MALDITOFTOFMS在蛋白质组研究中的应用

MALDI-TOF/TOF质谱的原理及其在临床蛋白质组学中的应用目录一、MALDI-TOF/TOF质谱的基本原理二、布鲁克公司MALDI-TOF/TOF质谱的仪器特点和性能优势∙宽域离子聚焦PAN™专利技术∙靶上浓缩AnchorChip™专利技术∙全新的离子源自动清洗SourceShower™专利技术∙氮气激光与固体激光优点完美结合的Smartbeam™激光专利技术∙激光光束的直径大小可调∙支持所有同位素标记技术∙Top-down测序技术三、解决方案∙解决方案一：双向电泳-MALDI TOF/TOF技术路线∙解决方案二：LC-MALDI TOF/TOF技术路线∙解决方案三：ClinProt液体芯片- MALDI TOF系统∙解决方案四：MALDI分子成像技术∙解决方案五：MALDI Biotyper微生物快速鉴定与分类四、参考文献一、MALDI-TOF/TOF质谱的基本原理MALDI-TOF/TOF质谱主要由MALDI离子源和飞行时间质量分析器TOF组成。

样品在离子源内受激光的轰击而电离,受加速电场的作用获得一定的动能后,在无电场的真空管内飞行,不同质量的离子在飞行管内的飞行时间不同，通过测量离子的飞行时间即可测得离子的质量。

它不仅可以通过一级质谱模式测得多肽和蛋白质等分子的质量，还可通过二级质谱模式测得多肽的序列。

布鲁克公司是当今世界上唯一专门生产高性能生物质谱的公司，仅MALDI TOF/TOF系列的仪器就至少有六种型号。

其中,Autoflex Speed MALDI TOF/TOF是目前最先进的MALDI-TOF/TOF质谱仪。

它不仅在硬件上具有布鲁克公司的多项专利技术，还提供了很多独特的分析软件,为临床医学研究人员提供了蛋白质组学研究方向的多种解决方案。

除了通过经典的以二维电泳为分离手段的双向电泳-MALDI TOF/TOF技术路线和以液相色谱为分离手段的LC-MALDI TOF/TOF技术路线，进行表达蛋白质组学或差异蛋白质组学研究以外，它还在临床医学研究的具有广泛的应用，如发现与鉴定生物体液（如血清）中生物标志物的ClinProt技术，用于发现和监测组织中生物标志物的MALDI分子成像技术，用于临床微生物快速鉴定与分类的BioTyper技术,都是布鲁克公司独家提供的医学蛋白质组学解决方案。

浅谈蛋白质质谱分析方法及应用董义龙(单位：毕节学院，化学与化学工程学院，2009级化学教育本科三班,学号:06320904031）摘要：随着科学的不断发展，运用质谱法进行蛋白质的分析日益增多，本文简要的综述了肽和蛋白质等生物大分子质谱分析的特点，方法及蛋白质质谱分析的原理，方式和应用，并对其发展前景着出展望。

关键词：蛋白质质谱分析原理与方法蛋白质是生物体中含量最高，功能最重要的生物大分子，存在于所有生物细胞，约占细胞干质量的50%以上。

作为生命的物质基础之一，蛋白质在催化生命体内各种反应进行，调节代谢，抵御外来物质入侵及控制遗传信息等方面都起着至关重要的作用，因此，蛋白质也是生命科学中极为重要的研究对象。

关于蛋白质的分析研究，一直是化学家及生物学家极为关注的问题，其研究的内容主要包括分子量测定，氨基酸鉴定，蛋白质序列分析及立体化学分析等。

随着生命科学的发展，仪器分析手段的更新，尤其是质谱分析技术的不断成熟，使这一领域的研究发展迅速。

1 蛋白质组学研究的背景和意义1．1蛋白质组学的产生20世纪90年代开始的人类基因组计划(}Iuman Genome Project，HGP)是人类有史以来最伟大的认识自身的世纪工程，旨在阐明人类基因组DNA3×109核苷酸序列，希望在分子水平上破译人类所有的遗传信息。

经过各国科学家十几年的努力，HGP已取得了巨大的成绩。

在揭示基因组精细结构的同时，也凸现了基因数量有限性和基因结构的相对稳定性，这与生命现象的复杂和多交性之间存在着巨大的反差。

这种反差促使人们认识到：基因只是遗传信息的载体。

要研究生命现象，阐释生命活动的规律，只了解基因组的结构是远远不够的。

对于生命活动的主要体现者——蛋白质进行更全面和深入的研究是目前生命科学研究的迫切需要和重要任务。

后因组时代中功能基因组(Functional Genomics)的研究采用一些新的技术，如微阵列，DNA芯片对成千上万的基因表达进行分析比较，并从基因整体水平上对基因的活动规律进行阐述。

MALDI-TOF-MS在化学污染物生物活性研究中的应用的开题报告题目：MALDI-TOF-MS在化学污染物生物活性研究中的应用研究背景和意义：随着现代工业化和城市化的快速发展，化学污染物逐渐成为全球公认的环境问题之一，它对人类健康和生态环境造成了严重的危害。

化学污染物具有较强的生物活性，可以通过影响生态系统内的生物和生态过程，对全球环境的质量和稳定性造成重大威胁。

因此，对化学污染物的毒性和生物活性进行深入研究，对保护环境和维护生态平衡具有重要的意义。

MALDI-TOF-MS技术是一种高分辨率、高灵敏度的生物大分子分析方法，已被广泛应用于生命科学和医学研究领域。

近年来，该技术在化学污染物研究中的应用也逐渐得到重视。

通过MALDI-TOF-MS技术可以对化学污染物与生物大分子（如蛋白质、核酸等）的结合情况进行分析和研究，进而揭示其毒性和生物活性。

研究方法和内容：本研究将选取几种典型的化学污染物作为研究对象，包括有机污染物（如PCBs、PAHs等）和重金属污染物（如铅、汞、镉等）。

采用MALDI-TOF-MS技术对这些污染物与人或动物体内的生物大分子（如血清蛋白、细胞膜蛋白、DNA等）的结合情况进行分析和研究，比较不同化学污染物的生物活性。

同时，还将通过生物学实验验证MALDI-TOF-MS结果的准确性和可靠性。

预期结果：本研究利用MALDI-TOF-MS技术研究化学污染物生物活性的方法，能够揭示化学污染物与生物大分子（如蛋白质、核酸等）之间的作用机制，为化学污染物毒性机理研究提供重要依据。

同时，本研究的结果也可以为有机污染物和重金属污染物的环境监测和控制提供参考。

参考文献：1. Baatz, G. A., M. L. Snyder, and J. W. Suttie. “MALDI-TOF Mass Spectrometry in the Analysis of Insecticide Resistance in Mosquito Vectors of Public Health Importance.” Applied Entomology and Zoology, vol. 50, no. 2, 2015, pp. 237–247.2. Sun, W. and F. H. Leusch. “Application of MALDI-TOF Mass Spectrometry in Ecotoxicology: Current Status and Future Prospects.”Environmental Science & Technology, vol. 51, no. 20, 2017, pp. 11737–11744.3. Wang, Y., C. Zhu, and Y. Hu. “Application of MALDI-TOF Mass Spectrometry in Environmental Science: A Review.” Analytical Methods, vol. 9, no. 34, 2017, pp. 4822–4833.。

百泰派克生物科技
MALDI-TOF MS质谱样品浓度
作为生物大分子的电离技术，基质辅助激光解吸电离（MALDI）源采用脉冲激光、
延迟聚焦技术，并与无质量检测上限的飞行时间质谱（TOF-MS）联用发展成一种新型软电离质谱技术——基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS），广
泛应用于蛋白质的分析与鉴定以及蛋白组学研究。

MALDI-TOF MS质谱样品浓度需要根据不同的样品以及不同的检测目标来制定，从
而满足MALDI-TOF质谱仪对样品检测的最低要求。

例如，对于细菌等微生物样品可使用血培法富集菌体，使菌量达到105-107 CFU/mL或107CFU/mL以上（对于肠杆
菌科细菌、铜绿假单胞菌和厌氧革兰阳性球菌）才能满足MALDI-TOF MS对菌量的
检测需求。

MALDI-TOF MS可用于对核酸、蛋白质、有机物等的快速分析，对于纯
度大于90%的蛋白质样品而言，达到所提供样品浓度大于1μg/μL，一次提供样品总量大于5μg即可。

此外，稀释样品法是最简单的减小基质干扰的方法，把杂质
的浓度降到不再影响样品的分析，这就要求样品有足够的浓度，以便稀释后还能检测到。

百泰派克生物科技采用高通量质谱平台提供MALDI-TOF-MS质谱鉴定分析服务，适
用于对分子量低于25kDa的蛋白质进行鉴定。

您只需要将您的需求和样品寄给我们，我们会负责项目后续所有事宜，包括样品前处理、MALDI-TOF-MS质谱分析、质谱
原始数据分析和生物信息学分析。

基于MALDI-TOF MS的串联富集策略在磷酸化蛋白组学中的应用张传静;吴婷;任红鑫;张玲帆;杜一平【摘要】A scheme was presented for the tandem purification of phosphopeptide using desalting prior to immobilized metal ion affinity chromatography(IMAC).Both C18 tip and the cerium (Ⅳ)-modified chitosan material(Ce-MCM) were used in the desalting experiments.GMA-co-SR454/Iron (Ⅲ)-IDA was synthesized,and used as an excellent phosphopetides enrichment material.They were applied to selectively capture the phosphopeptides in standards and human serum.Results demonstrated that C18/IMAC and Ce-MCM/IMAC have different performances because of their hydrophobic or hydrophilic properties.Ce-MCM/IMAC tandem strategy notably decreased the complexity of peptides,and yielded a far greater coverage for phosphopeptides than single IMAC.%提出一种除盐-富集串联用于磷酸肽富集研究的思路.选用C18柱和铈(Ⅳ)修饰的壳聚糖材料进行脱盐实验,以制备的基于聚合物基体螯合Fe3的亲和色谱材料为富集材料.将直接富集和串联策略应用到标准品和血清中,研究结果表明,该富集材料具有高选择性和高灵敏度(1.6 fmol),铈(Ⅳ)修饰的壳聚糖材料前提下的串联策略能明显降低样品的复杂性.相比直接富集方法,能够提高磷酸化肽的覆盖率.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2017(036)009【总页数】8页(P1061-1068)【关键词】脱盐;固定金属离子亲和色谱;基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱;磷酸肽;串联富集【作者】张传静;吴婷;任红鑫;张玲帆;杜一平【作者单位】华东理工大学化学与分子工程学院,上海200237;华东理工大学化学与分子工程学院,上海200237;华东理工大学化学与分子工程学院,上海200237;华东理工大学化学与分子工程学院,上海200237;华东理工大学化学与分子工程学院,上海200237【正文语种】中文【中图分类】O657.7;O657.63蛋白质的磷酸化是一个可逆过程，是极其重要的蛋白质翻译后修饰的方式之一，调控着很多的生理过程，诸如基因表达、细胞的增殖与分裂、新陈代谢以及信号的转导[1-3]。

MALDI TOF质谱技术在蛋白质分析中的应用蛋白质是生物体中最为重要的分子之一，具有着广泛的功能和作用。

因此，研究蛋白质的结构、功能和相互作用对于理解生命活动和疾病机制至关重要。

MALDI TOF质谱技术作为一种高效、快速、准确且灵敏的蛋白质分析方法，已经在生物医学研究领域得到广泛应用。

首先，MALDI TOF质谱技术在蛋白质分析中的应用主要体现在蛋白质识别和定量方面。

通过对待测蛋白质样品进行加质子化或去氧分解等预处理操作，利用MALDI TOF质谱仪的激光脱附和离子化功能，可以将蛋白质样品中的蛋白质分子转化为带电离子，然后根据质量/电荷比对离子进行质量分析。

通过与数据库中已知的蛋白质质谱图谱进行比对，可以准确定位和鉴定待测蛋白质。

其次，MALDI TOF质谱技术在蛋白质分析中的应用还包括研究蛋白质的修饰和结构。

蛋白质修饰是指蛋白质分子中存在的翻译后修饰或附加分子，如磷酸化、甲基化、糖基化等。

MALDI TOF质谱技术可以通过质量差异对不同修饰状态的蛋白质分子进行鉴定和定量，从而揭示不同修饰对蛋白质功能和相互作用的影响。

此外，通过对蛋白质样品进行酸性或碱性水解反应，再经MALDI TOF质谱分析，可以得到蛋白质的部分酸性或碱性肽段质谱图，从而推测蛋白质的序列和结构信息。

再次，MALDI TOF质谱技术在蛋白质分析中的应用还包括蛋白质组学研究。

蛋白质组学是研究生物体内所有蛋白质组成和功能的科学，涉及到大规模的蛋白质样品分析。

MALDI TOF质谱技术可以利用其高通量和高灵敏度的特点，对复杂的蛋白质混合物进行快速筛选和分析。

通过MALDI TOF质谱技术的快速扫描速度和峰群的精确分辨，可以在较短的时间内获取大量的蛋白质质谱数据，进一步用于蛋白质组学的定性和定量研究。

总之，MALDI TOF质谱技术作为一种高效、快速、准确且灵敏的蛋白质分析方法，已经广泛应用于蛋白质识别、定量、修饰和蛋白质组学研究领域。