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生物复杂系统的研究既要求对目标化合物的精确定量分析(靶标分析)又需要对系统整体的定性评价(全局分析)，这对质谱分析提出了挑战：一方面，现有面向靶标分析的方法与面向系统的整体分析(全面性)存在矛盾；另一方面，样品的复杂性反过来影响了靶标分析的可靠性(特异性)。本文针对生物复杂系统中小分子化合物群的研究，提出了质谱分析的策略，在此基础上发展了3种新方法。
考虑到整体分析的需要，提出了分类检测的化学标记扫描质谱法：将类别选择性的化学标记反应与质谱的能量梯度母离子扫描或中性丢失扫描检测相结合，对复杂样品中小分子化合物群按不同类别(如氨基酸、有机酸等)开展快速筛查，并把该方法成功应用于遗传代谢病的代谢物轮廓谱的获取和高通量的临床筛查。
以提高复杂样品中目标化合物质谱分析的质量保证为目标，抓住质谱离子化和CAD过程中影响精密度、选择性的几个关键因素进行分析，发展了评价质谱方法和数据可靠性的新方法。从实验中发现并证实了电喷雾离子化过程中加合离子的相对丰度稳定性与质谱的离子化过程稳定性的相关性，在此基础上发展了加合离子丰度系数法，用于评价离子化过程的干扰和变异对质谱精密度的影响；以最佳碰撞能量下CAD各子离子监测反应相对丰度的稳定性为基础，发展了多反应丰度系数法，用于判断质谱结果是否存在基质干扰，并可用于具有相同碎片离子的手性异构体的鉴别。这些方法并不需要增加额外的实验和工作量，却可以显著提高分析结果的可信度，为质谱方法和数据的质量保证提供了一种简便、有效的考察方法。
这些质谱方法和技术除了被应用于临床检验之外，还在中药化学和中药代谢动力学研究中得到了实践应用，为复杂系统小分子化合物群的研究提供了有效的方法支持。