質譜的譜圖準確度概念與應用

　　BCEIA 2011期間，中國質譜學分會在中苑賓館舉行了學術報告交流會。來自科研院所、檢測機構、高等院校、儀器廠商等百余名專家學者、技術工程師參加了本次大會，共同探討質譜的前沿技術及其應用。

中國質譜學分會學術報告交流會現場

　　思路生科公司(Cerno Bioscience)的創始人王永東博士受大會邀請，作了題為《質譜的譜圖精確度概念與應用》的報告，介紹了譜圖準確度和質量準確度的相關概念及其應用。該報告內容曾發表于全球分析化學領域影響因子最高的刊物Analytical Chemistry, 2010, 82, 7055–7062，并成為2010年9月號Anal.Chem.的封面文章。

思路生科公司(Cerno Bioscience)的創始人 王永東 博士

　　譜圖準確度的概念

　　王博士首先向大家介紹了什么是“質譜譜圖準確度”(Spectral Accuracy for Mass Spectrometry)。質譜譜圖就像紫外/可見光和傅里葉紅外光譜一樣是連續曲線，它的縱軸是信號強度，橫軸是質荷比。但質譜與其它分析技術相比的不同之處是質譜的理論圖譜可以非常準確地計算出來。所以我們可以很有效地比較理論譜圖與試驗譜圖。簡而言之，譜圖準確度的定義是試驗譜圖與理論譜圖相比之下的差距。 比如說，試驗測量的譜圖與理論譜圖(在去掉關系試驗譜圖強度的常數后)一模一樣，這個實際測量的質譜譜圖準確度就是100%。

美國《分析化學》封面文章：質譜的譜圖精確度概念

　　在此之前，很多質譜工作者都了解“質量準確度”(Mass Accuracy)，目前TOF、Orbitrap、FT MS等儀器都在強化人們的“質量準確度”意識，比較公認的說法是：當質量測定得足夠準時，可以直接獲得化合物的化學式，或者把候選物質的數目盡量減少，幫助人們快速對化合物進行定性。王博士用一個比喻形象解釋了“譜圖準確度”和“質量準確度”的區別，質量準確度是一維單點的測量;而譜圖準確度是二維多點的測量。打個比方說，質量準確度是看見了樹木沒看見森林。

　　譜圖準確度的應用

　　王博士列舉了譜圖準確度的一些應用。比如在用單四極桿質譜測試400 Da的某已知樣品時，如果僅按照質量準確度(17 ppm)來預測，將獲得4110個候選化學式，但當引入譜圖準確度計算后，正確的分子式C25H23N2OS+在4110個候選化學式中排名是第二位 ，譜圖誤差僅為1.0%，理論計算和獲得的質譜圖幾乎完美重疊。

全譜圖信息

　　另一種應用是混合物的精確分析，包括定性和定量。在質譜實驗中缺少譜圖準確度，可能會引入質譜干擾，在譜圖準確度計算時可考慮，以容納增加的離子并完成離子混合物的精確分析。一種獨特的功能是使用全面的質譜校正過程。先前報道的精確混合物分析的例子包括：對尼古丁(M-H)+和分子離子M+的EI碎片質譜重疊進行評價。放射性C標記的藥物代謝物研究，這里天然和14C標記的母離子質譜重疊，研究由于丟失氫氣產生的共流出的氧化產物。在石化應用中分析更多復雜混合物。在所有這些例子中，作為譜圖準確度計算的結果，能夠同時獲得組分的相對濃度，從而同時完成定性和定量分析。

　　其它的譜圖準確度應用的例子還有，有些化學品元素的同位素豐度和從地球石化衍生出來的豐度不同。在此情況下，對于給定的元素組成缺少譜圖準確度，反映出同位素豐度的變化，可能是一個或多個元素，它提供了另一種用于同位素比測量的方法，無需使用高度專門的質譜硬件如同位素比值質譜或加速器質譜和/或燃燒過程。

　　一些較高分辨率的TOFMS儀器對時間相關的波動比較敏感，比如溫度波動，因此有必要引入內標確保質量準確度。然而據報道，單四極桿質譜卻有很高的質量準確度校正穩定性;而且更重要的是，使用外標時的譜圖準確度仍可保持一周或更長時間。這使得在傳統質譜上可以做很多有趣的應用。比如，正確地識別在EI電子轟擊源中產生的分子內部的離子碎片。

　　最后，王博士總結說，雖然質譜是獨特的，但當使用了Profile采集模式、更全面的質譜校正方法，獲得更高的譜圖準確度時，質譜和其它的分析技術顯示出驚人的相似性。這種過程使質譜可以大大受益于許多已被研究者在其它領域證實的方法。不僅能在傳統單四極桿質譜上獲得合理的質量準確度、進行化學式測定；譜圖準確度的概念還能被用于診斷質譜儀器，并可在高分辨率儀器上進一步提高化學式測定的能力。其它更多挑戰性的應用包括：從石化分析到蛋白質組應用的復雜混合物的定性和定量分析，都可受益于譜圖準確度。

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