纵横不出方圆，万变不离其宗 | 基于GC-Q-Orbitrap/MS的数据驱动型的非靶向筛查示例

非靶向筛查技术（Non-Targeted Screening，以下简称NTS）自2005年首次提出以来，在分析化学领域开启了一场从“定向探索”到“全景扫描”的范式变革。它的快速发展不仅源于科研领域对化学空间完整性探索的迫切需求，更得益于高分辨质谱技术与数据算法的协同创新。

有机化合物中S、Si、Cl及Br元素的存在均会产生独有的天然同位素及丰度比，A?-A?差值更易成为识别依据。以3-甲基苯硫酚的TMS衍生物（C₁₀H₁₆SSi,MW=196）为例，分辨率为240000（FWHM，m/z200）时可有效区分m/z=198的A₂同位素C₁₀H₁₆Si³⁴S与C₁₀H₁₆³⁰SiS，从而获得更准确的同位素差值。

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为清晰呈现特征，以含硫化合物丰富的大蒜为样品分析，其中的单硫（二甲硫醚）、双硫（(E)-1-丙烯基-2-丙烯基二硫）及三硫（二甲基三硫）质谱图为例，凭借超高分辨率（＞60000，FWHM，m/z=200）且稳定的质量精度（小于1ppm），三种化合物S产生的A?-A?的实测差值与理论值的偏差仅在0.00005Da左右。

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再以Peak@21.40min为例，因谱库未收录该化合物，匹配出的化合物HRF分值较低，无法解释特征碎片离子元素组成。由PCI质谱图可知该化合物的准分子离子M+H为235.02805（C₉H₁₅OS₃），与理论值的偏差仅有0.22ppm。

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经MassFrontier?质谱解析软件分析，初步判断该化合物为阿霍烯（(E)-ajoene），约其响应二分之一的Peak@21.63min的峰为(Z)-ajoene。据报道，阿霍烯是一种有效的抗菌、抗微生物和抗真菌药物，在癌症的化疗治疗中也显示出一定前景。

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在GC-EI-MS中，杂环、芳环等高度不饱和的有机化合物在受到电子轰击时，会失去两个电子而形成双电荷离子。共轭结构能稳定分子离子，减少碎片化，使双电荷离子更易被观测到。以Phenanthrene（C₁₄H₁₀，MW: 178）质谱图为例，MS Interpreter软件对碎片离子m/z=89的注释为C₁₄H₁₀²⁺（Doubly-charged），并非C₇H₅⁺。

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另一方面，如图所示，m/z=87.52468与m/z=87.52687相差0.00219 amu，质谱动态分辨率至少需要39000才可将其区分开，否则会导致双电荷离子的质谱特征失真。

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蒽油样品经解卷积处理，以△m/z=0.5000±0.1000过滤，最终得到2401对具有双电荷质谱特征的593个峰。对2401个A₁-A₀值做分布直方图分析。从结果看，均值为0.5009，中位数为0.5017（与理论值几乎没有差异），数据整体呈现出高度集中的分布特征。

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以上两个示例可清晰看出，高分辨率及高质量精度是获得精准且客观质谱图的核心前提，是 “纵横不出方圆，万变不离其宗”的根本保障。“方圆”是分析过程中数据解析的科学逻辑与技术边界。“宗”则是精准挖掘复杂体系中的目标化合物。只有原始谱图质量达标，才能让后续所有分析步骤围绕“精准解析化学空间”的核心目标展开，既不超出科学方法的合理范畴，也不偏离实际研究的需求方向，最终实现从“数据采集”到“结论产出”的全程可靠。

回顾近二十年的发展历程，NTS的演进本质是“技术工具革新”与“科学问题驱动”相互促进的结果。在此，向所有为NTS领域发展倾注心血的科研工作者、技术研发团队、行业机构致以最诚挚的敬意！