这两个简单的术语是MS的核心。需要注意的是，离子上的电荷并不总是统一的；因此，X轴（m/z轴）上显示的数值并不总是直接等同于离子质量，这在ESI中尤其如此。

这个基本概念至关重要，但常常被忽视。一些化合物类别，如蛋白质和肽，可以获得多种电荷；这使得质谱更加复杂，因为可能有多个m/z值代表样品中存在的每个化学分子。

水在其不带电状态下的质量为18 Da。在溶液中，它以三种形式存在：正离子（质子化分子）H3O+；负离子（去质子化分子）OH-；以及中性或无电荷状态的H2O（见图1）。

图1 | 正离子和负离子（即水、苯胺和苯丙氨酸）的质量和电荷图示

质谱仪可以被用来检测正离子或负离子。除了质子化或去质子化，电荷还可以通过自由基离子产生，自由基离子是由电子电离（EI）质谱等技术中失去的电子产生的。这些分子具有净正电荷，但质量保持不变，因为一个电子的重量可以忽略不计（见图1）。

当以正离子模式在高于EI源的压力下操作时（即>1 × 10^-6 Torr），检测到的水的离子的质量-电荷值为19，为H3O+（即质量为19 Da，电荷为+1）。相比之下，苯胺（苯胺，93 Da）在水环境中很容易获得质子，但不容易被去质子化。

因此，在负离子模式下对其进行分析（即检测去质子化的分子）会产生很差的灵敏度。另外，在正离子模式下对苯胺的液相色谱（LC）/质谱分析显示在m/z 94有丰富的质子化分子。一个更复杂的化合物是氨基酸苯丙氨酸，质量为165 Da。

这种化合物同时含有氨基和羧基，可以在m/z 166处以正离子形式存在，在m/z 164处以负离子形式存在，或以中性齐聚物形式存在（即在同一分子中同时存在负电荷和正电荷）。当质谱仪在正离子模式下工作时，它只检测以质子化形式存在的分子部分（见图1）。

有两个潜在的类似电荷的部位的化合物，例如，对苯二胺怎么办（见图2）？

图2 | 苯二胺的潜在带电状态

这种化合物（质量108 Da）含有两个氨基。电离可能在一个或两个氨基官能团处产生质子化，特别是在高压源中，如化学电离（CI）或ESI。

这种化合物的质谱是什么样子的？

单质子化的分子有一个m/z 109的离子，双质子化的分子有一个m/z 55的离子（即不在m/z 110）。人们看到离子的m/z值较低，因为电荷（z）=2。这个概念对生物聚合物（例如蛋白质组学中的蛋白质）的分析非常重要，因为肽和蛋白质有多个电荷位点；因此，在电离方法中，如电喷雾，蛋白质的实际质量可能永远无法在光谱中观察到。

所看到的是一系列对应于这个质量除以许多电荷的峰。例如，在ESI分析中，一个分子质量为10000 Da的蛋白质采用多种电荷，但m/z 10001的单电荷离子不容易被观察到。然而，可以观察到质量较高的整除数的离子，即m/z 501（10020/20）、477（10021/21）、455（10022/22），反映了多个部位的质子化。

一些程序已经被设计来解释这些模式，并从这些数据中用数学方法产生更多的常规质谱。这个过程被称为「解卷积」。值得注意的是，其他一些蛋白质的电离技术，如基质辅助激光解吸电离（MALDI），一般只产生单电荷的蛋白质。

好了，以上就是今天分享的全部内容，如果大家有什么疑问，欢迎在后台给我们留言，或者加入我们一起讨论，若觉得文章不错，也请关注我们，以免错过后续更新~

来源： 诊断科学