45_GC/MS谱库检索时的低匹配打分到底对未知物的鉴定有没有参考意义？

2025-12-25 10:54:14, 绿绵科技北京绿绵科技有限公司

在天然产物、香精香料、食品风味分析、环境及车内空气分析等领域中，GC/MS是定性分析其中挥发性物质的最常用、且最方便手段。在NIST、Wiley等数据库的帮助下，我们可以轻松对GC/MS采集的未知物谱图进行搜库，以确定可能的疑似物，然后再通过标准品对照来最终定性。

这种方法的前提是谱库检索时要获得高度定性置信度，需要NIST检索给出很高的匹配度打分，比如正反检索匹配度850以上。在实际的样品分析中，一个GC/MS数据可能有30%以上的洗脱峰的检索匹配度是无法满足要求的，比如：共流出和背景干扰导致的匹配度不佳，还有一种更棘手的问题，NIST谱库没有收录目标化合物使得检索不到正确的匹配。

我们在日常的定性分析中，经常中会遇到一些峰的匹配值在700-800之间，打分达不到高置信度的水平，但是这种置信度水平的结果到底有没有参考意义呢？

有！但不一定对，需要做更精细的分析。

NIST检索低匹配化合物的鉴定

未知化合物在GC/MS上的保留时间为13.88min（见图1），该峰没有共流出，质谱图很干净，通过正构烷烃校正后的保留指数RI=3329.8。

图1：Rt=13.88min的未知峰及其质谱图

观察质谱图，我们可以确定其整数质量m/z 450 Da，尝试使用NIST谱库进行检索，得到的结果如图2，观察结果，我们可以发现，所有20个候选的正检索匹配值在672-763之间，且每个候选物的分子量都不是450Da，保留指数差异也非常大。因此，这个NIST检索结果截止到这一步，对我们鉴定化合物的作用有限。

图2：Rt=13.88min的未知峰的NIST检索结果

我们将数据导入MassWorks软件中进行精确质量测定和分子式分析。结果如图3，精确质量测定的m/z=450.4816，在20mDa的质量偏差范围内，考虑C\\H\\O\\N四种元素，得到5个候选分子式，根据同位素的谱图准确度确定第一个分子式C31H62O为正确的分子式，最终确定的该分子式对应的化合物为2-Hentriacontanone。

图3：Rt=13.88min的未知峰的精确质量结果和分子式结果

这个案例告诉我们，仅通过简单的NIST谱库检索判定化合物，对于低匹配化合物的鉴定并不适用，给出不正确的结果。

但这个案例中的NIST检索结果也并不是完全没有参考意义，观察我们确定的分子式和化学名称，我们发现它与NIST检索结果中大多数候选物都是直链的2-酮类物质。

因此，对于这种同系物的分析，即使NIST谱库没有收录它的信息，但我们在检索到其它分子量和分子式存在规律性差异的同系物时，我们可以根据确定的分子式以及与检索结果存在的元素组成差异，推导出未知物的可能结构式。但前提是，必须要准确测定出未知物的分子式。

小结：

1）对于GC/MS谱库检索无法给出高匹配打分的化合物，我们可以通过MassWorks软件的精确质量测定功能直接在GC/MS上来完成分子式的鉴定。

2）若NIST检索结果的候选分子式与目标分子式存在特定的关联性，我们可以通过这种关联来推导目标分子式的结构式。

3）若NIST检索结果的分子式与目标分子式没有关联，我们可以使用MassWorks软件得到碎片离子的精确质量和分子式，然后尝试推导可能的结构。

关于MassWorks 软件

MassWorks软件是由 Cerno Bioscience 公司开发的一款革命性的MS数据定性分析软件，能帮助我们在低分辨率的四极杆GC/MS、LC/MS直接测定化合物的精确质量，并通过独有的谱图准确度概念确定出准确的分子式。MassWorks软件同样适用于高分率质谱（TOF、Orbitrap）的定性分析。