质谱的“谱图准确度”是什么？

2026-01-26 15:03:29, 绿绵科技北京绿绵科技有限公司

质谱技术通过精确质量测定获取元素组成信息（分子式鉴定），成为化合物识别或确认的重要工具。这种简洁而高效的分子式鉴定方法基于一个原理：每个独特的分子式都具有独特的质量。

1. 质量准确度的局限

质量准确度是衡量仪器在测定离子理论（精确）质量时产生误差的指标，通常以相对于测量质量值的百万分比（PPM）或毫道尔顿（mDa）的绝对单位表示。

然而，由于测量误差的存在，仅凭质量准确度很少能唯一确定一个分子式，特别是在较高质量数（超过400 Da）时更为明显。

图1：质量准确度是衡量给定离子化学式的测量质量值与理论值之间差异的指标。真实质量值的不确定性通常阻碍了明确的分子式鉴定。

2. 谱图准确度的优势

每种分子式的离子同位素模式同样具有独特性，并且比单一峰位的精确质量测量包含更丰富的信息。同位素模式由多个峰组成，每个峰基于同位素天然丰度具有独特的相对强度，并基于各同位素的质量具有独特的相对质量位置。

谱图准确度是测量谱图（整个离子的同位素模式）与理论谱图之间相似度的量化指标。

但由于测量谱图的线型未知，传统的谱图准确度测量值通常不足以唯一确定分子式。

图2：谱图准确度是衡量实测同位素模式与理论谱图之间相似度的指标。未经适当的线型校准，谱图准确度值在鉴定未知分子式方面的作用有限。

3. 谱图准确度的意义

Tobias Kind和Oliver Fiehn在2006年发表的一篇文章中指出：在不同质量准确度水平下可能的分子式数量以及同位素丰度准确度的影响。一台质量准确度为3 ppm但同位素模式精度达2%的质谱仪，其表现甚至优于一台（现实中不存在的）质量准确度为0.1 ppm的质谱仪！

（表格数据来源：Tobias Kind and Oliver Fiehn, BMC Bioinformatics 2006, 7:234）

Cerno公司开发的MassWorks软件通过双重校准策略巧妙地解决了这一技术难题：不仅校准峰的质量位置，同时将线型校准为数学定义的函数。这使得测量谱图与理论谱图之间能够进行极其精确的比较，谱图准确度值最高可达 99.9%，从而能够唯一鉴定未知离子分子式。

该技术不仅提升了高分辨率MS仪器的鉴定能力，结合MassWorks校准改进的质量准确度，还使得单位分辨率的GC和LC/MS四极杆仪器也能实现可靠的分子式鉴定。

图3：MassWorks软件可对谱图线型及质量位置进行校准，使校准后的谱图与理论谱图之间能够实现高精度比较，谱图准确度高达99.9%。

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。