一、NIST质谱数据库简介

• NIST质谱数据库是美国国家标准与技术研究院NIST更新的大型商用质谱数据库，用于定性识别化合物。NIST是美国商务部的一个机构，NIST质谱数据中心（https://chemdata.nist.gov/）是生物分子测量部 (BMD) 的一个小组，负责开发经过评估的质谱库并提供相关软件工具。这些产品旨在通过提供GC/MS（通过电子电离）和LC-MS/MS（通过串联质谱）的参考质谱以及气相色谱的气相保留指数来帮助化合物鉴定。

• 最早版本为1993年发布的。NIST17质谱库于2017年更新，相比2014年版新增约3倍MS/MS 光谱，30,000多倍的EI光谱，以及16,000多种具有GC保留指数的化合物。相关软件也经过新的搜索方法和算法进行了改进。该质谱库在2020、2023年持续更新两次，最新的NIST 23气相色谱方法/保留数据库在NIST20的基础上更新。有关NIST质谱数据库的更新信息参考网址：https://www.sisweb.com/news/

• NIST23串联质谱库官网介绍（更新自NIST20）：https://chemdata.nist.gov/dokuwiki/doku.php?id=chemdata:msms

• NIST质谱数据库应用广泛，支持多数MS软件系统，如Agilent ChemStation/MassHunter、Thermo Xcalibur/Chromeleon、Shimadzu GCMS Solutions、Waters MassLynx、PE TurboMass等。

• NIST工作软件可在官网下载Demo版本：NIST17Demo.exe，点击安装后包括工具软件ADMIS(Version2.73)、NIST MS Search(Version2.3)和MS Interpreter(Version BETA 3.1a)，完整版安装方式一般需要付费购买，区别主要在于可检索数据库的不同，这里不讨论。

• NIST17Demo：https://chemdata.nist.gov/dokuwiki/doku.php?id=chemdata:nistlibs

• NIST Chemistry WebBook - 收集电子电离（EI）质谱等各种数据的网站，可用于在线检索物质的质谱图、气相色谱方法参考文献等数据，建议通过CAS registry number查询。

二、NIST质谱工具软件

• NIST工作软件包括NIST MS Search、MS Interpreter和AMDIS等。这里只简单介绍NIST MS Search和MS Interpreter两个工具软件的使用。AMDIS后面另写博文单独介绍。

• 针对NIST 17的光谱分析实用程序MS Interpreter和AMDIS的详细介绍也可参见附件NIST17MS数据库和MS搜索程序v.2.3使用指南.pdf。

2.1 NIST MS Search（Version2.3）

• NIST MS Search软件打开的快捷方式为：nistms.exe，默认位于安装目录C:\NISTDEMO\MSSEARCH

• NIST MS Search提供谱库检索功能，可实现多种检索方式。

2.1.1 软件界面

• 第一次打开该软件建议先设置页面字体，这样方便后续查看结果。
  

• 软件界面设置：在编辑区任意空白处单击右键选择Properties、点击Select Font设置页面字体，并点击Set for all views应用到所有窗口，重启软件时仍然保持。

• 软件可以调用的其他工具：包括 MS Interpreter 和 AMDIS。

2.1.2 谱库搜索

• 基本的Search功能包括6种：Lib.Search / Other Search / Names / Compare / Librarian / MSMS，参加软件左下角。

• Library search Opition：设置搜索相关属性，例如谱库选择等，Demo版只提供缩减版的mainlib（即Main EI MS Library，包含约2300个化合物的光谱）。

• epa_starter_compat_08：环境相关化合物的EPA串联质谱启动库,可在NIST官网下载并安装，需要先安装NIST MS Search软件并确认版本。

• 2017年版本的NIST/EPA/NIH质谱库（NIST 17）包含四个质谱库和一个保留索引库（RI）/GC方法。有关详细信息建议下载英文版附件NIST17MS数据库和MS搜索程序v.2.3使用指南.pdf阅读。

1. mainlib：Main EI MS Library，267,376 spectra

2. replib：Replicate spectra  Library，39,246 spectra

3. nist_msms：Tandem Library of small  molecules，574,826 Tandem spectra for 118,082 ions

4. nist_msms2：MS/MS Library of  commercial peptides，90,244Tandem spectra for 6,803 ions

5. nist_ri：Retention Index/GC  Method Library，404,045 records for 99,400 compounds

2.1.2.1 Lib.Search-常用

• Lib.Search界面如下所示

1. 左下角Lib下M表示主库mianlib；R表示重建库replib；ni代表nist_msms/nist_msms2。

2.Match为正检索匹配度（Derect Match，标准库的峰与未知谱对照）；R.Match为逆检索匹配度（Reverse Match，未知物的峰与标准库对照），最大值为1000，>900为极好，>800为良好匹配，以下不考虑。如果正向匹配度低，反向匹配率高，说明未知峰谱可能是混合物谱图，或者本底干扰严重。

3.右上角Largest Peaks表示峰的丰度表，一般只关注前四个。

2.1.2.2 Other Searnch：

• Other Search包括：NW（Nominal Mass）、Exact Mass、MS/MS Precursor m/z、Formula、Any Peaks、Sequential Method、CAS Number、NIST Number、ID Number。

• 这里以CAS Number和Any Peaks为例进行介绍。

1. CAS Number：根据单一物质匹配CAS号进行检索

1是从不同数据库检索到的条目信息，2是质谱图，3是物质的详细信息。

2. Any Peaks：任意离子峰检索，根据质荷比分布范围进行检索，缩小范围，找到候选离子。

2.1.2.3 Name：

• 使用化合物名称进行检索

2.2 MS Interpreter（Version BETA 3.1a）

• MS Interpreter 软件打开的快捷方式为：Mspcalc.exe，默认位于安装目录C:\NISTDEMO\MSSEARCH

2.2.1 软件界面

• 软件界面如下图所示，可以通过F9键或鼠标右键从NIST MS Search程序中快速调用，然后发送到MS Interpreter。它还可以显示同位素包络、化学式计算和其他相关计算以及用户界面控制。

2.2.2 谱图解析

• Mass Spectrum Interpreter ：该程序将质谱峰与其可能的化学结构来源（EI和MS/MS，标称质量和精确质量）联系起来。

• 在NIST MS Search中左上角窗口或左下角窗口，选中某一物质，单击右键，Send To——MS Interpreter，跳转到如下界面。

三、参考资料

3.1 官方网站

[1] 科学仪器服务 SCIENTIFIC INSTRUMENT SERVICES (SIS)：Software for Mass Spectrometry and Scientific Applications from SIS (sisweb.com)

[2] 美国国家标准与技术研究院 National Institute of Standards and Technology（NIST）：National Institute of Standards and Technology (nist.gov)

[3] NIST质谱数据中心 NIST Mass Spectrometry Data Center：start [] (nist.gov)

[4] NIST化学网络手册 NIST Chemistry WebBook：NIST Chemistry WebBook，注意NIST保留将来对访问此数据库收费的权利。

3.2 其他来源

请在知乎、Bilibili等平台自行检索，这里不做陈列。

以上内容为本人因研究需求根据官网资料和相关网络教程自行整理而成，欢迎批评和讨论。