一种用于超高分辨液质联用数据逐次扫描谱图准确度自动评估的软件工具，以实现唯一元素组成判定

2026-01-13 17:48:47, 绿绵科技北京绿绵科技有限公司

解决未知物定性的 “圣杯”

依托≥240,000 的超高分辨能力，结合高质量准确度与精细同位素测定技术，我们有望在宽松的检索条件下，实现对质荷比（m/z）≥300 的小分子离子类未知物进行唯一元素组成判定这一科研 “圣杯” 目标。

挑战：化合物色谱峰内谱图准确度的差异性波动

借助轨道阱高分辨质谱仪（Orbitrap Elite）配备的离子数量控制工具 —— 自动增益控制（AGC）功能，可有效抑制会同时影响质量准确度与谱图准确度的空间电荷效应。

尽管采取了这一优化措施，但经细致分析下文所示的 A+2 同位素簇峰后发现：在色谱峰的完整洗脱过程中，谱图准确度仍会呈现规律性变化；这使得科研人员无法仅凭精确质量测定的基础数据，进一步利用精细同位素信息辅助完成元素组成判定。

AGC 条件下的 HPLC 洗脱曲线

解决方法Ⅰ：用于谱图准确度评估的 sCLIPS 技术

为充分利用色谱峰内丰富但存在波动的谱图信息，需建立一套精准且可靠的同位素建模方法。具体实施流程如下：首先，通过一项创新型峰形校正工艺，将单同位素峰的峰形转化为具有明确数学定义的函数；该校正工艺可同时保留质荷比（m/z）轴的原始信息（无质荷比偏移调整）与色谱峰的积分面积。随后，将此峰形转换（校正）方法推广应用于其余同位素簇峰，把实测质谱图转化为峰形函数明确的校正质谱图。基于统一的峰形定义标准，即可对校正质谱图与理论计算质谱图展开精准的谱图比对分析。其中，理论质谱图与校正质谱图谱图匹配度最高（即谱图准确度最优）的元素组成，即为最可能的目标候选答案。这一方法被命名为自校正线性同位素轮廓检索法（self-Calibrated Lineshape Isotope Profile Search, sCLIPS™）。研究表明，在 7500 或 15000 的中高分辨能力条件下，该方法可帮助排除高达 99% 的错误元素组成候选结果。

解决方法Ⅱ：色谱峰内谱图准确度最优扫描点的自动检索方法

从理论层面而言，我们既可以对数据进行逐次扫描的 sCLIPS 分析，也可以针对保留时间窗口内的平均质谱图开展 sCLIPS 分析。前者会使每次扫描对应不同的可达谱图准确度，而后者则会受限于各次扫描中存在的差异性谱图误差。为此，一款全新的软件工具 ——Best Scan sCLIPS™应运而生，该工具已集成于 MassWorks™软件中，能够通过计算高效的逐次扫描分析，自动筛选出谱图准确度最优的扫描数据。

效果：迈向唯一元素组成判定目标

最佳扫描点 sCLIPS 检索的结果来源于谱图准确度最优的扫描数据。在设定为 ±3 ppm 质量容差、偶电子离子、双键等价数取值范围 [-1, 30]，且可选元素范围为碳 [1-25]、氢 [0-46]、氮 [0-13]、氧 [0-13]、硫 [0-2]、氟 [0-11]、磷 [0-6]、碘 [0-2] 的宽松且合理的检索条件下，共得到 29 个候选元素组成，并依据谱图准确度进行排序。该方法可识别出低至零点几个百分点的谱图差异，将候选范围从 29 个缩小至 2 个，以便开展后续分析；同时还能自动筛选出最优质谱扫描数据，为未知物的可靠定性提供支撑。

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。