以MassWorks赋予低分辨GC／MS“高分辨灵魂”，高校质谱教学创新实践

　　近日，在2025年中国质谱学术大会上，郑州轻工业大学孙雨安教授团队的李振兴老师带来了一场题为 “基于MassWorks质谱解析技术结合低分辨气质在本科教学中的创新实践探索” 的精彩报告。报告立足李老师在MassWorks应用于高低分辨质谱未知物定性分析的丰富科研经验，深入剖析了当前质谱教学的现状与痛点，并详细介绍了其团队提出的创新解决方案，以及该方案在本科教学中取得的显著成果。

郑州轻工业大学李振兴老师

　　质谱教学现状与痛点

　　质谱分析技术作为现代科学研究的“眼睛”，在非靶向筛查、组学分析及环境、食品、药物分析等领域发挥着不可或缺的作用。2020-2023中国质谱仪器市场调研报告显示，每年质谱类设备采购平均在10000台左右。然而，随着质谱技术的快速发展和广泛应用，专业人才短缺的问题日益凸显。李振兴老师指出，当前质谱应用人才需兼具“仪器原理+行业知识+数据分析”等多元能力，但市场上并无标准的培训体系。

　　在本科仪器分析教学过程中，李老师总结了三大痛点：一是高端设备资源稀缺，学生难以获得足够的实践机会；二是学生参与度低下，对质谱理论及“分离–检测–精确质量测定–分子式识别–结构解析”科研闭环理解不深；三是教学科研体系不健全，质量精度与学生参与度差异大，难以支撑前沿科研的刚性需求。

　　创新解决方案：MassWorks软件赋能低分辨GC/MS

　　针对上述痛点，李老师团队提出了以MassWorks软件为核心的创新解决方案。MassWorks是一款基于美国Cerno Bioscience公司MSIntegrity专利技术的质谱数据后处理软件，通过对数据“精确质量校正+谱图准确度校正”双通道分析，让低分辨GC/MS仪器具备高分辨定性功能，实现理论解析–软件应用–实践验证的科研闭环训练。

MassWorks双校正流程

　　MassWorks采用的创新的质量数及同位素峰形校正算法可提高单位质量分辨的质谱 100 倍以上的质量精度，使得用户能直接在四极杆 GC/MS 或 LC/MS 对化合物进行高准确度的精确质量测定，并结合同位素峰形的谱图准确度完美的解决化合物分子的鉴定问题。

　　李振兴老师介绍了将MassWorks软件应用于本科教学的具体实践。教学实验以Agilent 7890A-5975C GC/MS为平台，选取14种常见香料混合标品为演示样品，利用全氟三丁胺建立校正函数，借助MassWorks完成质量精度和同位素峰型双校正，并对碎片离子进行归属，推断裂解路径，实现“从峰到式、从式到结构”的闭环定性。

　　实验结果显示，低分辨质谱校正后质量精度偏差小于5mDa，同位素谱图准确度大于98%，单位质量分辨的质量精度提升100倍，数据定性准确性大大提升；学生独立完成“分离-检测-精确质量测定-同位素分布-分子式识别-结构解析”全过程，学生课程满意度达96%。

　　教学模式革新与展望

　　本次教学模式革新充分结合了高校现有仪器资源，巧妙运用质谱解析软件MassWorks，以较低成本实现了类似高分辨质谱的实验体验，克服了在教学、科研工作中对高分辨质谱数据的依赖性。通过“理论解析-软件应用-实践验证”的闭环训练流程，有效将原本昂贵的科研级分析能力转化为实验室中即可实践的操作技能。学生在这一过程中，于真实科研情境下深入理解了仪器性能局限、数据存在缺陷及软件补偿作用的深层逻辑，不仅培养了科研思维，还显著提升了创新能力与就业竞争力。

　　鉴于教学实验取得的显著成效，该模式未来有望进一步拓展至LC-MS教学、非靶向筛查实训，并结合虚拟仿真技术，实现线上线下混合教学的多元化发展，为新时代高素质复合型人才的培养提供了可复制、可推广的范式。