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质谱法是未知物定性分析中最重要、必不可少的手段，但未知物的质谱定性分析并不是一件容易的工作，样品的基质复杂性、样品中化合物的复杂性和多样性、仪器或分析手段的局限性等，这些都会对未知物的定性分析带来困难和不确定性。

到底该如何利用质谱法来做好未知物的定性分析呢？

1. 谱库检索

商业化的质谱数据库如NIST、Wiley等收录了大量的化合物的标准质谱图，我们可以通过检索数据库中与样品质谱图相似的标准质谱图来筛选出疑似的化合物。如图1所示常见的GC/MS的NIST谱库检索。

图1：四极杆GC/MS的NIST检索匹配结果

尽管谱库检索的方式给未知物的确定提供了便利，但它的局限在于只能适用谱库中存在目标化合物，但实际的分析中，存在许多未在谱库中收录的化合物，它们是无法通过该方法鉴定出来的。

2. 精确质量测定

在谱库无法确定化合物归属后，精确质量测定法是一种非常重要的手段。

原理：以[12C] = 12.0000000为基准，其它元素的原子质量均不为整数。当不同原子排列组合成分子式后，每个分子式有唯一的准确质量。测定离子的”质荷比“至小数点后4-6位，限定可能的元素（C、H、O、N、O、P ... )，在一定的质量偏差范围，计算出满足元素和质量偏差限定条件的所有可能的分子式，再结合同位素丰度信息，得到合理的分子式。

图2：精确质量测定确定可能的分子式

精确质量的测定可以使用高分辨质谱（HRMS，如TOF、Orbitrap、FT/ICR），但高分辨质谱价格昂贵，大多数实验室想实现高分辨质谱自由的难度有些大。

在没有高分辨质谱的情况下，低分辨率四极杆质谱在MassWorks软件的辅助下也可以实现精确质量的测定。如图3所示为四极杆GC/MS测定的巨豆三烯酮（分子式C13H18O，CAS：38818-55-2 )精确质量数据，实际测定的m/z = 190.1337，理论的m/z = 190.1352，质量偏差为 -1.52mDa（7.97ppm）。四极杆质谱结合MassWorks软件测定精确质量数的方法可以参考阅读文章”四极杆GC/MS上如何测定精确质量和分子式“和”在单四极杆LC/MS上测定未知化合物的精确质量及元素组成“。

图3：四极杆GC/MS测定的巨豆三烯酮的精确质量和分子式

通过精确质量测定的分子式并不是唯一的，根据元素组成的复杂性和分子量的大小，候选的分子式个数可能有几个、几十个、数百个。这时候我们就需要通过同位素丰度的比较来去掉不正确的分子式。具体方法可以参考”质谱同位素轮廓分布信息帮助确定化合物的分子式“一文。

3. 碎片离子分析

碎片离子跟化合物的特征结构相关，可以通过一些特征的碎片离子推断化合物分子可能的结构。

EI-GC/MS提供了非常丰富的碎片离子信息，在精确质量测定法的辅助下，我们可以确定出EI-GC/MS谱图中的碎片离子的化学式，再结合碎片离子的碎裂途径，可以推出大致的化合物结构信息。具体方法可以参考“如何在GC/MS上通过精确质量数鉴定未知化合物”一文。

图5：GC/MS上的母离子和碎片离子

LC/MS的碎片离子分析可通过多级质谱来实现，通过母离子碎裂产生的子离子（MS/MS或MSⁿ），失去中性碎片（如H₂O、CO₂）可提示官能团推断分子结构。方法可参考阅读”使用串联质谱法和精确质量测定法对质谱成像实验中发现的脂质和小分子进行鉴定“。

图6：LC/MS上的母离子m/z 304 和MS/MS碎片离子 m/z 212、91的精确质量数和分子式测定（离子的精确质量数和化学式在四极杆质谱上由MassWorks软件测定）

结构的确定并不是一件轻松的工作，需要充分利用多种可查询的信息，包括但不限于样品中已知的主要成分、其他检测到的化合物、样品生产过程中使用的原料、化学制造商产品目录中记载的化合物、各类数据库中登记的化合物以及通过网络搜索获取的相关化合物信息等，推测与该分子组成相符的化学结构，从而确定化合物。

图7：根据化合物信息进行结构预测