电喷雾质谱研究阿洛西林和哌拉西林碰撞诱导解离机理

摘要

本论文应用电喷雾电离源结合三重四级杆飞行时间质谱针对含β-内酰胺环抗生素即青霉素类药物分子进行研究，并结合理论计算详细分析了该类药物分子结构特征和碰撞诱导解离路径。在本文最后一章，介绍了自行设计的低温氧化装置，并针对二甲醚样品展开定量分析。
　　第一章绪论内容，集中介绍了质谱仪器的历史、发展和应用前景，就质谱仪器的原理和构造做了简明扼要介绍。作为衡量质谱仪器的参数如分辨本领、质量分析范围、灵敏度等做了一一论述。重点分析了几类电离源方式的优劣，针对本课题研究手段和分析方法特征，着重阐述了电喷雾电离源、单四极质量分析器、飞行时间质量分析器和离子检测器。
　　在第二章实验装置和理论计算方法中，主要介绍了本实验核心装置ABSCIEX公司生产的Q-star pulsarⅠ质谱仪，就其运行模式、使用方法、离子运动路径以及相关的气路系统、电路系统和真空设备均做了充分描述。然后分析了本课题组自制的电喷雾电离源构造和特征，就本研究内容所涉及到的量子化学理论计算PM3方法做了详细说明，后续理论分析内容都是基于此方法并获得计算结果。
　　第三章是本文核心环节，针对两种青霉素类药物分子:阿洛西林和哌拉西林的碰撞诱导解离路径展开分析和讨论。电喷雾电离作为一种软电离方式，广泛应用于极性化合物、难挥发化合物和热不稳定性化合物，故使用其研究药物分子。针对阿洛西林和哌拉西林的分子特性，首先获得了母体的准分子离子峰的信号，然后比较了不同碰撞能量下质谱图的变化，分析其母体随碰撞能量变化趋势。接着分析相应的碎片离子的解离路径，并比较分析物间的异同。再结合理论计算结果可知，β-内酰胺环明显具有环开裂倾向，与β-内酰胺环相连接的噻唑烷环也容易发生脱裂现象。通过实验数据和理论计算结果，总结出此类药物分子的裂解过程，为人体内药物分子代谢和环境中药物分子的降解提供理论依据。
　　第四章是介绍自行设计的低温氧化装置，氧化、热解和预混火焰燃烧是研究燃烧动力学模型的几类方式，故研究低温氧化具有十分重要意义，一般来说，氧化过程与温度关联十分敏感，在长链酯以及带有长支链的芳烃都存在明显负温度区域。利用流动管所具有的装置结构简单、容易设定反应的滞留时间、气体流动过程稳定且压力设定方便等特点，本章详细介绍了设计流动管低温氧化装置的过程:从设备材料的选择、滞留时间计算、流动管尺寸设定到外部装置的组配和气路系统直到真空系统的设计。最后结合气相色谱质谱联用设备测试了二甲醚样品低温氧化过程。

目录

声明

摘要

绪论

1．1 质谱简介

1．2 质谱仪基本原理

1．3 质谱发展历史与概况

1．4 质谱仪的结构

1．4．1 离子源

1．4．2 质量分析器

1．4．3 离子检测器

1．5 质谱仪的联用

1．6 质谱仪参数

1．6．1 质量范围(Mass range)

1．6．2 分辨本领(Mass resolution)

1．6．3 灵敏度(Sensitivity)

1．6．4 精密度和准确度(Mass accuracy)

1．7 本课题研究意义、方法和内容

参考文献

第2章 实验装置与理论计算方法

2．1 实验工作方法简介

2．2 实验装置

2．2．1 Q-star装置

2．2．2 电喷雾电离源

2．2．3 碰撞诱导解离(CID)

2．3 实验样品和条件

2．4 理论计算方法

2．5 本章小结

参考文献

第3章 两种药物分子的碰撞诱导解离机理研究

3．1 研究背景和意义

3．2 实验方法与模式

3．3 理论计算方法

3．4 质谱图分析

3．4．1 阿洛西林

3．4．2 哌拉西林

3．5 理论计算结果讨论和解离路径探讨

3．6 本章小结

参考文献

第4章 低温氧化流动管装置设计

4．1 引言

4．2 低温氧化流动管反应器设计

4．3 气相色谱／质谱和流动管联用装置

4．4 测试结果与分析

4．5 本章小结与展望

参考文献

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

致谢