1、1. 基本原理基質輔助激光解析電離飛行時間質譜(MALDI-TOF-MS)是近年來發展起來的一種新型的軟電離生物質譜，其無論是在理論上還是在設計上都是十分簡單和高效的。儀器主要由兩部分組成：基質附助激光解吸電離離子源（MALDI）和飛行時間質量分析器（TOF）。MALDI的原理是用激光照射樣品與基質形成的共結晶薄膜，基質從激光中吸收能量傳遞給生物分子，而電離過程中將質子轉移到生物分子或從生物分子得到質子，而使生物分子電離的過程。因此它是一種軟電離技術，適用于混合物及生物大分子的測定。TOF的原理是離子在電場作用下加速飛過飛行管道，根據到達檢測器的飛行時間不同而被檢測即測定離子的質荷比（M/Z）

2、與離子的飛行時間成正比 ，檢測離子。MALDI-TOF-MS具有靈敏度高、準確度高及分辨率高等特點，為生命科學等領域提供了一種強有力的分析測試手段，并正扮演著越來越重要的作用。2 分子量測定 分子量是有機化合物最基本的理化性質參數。分子量正確與否往往代表著所測定的有機化合物及生物大分子的結構正確與否。MALDI-TOF是一種軟電離技術，不產生或產生較少的碎片離子。它可直接應用于混合物的分析，也可用來檢測樣品中是否含有雜質及雜質的分子量。分子量也是生物大分子如多肽、蛋白質等鑒定中首要的參數，也是基因工程產品報批的重要數據之一。MALDI-TOF的準確度高達0.1%0.01%，遠遠高于目前常規應用

3、的SDS電泳與高效凝膠色譜技術，目前可測定生物大分子的分子量高達600KDa。 我們第一次獲得了SARS病毒N蛋白整體分子量我們測定的某納克級蛋白質的分子量我們測定的某糖蛋白分子量某外資企業的新型日用化學品的分子量分布3. 蛋白質組學中的質譜技術肽質量指紋譜技術（PMF）蛋白質組學是當前生命科學研究的前沿領域。對蛋白質快速、準確的鑒定是蛋白質組學研究中必不可少的關鍵性的一步。采用MALDI-TOF-MS測得肽質量指紋譜（PMF）在數據庫中查詢識別的方式鑒定蛋白質，是目前蛋白質組學研究中最普遍應用的最主要的鑒定方法。肽質量指紋譜（Peptide Mass Fingerprinting, PMF）

4、是蛋白質被識別特異酶切位點的蛋白酶水解后得到的肽片段的質量圖譜。由于每種蛋白的氨基酸序列（一級結構）都不同，當蛋白被水解后，產生的肽片段序列也各不相同，因此其肽質量指紋圖也具有特征性。MALDI-TOF-MS分析肽混合物時，能耐受適量的緩沖劑、鹽，而且各個肽片幾乎都只產生單電荷離子，因此MALDI-TOF成為進行分析PMF的首選方法。在我們關于蛋白質組學研究的實際工作中，幾乎所有的發現均是從這一部開始做起來的！利用該技術鑒定的一系列蛋白質已經發表在Oncogene、Clinical Cancer Research、Electrophoresis、Proteomics、中國科學 等一系列國內外學

5、術期刊上。4. 蛋白質組學中的質譜技術肽序列標簽技術（PST）由于PMF鑒定結果的可靠性受諸多因素影響，使得部分鑒定結果往往不是十分明確，特異性不高。多肽氨基酸序列匹配被認為是特異性最好的鑒定方法。在蛋白質組學研究中，利用質譜測序一般采用兩種方式：一種是利用串聯質譜（MS/MS）測序；另一種是利用源后衰變（PSD）技術測序。 在反射式MALDI-TOF-MS中，當脈沖激光照射到微量樣品與飽和小分子基質混合形成的共結晶上時，能量通過基質傳遞給樣品，導致樣品被解析電離，電離后形成的亞穩分子離子在飛經無場區（即飛行管區）時發生裂解（其活化能來自在離子源與基體發生的碰撞，在無場區與殘留氣體的碰撞，激光

6、輻射及各種熱機制等）所產生的子離子（即源后分解碎片離子），可以通過不斷改變反射器電壓來進行分離、收集并記錄于檢測器，形成能為多肽和蛋白質一級結構提供十分豐富而有效的結構信息的PSD質譜圖。利用PSD譜圖，結合數據庫檢索可以迅速、高特異性地鑒定蛋白質。目前，在蛋白質組學研究中，部分經2DE分離的蛋白質樣品無法通過PMF鑒定或鑒定結果不明確，可將PSD測序功能應用于這些蛋白質的鑒定。隨著對PSD技術的不斷研究和發展，尤其是結合MALDI-TOF-MS本身所具有的高靈敏度、高通量、樣品靶點可多次應用測定、分析時主要產生單電荷準分子離子以及能夠耐受一定量的鹽和干擾物等特點，PSD-MALDI-TOF-

7、MS將會在蛋白質組學、代謝組學以及藥物篩選的研究中發揮更大的作用。5. 寡核苷酸的分析隨著分子生物學技術和反義核酸藥物技術的發展，越來越多的寡核苷酸片段被合成，用以作引物、探針以及反義藥物等。對這些片段進行快速檢測，以判斷合成的是否完全及合成的序列是否正確，是完全必要的。包括MALDI-TOF-MS在內的生物質譜是迄今為止進行這種檢測最好的手段。用MALDI-TOF-MS測定分析寡核苷酸，簡單、快速、準確、靈敏。結合3外切酶和5外切酶可以對寡核苷酸全序列進行測定。蛋白質組學網NCBA蛋白質組學網站是國家生物醫學分析中心一個主要針對電泳和生物質譜技術的生物信息學網站。網站于2002年1月在中國互

8、聯網信息中心注冊，3月1日起正式對院內外提供服務。現已初具規模，擁有了多種數據庫檢索、用戶數據查詢、軟件下載、分析技術方法、技術論壇、相關知識介紹等功能，并且仍在不斷的完善之中。在蛋白質組學網中，我們現已初步建立了以下幾個數據庫：1. 質譜數據庫：主要由MALDI-TOF-MS、Q-TOF、Ion-Trap、GC-MS等質譜數據庫組成。2.3.4. 蛋白質數據庫： 本網站現安裝了SWISS-PROT蛋白質序列數據庫。擴充的糖蛋白、磷酸化蛋白質以及其他特殊修飾的蛋白質以及蛋白質復合物等數據庫正在構建中。5. Global Server蛋白質數據庫檢索：該檢索系統是由Micromass公司開發基于

9、本地SWISS-PROT蛋白質序列數據庫的檢索引擎，經該公司授權，我們將其改為了基于Web的蛋白質檢索系統。該系統可通過PMF和MS/MS數據進行蛋白質快速檢索和鑒定（約10秒左右），檢索結果不僅包含蛋白質匹配的肽段，還提供譜圖模擬和匹配分布圖。 6.應用文章摘錄1. Xia Q, Wang HX, Wang J, Zhang JY, Liu BY, Li AL, Lv M, Hu MR, Yv M, Feng JN, Yang SC, Zhang XM, Shen BF. Proteomic analysis of interleukin 6-induced differentiation

10、in mouse myeloid leukemia cells. International Journal of Biochemistry and Cell Biology, 2005 (in press) 2. Jin BF, Wang HX, He K, Yu M, Hu MR, Yang SC, Shen BF, Zhang XM. Proteomic analysis of apoptosis triggered by inhibition of ubiquitin-proteasome pathway in M07e leukaemic cells. Cell Research,

11、2002, 12:271. 3. Jin BF, He K, Wang HX, Wang J, Zhou T, Lan Y, Hu MR, Wei KH, Yang SC, Shen BF, Zhang XM. Proteomic analysis of ubiquitin-proteasome effects: insight into the function of eukaryotic initiation factor 5A. Oncogene，2003 22:4819-4830. 4. Cui JW, Wang J, He K, Jin BF, Wang HX , Li W, Kan

12、g LH, Hu MR, Li HY, Yu M, Shen BF, Wang GJ, Zhang XM. Proteomics analysis of human acute leukemia cells: insight into their classifications. Clinical Cancer Research, 2004 Oct 15; 10(20):6887-96. 5. Cui JW, Wang J, He K, Jin BF, Wang HX , Li W, Kang LH, Hu MR, Li HY, Yu M, Shen BF, Wang GJ, Zhang XM. Two-dimensional electrophoresis protein profiling as an analytical tool for human acute leukemia classi