以MassWorks賦予低分辨GC／MS“高分辨靈魂”，高校質譜教學創新實踐

　　近日，在2025年中國質譜學術大會上，鄭州輕工業大學孫雨安教授團隊的李振興老師帶來了一場題為 “基于MassWorks質譜解析技術結合低分辨氣質在本科教學中的創新實踐探索” 的精彩報告。報告立足李老師在MassWorks應用于高低分辨質譜未知物定性分析的豐富科研經驗，深入剖析了當前質譜教學的現狀與痛點，并詳細介紹了其團隊提出的創新解決方案，以及該方案在本科教學中取得的顯著成果。

鄭州輕工業大學李振興老師

　　質譜教學現狀與痛點

　　質譜分析技術作為現代科學研究的“眼睛”，在非靶向篩查、組學分析及環境、食品、藥物分析等領域發揮著不可或缺的作用。2020-2023中國質譜儀器市場調研報告顯示，每年質譜類設備采購平均在10000臺左右。然而，隨著質譜技術的快速發展和廣泛應用，專業人才短缺的問題日益凸顯。李振興老師指出，當前質譜應用人才需兼具“儀器原理+行業知識+數據分析”等多元能力，但市場上并無標準的培訓體系。

　　在本科儀器分析教學過程中，李老師總結了三大痛點：一是高端設備資源稀缺，學生難以獲得足夠的實踐機會；二是學生參與度低下，對質譜理論及“分離–檢測–精確質量測定–分子式識別–結構解析”科研閉環理解不深；三是教學科研體系不健全，質量精度與學生參與度差異大，難以支撐前沿科研的剛性需求。

　　創新解決方案：MassWorks軟件賦能低分辨GC/MS

　　針對上述痛點，李老師團隊提出了以MassWorks軟件為核心的創新解決方案。MassWorks是一款基于美國Cerno Bioscience公司MSIntegrity專利技術的質譜數據后處理軟件，通過對數據“精確質量校正+譜圖準確度校正”雙通道分析，讓低分辨GC/MS儀器具備高分辨定性功能，實現理論解析–軟件應用–實踐驗證的科研閉環訓練。

MassWorks雙校正流程

　　MassWorks采用的創新的質量數及同位素峰形校正算法可提高單位質量分辨的質譜 100 倍以上的質量精度，使得用戶能直接在四極桿 GC/MS 或 LC/MS 對化合物進行高準確度的精確質量測定，并結合同位素峰形的譜圖準確度完美的解決化合物分子的鑒定問題。

　　李振興老師介紹了將MassWorks軟件應用于本科教學的具體實踐。教學實驗以Agilent 7890A-5975C GC/MS為平臺，選取14種常見香料混合標品為演示樣品，利用全氟三丁胺建立校正函數，借助MassWorks完成質量精度和同位素峰型雙校正，并對碎片離子進行歸屬，推斷裂解路徑，實現“從峰到式、從式到結構”的閉環定性。

　　實驗結果顯示，低分辨質譜校正后質量精度偏差小于5mDa，同位素譜圖準確度大于98%，單位質量分辨的質量精度提升100倍，數據定性準確性大大提升；學生獨立完成“分離-檢測-精確質量測定-同位素分布-分子式識別-結構解析”全過程，學生課程滿意度達96%。

　　教學模式革新與展望

　　本次教學模式革新充分結合了高校現有儀器資源，巧妙運用質譜解析軟件MassWorks，以較低成本實現了類似高分辨質譜的實驗體驗，克服了在教學、科研工作中對高分辨質譜數據的依賴性。通過“理論解析-軟件應用-實踐驗證”的閉環訓練流程，有效將原本昂貴的科研級分析能力轉化為實驗室中即可實踐的操作技能。學生在這一過程中，于真實科研情境下深入理解了儀器性能局限、數據存在缺陷及軟件補償作用的深層邏輯，不僅培養了科研思維，還顯著提升了創新能力與就業競爭力。

　　鑒于教學實驗取得的顯著成效，該模式未來有望進一步拓展至LC-MS教學、非靶向篩查實訓，并結合虛擬仿真技術，實現線上線下混合教學的多元化發展，為新時代高素質復合型人才的培養提供了可復制、可推廣的范式。