否产生无关 ,即反
应气压力与碰撞能量无关。压力若过低 ,母离子不易被打碎 ,子离子很少 ,但即使增高压力
到极限 ,由于碰撞能量所决定的特征离子仍然不会出现 ,过高则灵敏度损失太大 ,总离子
流很低 ,高质量区几乎无峰。对于 AutoSpec Ultima-To f,碰撞室压力为 1- 4x10- 6mba r
( 1- 4x10
- 4
Pa )较合适。 一张好的 CID谱 ,应既包含母离子而碎片峰又尽可能丰度高 ,否
则应调整碰撞室压力至合适。 (见图 - 5a , 5b, 5c,加速电压均为 4KV )
图 5a　海南野扇花碱 B的 FAB-CID谱 ,氙气碰撞 , 3x10- 6mba r,压力较高 , Ela b= 400eV
65第 1期　　　　　　　　海南野扇花碱类化合物的 FAB与 ESI-M S /MS的比较　　　　　　　
图 5b　海南野扇花碱 B的 FAB-CID谱 ,氙气碰撞 , 1. 4x10- 6mbar ,压力适中 , Ela b= 400eV
图 5c　海南野扇花碱 B的 FAB-CID谱 ,氙气碰撞 , 0. 5x10- 6mbar ,压力较低 , Elab= 400eV
2. 5　碰撞反应气压力与实验能量的关系
实验能量低 ,若要得到较好的 CID谱 ,需要增加碰撞反应气压力 ,实验能量高时 ,需
适当降低碰撞反应气压力 ,这是很好理解的。另外采用甲烷要比采用氙气需要压力高些。
2. 6　实验能量与碰撞效率的关系
在一定能量范围内 ,实验能量越低 ,碰撞效率越高 ;实验能量越高 ,碰撞效率越低。 特
别是高质量区的离子丰度变化明显 ,碰撞效率高 ,母离子的丰度弱 ,碎片离子丰度强。见图
3b Ecom= 3. 1eV ,图 4a及 4b Ecom= 20. 7eV。
2. 7　加速电压对 CID谱的影响
加速电压 8KV与 4KV得到的 CID谱没有区别 ,只不过 8KV时实验能量可以达到
最大 ,对于 AutoSpec Ul tima-Tof , 8KV时实验能量最高 800EV , ESI因加速电压所限 ,实
验能量最高 400eV ,因为实验能量是相对值 ,当实验能量相同 ,除加速电压不同外其他条
件也相同时 , CID谱相同。见图 3b与图 6。
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图 6　海南野扇花碱 B的 FAB-CID谱 ,甲烷碰撞 , Elab= 100eV ,加速电压 4KV
致谢　本文内容曾与再帕尔·阿不力孜教授讨论 ,在此谨表衷心感谢。
参　考　文　献
1　庾石山等 .海南野扇花中甾体生物碱的化学研究 ,药学学报 , 1997, ( 11) , 852
2　 Block E, Ahma S, Jain M K et al . J Am Chem Soc, 1984, 104, 8295
3　 Green M R and Bateman R H. Micromass L td Technical Note 105
Comparison Between FAB and ESI-CIDMS /MS
of Sarcovagine Compounds
Li Lijun, LiuYing , Zou Zhongmei, Cong Puzhu
( Insti tute of Materia Medica, Chinese Academy of M edical Sciences and
Peking Union M edical Col leg e, Bei jing 100050, China )
Received 1999-09-15
Abstract
In this paper w e studied the collision induced dissociation ( CID) condi tions,
inv olving the M S /M S fragmenta tion ef fects by dif ferent ionization mode( FAB and ESI) .
The di fferent CID spect ra a re obtained by using di fferent labo rato ry f rame collising
energ ys and accelerating vo ltag es, and di fferent reaction gases ( Xe and CH4 ) o n the ions
[M+ H]
+
of sarcovagine compounds. The conclusionis: the CID spect ra mainly depend
on co lli sion energ y, w hereas also a ssociated w ith the initial energ y o f mo ther ion and
reaction gas.
Key Words: M S /M S, CID, collision energy , sarcovagine
67第 1期　　　　　　　　海南野扇花碱类化合物的 FAB与 ESI-M S /MS的比较