[發(fā)明專利]一種化學(xué)結(jié)構(gòu)的快速分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710676249.8
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107389779B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張華俊;呂云波
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州芷寧信息科技有限公司;張華俊
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本申請?zhí)峁┝艘环N化學(xué)結(jié)構(gòu)的快速分析方法，包括：將氣相或液相混合物直接進(jìn)樣于氣相或液相質(zhì)譜儀中，之后通過軟電離方法得到混合物中各個成分的一級質(zhì)譜，再改變參數(shù)以增加一種或多種擾動得到二維質(zhì)譜，之后通過動力學(xué)熵最小方法對二維質(zhì)譜進(jìn)行解析，發(fā)現(xiàn)各個獨(dú)立離子和對應(yīng)的動力學(xué)過程；然后利用獨(dú)立離子的高分辨質(zhì)荷比數(shù)據(jù)而推算出各個獨(dú)立離子化學(xué)式，或者與已有的獨(dú)立離子和動力學(xué)數(shù)據(jù)庫比對而確定各個獨(dú)立離子的結(jié)構(gòu)式，進(jìn)而確定混合物中各個成分的化學(xué)式或者化學(xué)結(jié)構(gòu)。本申請方法對于原始樣品需求極小，并且樣品不需要前處理，操作簡便，分析結(jié)果準(zhǔn)確，有利于用氣相/液相質(zhì)譜儀快速分析混合物中的未知物和已知物的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請具體涉及一種化學(xué)結(jié)構(gòu)的快速分析方法，用于快速發(fā)現(xiàn)混合物中的各種未知和已知物成分的化學(xué)式或者化學(xué)結(jié)構(gòu)，屬于化學(xué)分析領(lǐng)域。

背景技術(shù)

發(fā)現(xiàn)混合物中的未知成分的結(jié)構(gòu)是一個很吸引人的領(lǐng)域，具有廣泛應(yīng)用價值。例如，在各種中藥成分中，有很多未知成分還不為所知，它們的藥用價值和商業(yè)價值都亟待開發(fā)。然而，分析混合物中的未知成分也十分具有挑戰(zhàn)性。例如，核磁共振波譜法(NMRSpectroscopy)是一種在化學(xué)分析領(lǐng)域常見的技術(shù)手段，用核磁共振波譜法來分析未知物的結(jié)構(gòu)，可以十分精準(zhǔn)的得到其結(jié)構(gòu)。但是，用核磁共振波譜法來分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)需要較純的樣品。該方法經(jīng)常需要幾十公斤的中藥，經(jīng)過多次分離和提純，花費(fèi)大量時間、金錢和人力，最后得到微克級的純組分，才可以利用核磁共振波譜法來分析其化學(xué)結(jié)構(gòu)。所以用此分析方法來分析混合物中的各種成分十分費(fèi)時費(fèi)力，需要非常專業(yè)的人員，而且很多中藥中的微量成分在前處理過程中被丟失或者破壞，因而也無法被發(fā)現(xiàn)。

質(zhì)譜(Mass Spectroscopy，MS)分析法是另一種在化學(xué)分析領(lǐng)域十分重要而常見的技術(shù)手段。質(zhì)譜是一種通過使物質(zhì)電離，然后根據(jù)電離物質(zhì)的質(zhì)荷比(m/z)來分析物質(zhì)各種特性(例如有機(jī)物成分結(jié)構(gòu)，同位素成分等)的化學(xué)分析手段，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。質(zhì)譜是一種非常常用的有機(jī)成分定性技術(shù)。質(zhì)譜儀使物質(zhì)帶電的方式包含軟電離(softionization)和硬電離(hard ionization)方式。軟電離方式是一種相對能量較低的電離方式，所以在電離過程中，會產(chǎn)生較少的碎片，有時會保留分子離子(molecular ion)。常見的軟電離方式包含化學(xué)電離(CI,Chemical Ionization),電噴霧離子化(ESI，ElectrosprayIonization)，大氣壓力化學(xué)電離(APCI，Atmospheric-Pressure Chemical Ionization)等。硬電離方式則給樣品較大能量，采用高速電子沖擊樣品引起化學(xué)鍵斷裂或分子重排，從而產(chǎn)生多種碎片離子。常見的硬電離方式包括電子轟擊(EI，Electron Ionization)等。

由于質(zhì)譜是一種檢測器，所以一般需要與其他化學(xué)分離分析手段聯(lián)用，來達(dá)到更加精準(zhǔn)的分離和分析目的。例如，質(zhì)譜可以聯(lián)合氣相色譜或液相色譜技術(shù)(色質(zhì)聯(lián)用技術(shù))，構(gòu)成氣相色譜質(zhì)譜儀(簡稱氣相質(zhì)譜)或液相色譜質(zhì)譜儀(簡稱液相質(zhì)譜)。色譜利用不同物質(zhì)對吸附劑的吸附力不同來分離各種物質(zhì)，使得混合物在進(jìn)入質(zhì)譜前被分離，以便質(zhì)譜儀更精準(zhǔn)的分析各種成分。通常情況下，單獨(dú)的質(zhì)譜儀不用于分析混合物。

相比于其他分析技術(shù)來說，用色質(zhì)聯(lián)用技術(shù)來分析混合物中的已知物成分結(jié)構(gòu)，不需對已知物進(jìn)行過多耗時耗力的提純等前處理，可以直接使用混合物進(jìn)行分析，方便簡潔。單獨(dú)用用色譜技術(shù)分析混合物中的未知物是非常困難的，因?yàn)榧词股V分離出未知物，由于沒有數(shù)據(jù)庫比對，就不能定性未知物。一般來說，分析未知物結(jié)構(gòu)，需要利用核磁共振或質(zhì)譜。然而，利用質(zhì)譜來分析混合物中的未知物仍舊有很多困難，例如：

1)通常情況下，利用質(zhì)譜技術(shù)來分析混合物中的未知物，需要利用MSⁿ技術(shù)，即串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，而串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)會帶來大量的信息，很多在不同碰撞能量段得到的質(zhì)譜離子碎片混合在一起，十分干擾質(zhì)譜的解析，從而增加了對質(zhì)譜解析的難度；另外，隨著次級質(zhì)譜數(shù)的增加，質(zhì)譜信息越來越多，復(fù)雜性也越大，分析其結(jié)構(gòu)越來越困難。