MALDITOFTOFMS在蛋白质组研究中的应用
MALDI_TOF详解
1.MALDI-TOF MS在该工作中的作用 2.用了什么原理或者思路怎么来的 3.你有什么收获
MALDI-TOF MS在该工作中的作用
• 通过MALDI-TOF MS和数据库查询的多肽位置绘制在现代 蛋白质组分分析中是一种主要且广为人知的分析工具。 • 尽管MALDI-TOF MS对痕量的多肽和蛋白质高度敏感，但 由于那些提取于生物组织中的低丰度的多肽或者蛋白质不 仅含量非常低（<1nM）,而且它们的质谱信号会受到高丰 度蛋白质和在预处理过程中引入样品的杂质的强烈干扰， 以至于MALDI-TOF MS对其分析的效率似乎很低。
•
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Because the Fe3O4@SiO2@PMMA microspheres possess a strong magnetic core and an organic hydrophobic PMMA exterior, they hold great promise for rapid magnetic separation and high absorption of trace peptides or proteins in solution-phasesystems. In fact, we found that Fe3O4@SiO2@PMMA micro-spheres exhibit some remarkable features that are useful for the extraction of peptides and proteins and thus their analysis by MALDI-ToF MS. 由于Fe3O4@SiO2@PMMA微球具有强力的磁性核心以及疏水的有机表面， 所以它具有很大的潜力用于在溶液相的体系中进行快速地磁性分离和对多肽 和蛋白质的高效吸收，事实上我们发现Fe3O4@SiO2@PMMA微球具有突出 的性质因此能有效地用于多肽和蛋白质的提取，和用于MALDI-ToF MS分析。
MALDI TOFTOF在蛋白质组学中的应用介绍
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。
基于MALDI-TOF-MS的羊绒羊毛蛋白定量法及其应用
ＧPAGE)对 提 取
异最终也能体现在表达的蛋白上.日本和意大利在
性定 量 检 测[６]. MALDI
ＧTOF
ＧMS,基 质 辅 助 激 光 解
谱技术,越来越多的被用于蛋白质、多肽、核酸、寡糖
等生物大分子质量测定,高通量的蛋白质表达谱研究
等领域,具有灵敏度高,准确度高,易于实现自动化等
优点
.本研 究 从 MALDI
中,
在离心管中加入 ０．
５mL 的提取液(
５０mM DTT;
４％SDS;
０．
１M 磷酸缓冲液 pH７．
８),使用旋涡振荡
器混均匀;将离心管置入热盖温控装置或者水浴锅于
分是角蛋白,而蛋白是由 DNA 翻译而来,
DNA 的差
９５℃ 反 应 ３０mi
n. 取 出 至 室 温 后,加 入 碘 乙 酰 胺
(
IAA)使溶液浓度调整至 １００mM.室温反应 １５mi
取特征峰比值的平均值确定每个含量的横坐标,以绵
羊含量的百分比为纵坐标,确定混合标样每个点的位
置,对 ５ 个点进行曲线拟合,得一直线(图 １),且 R２ ＞
０．
９９.
表 ２ 不同产地羊绒的验证结果
产地
颜色
阿富汗
棕色
２
吉尔吉斯斯坦
棕色
土耳其
棕色
４
澳大利亚
白色
蒙古
棕色
１
３
５
羊绒检测值/％
５４．
１
４９．
９
鳞羊毛冒充山羊 绒,欺 骗 消 费 者,针 对 这 类 样 品,也
进行了一系列实验.混合配比仍为 ５０％/５０％ ,
１号
羊毛为 中 国 脱 鳞 羊 毛、
浅谈蛋白质质谱分析
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
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.。
MALDI-TOF MS质谱样品浓度
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
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 MS的原理和应用_1226
蛋白质的搜库鉴定
Protein ID
Mascot Search Results
内容提要
MALDI-TOF质谱的基本原理 蛋白鉴定和蛋白质组分析 定量蛋白质组学 细菌鉴定 血清多肽谱分析 分子成像
BioTyper：微生物的鉴别与分类
如何快速鉴别不同种类的微生物？
实验流程
菌种鉴定 数据分析 质谱分析
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱的 原理和应用简介
周春喜 博士
布鲁克·道尔顿公司 应用工程师
内容提要
MALDI-TOF质谱的基本原理 蛋白鉴定和蛋白质组分析 定量蛋白质组学 细菌鉴定 血清多肽谱分析 分子成像
什么是质谱仪？
样品
++ +
离子源
质量分析器
生物质谱仪的离子源与质量分析器
离子源
ElectroSpray Ionization (ESI) Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization (MALDI)
41
| Ps. fluoreszens B340 |
3 | 868 | 4186 | 0.21 | 6 | 7 | 83 | 0.11 | 0.19 |
4
| Ps. veronii DSM11331 |
4 | 847 | 4250 | 0.20 | 5 | 7 | 83 | 0.10 | 0.14 |
6318
7276
0 2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
分子量(定性信息)
9556 9000
m /z
多肽和蛋白质分子量的测定
a.i. 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
MALDI TOF质谱技术在蛋白质分析中的应用
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。
MALDITOFTOFMS在蛋白质组研究中的应用
二、生物质谱用于蛋白质组鉴定的基本原理
自从1912年，Thomson首次使用抛物线质谱仪测定了Ne 的两种同位素22Ne和24Ne以来，经过近100年的发展，质谱 在其各个方面都得到巨大的发展（如下图所示），各种组 合的质谱仪不断出现，应用更加深入广泛！
进样系统
质量 分析器
检测器
真空系统
供电系统
数据处理 与控制系统
依据蛋白质的序列特征，蛋白质组定性分析方法可分为： 肽质量指纹谱法（PMF)和肽序列标签法（PST,也叫de novo法）
（2）蛋白质组定量分析方法 ① 直接进行比较，包括SDS-PAGE、2DE、HPLC； ② 标记方法，包括同位素标记亲和标签（ICAT，iTRQA）、 元素标记亲和标签（ECAT）、酶促18O标记、DYGE技术和 同位素氨基酸细胞培养标记(SILAC)。
(4)、蛋白质组技术方法发展趋势
蛋白质组研究中目前面临的技术挑战主要是：标准化方法 的验证以及数据的精确性和重现性、简便有效的验证技术和定 量技术。就技术本身而言仍然是分析化学的基本问题即选择性、 准确性、灵敏性、重现性、可行性和动态范围。具体包括：
1、标准化、高灵敏度和高重现性的微量蛋白质组学分析方法 的建立及验证和评价体系；
简要历史回顾： 1994年，澳大利亚的科学家首次提出蛋白质组概念； 1995年，蛋白质组一词首次见诸报端； 2001年4月，在美国成立了国际人类蛋白质组研究组织(Human Proteome Organization, HUPO)，随后欧洲、亚太地区都成立了 区域性蛋白质组研究组织，期望共同努力，完成人类蛋白质组计 划(Human Proteome Project)；另外，创刊了蛋白质组学专门杂 志，如《Proteomics》、《Molecular & cellular proteomics》和 《Journal of proteome research》； 2002年～现在，已举行了六届HUPO国际会议和五届中国蛋白质组 学术大会。
探索MALDI-TOF MS技术及其在食品微生物检测方面的应用
FOOD INDUSTRY I THEORY探索MALDI-TOF MS技术及其在食品微生物检测方面的应用文I李晓萌周长民沈阳市食品药品检验所摘要：MALDI-TOF MS技术是一种新型工具，可以使用该工具来检测生物大分子，具有较多优势，如准确性较高、通量较高、所需成本较低等。
然而，在食品微生物检测方面，该技术仍存在一定的不足。
基于此，本文对MALDI-TOF MS技术进行了分析，对MALDI-TOF MS技术在食品微生物检测方面的应用进行了探讨，希望能帮助到相关人士。
关键词：MALDI-TOF MS技术；微生物检测；飞行时间质谱引言：最近几年以来，MALDI-TOF MS 技术取得较快发展，其是一种软电离技术方法，MALDI-TOF MS技术的出现，促使传统的质谱技术得以变革，MALDI-TOF MS技术可筛选生物大分子（如多肽以及蛋白质等）的高通量，亦可对寡核晋酸与基因多态性进行分析，该技术具有以下优点：不会打碎分子；可检测的范围较宽，最大范围可达400kDa；可对混合物进行检测；对盐有着较强的容忍性。
因此，MALDI-TOF用于多方面，如蛋白子组学以及临床医学等。
1.MALDI-TOF MS技术原理MALDI-TOF MS技术由MALDOI 技术以及TOF MS（飞行时间质谱）组合而成。
对于MALDOI际而言，其原理主要基于基质与待测物的混合，并且包围基质，通过共结晶薄膜，由于待测物浓度低于基质浓度，脱部分麒能量被基质分子吸收，竝转進气态，促使基质离子的形成，在基质离子与待测物碰撞的过程中，待测物被离子化，在此过程中，高分子并不会断裂，常常只形成分子、离子或者其多聚体。
对于TOFMS原理而言，是基于飞行距离以及加速电压，待测物质的m/z（m表示待测物质的质子数，z表示待测物质的电荷数）与飞行时间的平方成正比例关系。
在电场的作用下，生物大分子以较 快的速度通过飞行管道，依据达到的离子数目与检测时间，得到峰强度值的图谱，以此被分析器检测。
MALDITOFMS的原理和应用
MALDITOFMS的应用领域
生物医学研究
MALDITOFMS在生物医学研究中被广泛应用于蛋白质组学、代谢组学和药物分析等领域， 可以快速鉴定和定量分析生物样品中的各种分子。
食品安全检测
MALDITOFMS可以用于食品中有害物质的快速检测和鉴定，如农药残留、添加剂和微生物 污染物等。
环境监测
MALDITOFMS可以用于环境样品中有机污染物的检测和分析，如水体、土壤和空气中的有 机化合物。
MALDITOFMS的原理和应 用
MALDITOFMS是一种基于飞行时间质谱的分析技术，能够快速、准确地测定 样品中的分子质量。
MALDITOFMS的定义和介绍
MALDITOFMS（Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry） 是一种分析技术，利用激光将待测样品与辅助基质混合后进行离子化，然后利用飞行时间质谱仪对离 子进行分析。
MALDITOFMS的工作原理
MALDITOFMS的工作原理主要分为基质辅助激光解吸（MALDI）和飞行时间质谱（TOF）两个步骤。 首先，样品与基质混合后，激光瞬间加热样品，使样品中的分子离子化。然后，离子通过电场加速器， 以相同的初速度进入飞行时间质谱仪，最终根据离子的质荷比在检测器上形成质谱图。
MALDITOFMS在环境监测中的 应用
MALDITOFMS可以用于环境样品中有机污染物的检测和分析，如水体、土壤 和空气中的有机化合物。这有助于评估环境质量，保护生态平衡。
MALDITO展和改进，进一步提高分析速度、灵敏度和分辨率。未来，它有望在更广 泛的领域得到应用，为科学研究和社会发展做出更大的贡献。
病毒蛋白质组学_病毒学研究前沿
英文引用格式: Zhou S T, Liu R, Zhao X, et al. Viral proteomics: the emerging cutting-edge of virus research (in Chinese). SCIENTIA SINICA Vitae, 2010, 40: 767— 777, doi: 10.1360/052010-412
1.2 包膜 DNA 病毒
病毒蛋白组最早被确定的 DNA 病毒是鲶鱼疱疹 病毒(ictalurid fish herpes virus). 在该研究中, 纯化的 病毒颗粒通过 NP-40 增溶, 然后通过凝胶分离, 电印 迹以及包括胰蛋白酶在内的多种蛋白酶酶解蛋白条 带, 得到大量肽段片段, 最后利用 MALDI-MS 对所 得肽段片段进行分析, 并将所得肽指纹在 Swiss-Prot
10(ND)
12
鼠 γ 疱疹病毒 68 鼠
17(5)
5
人巨细胞病毒
人
71(12)
70
a) ND: 未定
分离方法/质谱
文献
RPLC/LC-ESI-MS/MS
[8]
1D-GE/MALDI-MS
[9]
2D-LC(SCX 和 RP)/ESI-MS/MS
[10]
2D-LC(SCX 和 RP)/ESI-QTOF-MS
在过去几年中, 对疱疹病毒的研究加深了人们对 病毒结构和早期病毒蛋白功能的认识[26]. 目前, 蛋白 质组学方法已经用于多种疱疹病毒的研究中, 包括 beta 疱疹病毒中的人巨细胞包含体病毒(HCMV)[13]和 鼠巨细胞病毒[14]以及 gamma 疱疹病毒中的 EB 病毒[17], Kaposi 肉瘤相关疱疹病毒(KSHV)[16,27,28], 恒河猴病 毒(RRV)[17]和鼠 gamma 疱疹病毒 68(MHV68)[29]. 尽 管 1 型单纯疱疹病毒(HSV-1)的病毒学行为已被广泛 研究, 但目前关于其所属的 alpha 疱疹病毒的蛋白质 组学研究还未见报道.
MALDI-TOF应用分析实例
基质辅助激光离子化飞行时间质谱仪应用文集 No. 5MALDI-TOF应用分析实例1. MALDI-TOF测定直链多糖2. AXIMA-CFR进行蛋白质组分析实例3. 采用Seamless PSD测定和鉴别植物凝血素4.5. 采用数据库检索确定蛋白质- Seamless PSD 测定进行MS-Tag法的应用1．采用MALDI-TOF测定直链多糖Pullulan是由3个葡萄糖形成多丙糖结合成链状的中性单纯多糖。
作为食品、药品的添加剂被广泛使用。
使用AXIMA-CFR可以观察到最小重合单位的葡萄糖(a：fM=162)的碎片以及多丙糖单位(b：fM=486)的碎片。
MALDI-TOF MS (AXIMA-CFR)的质谱图2．采用AXIMA-CFR 进行蛋白组分析的应用实例蛋白质网络分析的蛋白组分析是后基因组研究内容，以AXIMA-CFR进行蛋白组分析，这个实例说明分析蓝藻(Anabaena sp. PCC7120株)的蛋白组分析。
多肽指纹图 (Peptide Mass Finger Print, PMF)PMF法是使用质谱仪确定蛋白质方法的一种。
首先将待分析的蛋白质用双向电泳等设备分离，然后用胰蛋白酶消解，获得的多个多肽的消解片段。
接着将此组数据和DNA ・蛋白质数据库计算的理论值相比较进行确定。
图1是双向电泳图(a)和其中一点的PMF质谱图(b)。
根据PMF方法，该蛋白质被确定与图2中的遗传产物相同。
图1：Anabaena sp. PCC7120株的全蛋白质双向电泳图(a)和PMF谱图(b)遗传产物A29674：Anabaena sp. PCC 7120 C-PHYCOCYANIN ALPHA CHAIN全长氨基酸序列VK (1)TPITEAIAAADTQGR (2)FLGNTELQSAR (3)GR YER AAASLEAAR (4) GLTSNAQR LIDGATQAVYQKPYTTQTPGPQFAADSR (5) GK SK CAR DVGHYLRIITYSLVAGGTGPLDEYLIAGLAEINSTFDLSPSWYVEALK HIK ANHGLSGQAANEANTYIDYAINALS (6)图2：被确定蛋白质的遗传物质及编码的蛋白质全长氨基酸序列，()内的数字对应图1中的数字 PSD 分析(Post Source Decay)采用PSD 进行MS/MS 分析是分析多肽结构的有效方法，由Curved Field Reflectron 模式进行PSD 分析，不需根据碎片离子的质量改变Reflectron 电场的设定，可以在一次分析中检测全范围的碎片离子实现快速分析。
MALDI_TOFTOF在蛋白质组学中的应用介绍
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质谱的大体原理二、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势完美结合的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技术线路解决方案二：LC-MALDI TOF/TOF技术线路解决方案三：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质谱的大体原理MALDI-TOF/TOF质谱要紧由MALDI离子源和飞行时刻质量分析器TOF组成。
样品在离子源内受激光的轰击而电离,受加速电场的作用取得必然的动能后,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刻不同，通过测量离子的飞行时刻即可测得离子的质量。
它不仅能够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。
除通过经典的以二维电泳为分离手腕的双向电泳-MALDI TOF/TOF技术线路和以液相色谱为分离手腕的LC-MALDI TOF/TOF技术线路，进行表达蛋白质组学或不同蛋白质组学研究之外，它还在临床医学研究的具有普遍的应用，如发觉与鉴定生物体液（如血清）中生物标志物的ClinProt技术，用于发觉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。
MALDI技术在蛋白质组学中的应用
MALDI技术在蛋白质组学中的应用在生物领域中，蛋白质组学是一项非常关键的研究领域，因为它能够帮助人们更深入地了解蛋白质如何运作以及与疾病发生的关系。
相对于传统的试管技术，MALDI（基质辅助激光解析离子化技术）在蛋白质质谱学中的应用为研究人员提供了一个更快更准确的分析方式。
本文将会重点探讨MALDI技术在蛋白质组学中的应用。
一、简单介绍MALDI技术MALDI技术是质谱分析的一种方法，它采用的是激光辅助离子化过程。
在MALDI技术中，样品需要先与一个金属基质混合并被固定在载玻片上。
当激光光束穿过这些样品并击中基质时，会导致基质的分子产生激发，并释放出正离子，这些离子可以通过电场引导进入质谱仪进行分析。
MALDI技术因其快速和灵敏的特性而被广泛应用于分析大分子，包括蛋白质、多肽、核酸和糖类物质等等。
二、MALDI技术在蛋白质质谱学中的应用MALDI技术已经成为了蛋白质质谱学中的首选方法，因为它可以对大分子进行快速分析。
它主要有两种应用：配体和图谱分析。
1. 配体分析通过配体分析，研究人员可以通过MALDI技术找到与蛋白质相互作用的配体。
相对于传统的方法，MALDI技术可以快速、标记化地准确检测到蛋白质-配体复合物。
这种方法可以使研究人员更快地了解蛋白质功能和其在生理状况下的作用。
2. 图谱分析MALDI技术也常被用来进行质谱图谱分析，通过这种方法研究人员可以更细致地研究蛋白质、多肽序列以及翻译后修饰。
这是由于MALDI技术能够准确分析蛋白质的分子量。
在蛋白质组学研究中，这种方法被广泛用于寻找特定的蛋白质、翻译后修饰位点和组合，并探寻这些过程的生理/病理学意义。
三、MALDI技术在蛋白质组学研究中的优点1. 灵敏度高MALDI技术能够通过快速、容易的样品制备步骤非常精确地定量分析。
MALDI-TOF（飞行时间质谱）仪器还具有较低的检测限，可以检测到样品中非常低浓度的物质。
相对于其他分析技术，MALDI技术在蛋白质组学中的灵敏度很高。
MALDI-TOF-MS技术及应用
线性模式（reflection）
反射模式下TOF的分辨率高于线性模式
Bruker公司仪器示意图
ABI公司仪器示意图
岛津公司仪器示意图
Detector
Helium collision cell for fragment generation
Ion gate for parent ion selection
MALDI TOF MS的构成
variable attenuator laser
trigger diode
1.8 m linear
250 l/s turbo
检测器2：反射模式
250 l/s turbo
检测器1：线性模式
线性模式和反射模式
反射模式（linear） 1. 一般测试分子量小于4000的 样品 2. 分辨率高，单同位素清晰准 确 1. 一般测试大分子量样品 （M>4000） 2. 分辨率低，得到是平均分子 量的质荷比
E：离子在加速电场获得的动能; U：加速电场电压 z：离子所带电荷; v：离子飞行速度; t：离子飞行时间; m：离子质量 L：飞行管道长度 c：常数
质量分析范围：500Da---100KDa
1.3 MALDI-TOF-MS质谱的分析步骤
1：基质与多肽样本共同 置于刚靶上。
3. 多肽离子在TOF管里飞行，飞行速度 取决于多肽离子的M/Z的大小
Matrix - CHCA
常用基质及选择
基质
HCCA
样品
蛋白，多肽，糖，小分子，极性聚合物
DHB
HPA Dithranol IAA
蛋白，多肽，糖，小分子，极性聚合物
核苷酸 非极性聚合物 非极性聚合物
MALDI-TOF质谱的原理
5鲁辛辛 微生物MALDI TOF MS技术的常规应用与开发
1. 质谱及MALDI-TOF的基本原理
• 质谱是一种与光谱并列的谱学方法，它通过制备、分离、 检测气相离子鉴定化合物的一种专门技术；
• 质谱一次分析可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱 法结合是分离科学中一项突破性进展；
• 因高特异性和高灵敏度得到广泛应用的普适性方法； • 质谱仪是分离和检测带电物质的质量差异的一类仪器，由
续
• 特征性质谱峰和质量图来自细菌全细胞蛋白（核糖体蛋白、 细胞膜蛋白）按照（M/Z)分离排列；
• 鉴定数据库中已有细菌，质谱数据库质量直接关系鉴定的准 确与否；
• 数据库建库形式基本为标准菌株+临床分离株共同取MS峰计 算所得；
• 目前Bruker含2290种、5627个细菌与真菌种属； • Bruker可自建数据库、自建方法、开发药敏及毒素检测等。
MALDI-TOF MS的工作原理
• 基质辅助激光解析电离（MALDI）是由德国科学家Karas和 Hillenkamp发明；
• 将微量蛋白质与过量小分子基质混合液体点到样品靶上，经干 燥形成共结晶，放入离子源内；
• 当激光照射到靶点上时，基质吸收了激光能量跃迁到激发态， 导致蛋白质电离和汽化，电离使基质的质子转移到蛋白质上；
• 我国的采购仍以四极杆质谱为主54%，TOF20% • 我国质谱研发
安捷伦 Q-TOF 6545 安捷伦 LCMS-6470
日本电子AccuTOF-GCx 和 AccuTOF-DART 4G
岛津 LCMS-8060
沃特世 Vion IMS Qtof 赛默飞 Q Exactive GC 赛默飞 Fusion Lumos Tribrid 厦门质谱 microTyper MS
• 与传统质量分析器相比，更易得到高分辨率和高测量精度；速 度快，离子飞行时间仅为几个μs（1秒的百万分之一）和约 100μs之间；质量范围宽，可以直接检测到几十万道尔顿的单 电荷离子；
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多肽混合物
MALDI MS or MSMS or cLC-ESI- MSMS PMF，PST OR DE NOVO 数据
生物信息学工具 蛋白质组
图1 整体蛋白质组预分离分析技术路线
细胞、组织或体液 超声、离心处理或亚细胞器分级
蛋白质提取液 溶液酶切
多肽混合物 MALDI MSMS or c2DLC-ESI- MSMS
PST OR DE NOVO 数据 生物信息学工具
蛋白质组
图2 多维蛋白质组分析技术（鸟枪法蛋白质组学方法）
2、作为生命功能的执行体——蛋白质组的研究是为了从更高 层次上深入解读生命的本质和生命活动的规律。
3、通过人类疾病蛋白质组的研究，为病理研究、早期诊断、 治疗以及药物开发提供依据。
蛋白质组学研究的内容
1、蛋白质组表达谱(proteome expression profiling) 针对已有基因组或转录组数据库的生物体、组织或细胞，
蛋白质组研究的意义
1、一些物种如小鼠、大鼠等基因组测序工作的完成，特别是 人类基因组计划草图完成（2001年）后，人们面临的迫切任务 之一便是对基因组的功能注释，而在基因组和转录组水平上常 常无法回答许多生物学问题，如基因转录和翻译的起始位点、 翻译后修饰种类和位点、定位信息以及相互作用等问题，因此， 蛋白质组的研究是基因组研究的深入和延续；
（2）生物质谱和分离科学的进步为我们提供了分离和鉴 定的技术平台和必须的手段；
（3）计算机技术的提高，特别是生物信息学的发展为我 们处理海量数据提供了有力的支持和保障。
2、蛋白质组学研究方法分类 （1）蛋白质组定性分析
依据分析对象是整体蛋白质混合物或酶切后的多肽混合物， 蛋白质组的定性分析方法分为自下向上法（bottom up）和自上 向下法(top down)；
cytoplast nuclei
对于人体：
1个受精卵发育成1012细胞，103细胞类型。其“蛋白 质组”随“时” 、“空” 处于变化之中，而“基因组” 则相对处于不变之中。因此，我们可以得出：生命体的 统一性源于基因组，生命体的复杂性源于蛋白质组。
主要研究策略
1、研究基础
（1）生物学的发展，特别是越来越多生物基因组测序的 完成，为我们提供了蛋白质组数据库；
要的生理和病理体系或过程的研究，即进行比较蛋白质组学 研究，包括疾病发生和发展机制、疾病诊断标志物以及药物 靶标等；
5、蛋白质组学中的新技术和新方法 建立蛋白质组学研究的支撑技术平台以及生物信息学研
究工具，包括各种定性、定量、结构分析和生物信息学软件 和数据库。
蛋白质组研究中的复杂性
一种细胞、组织或生物体有多少蛋白质? 人类基因组含有3～ 4万个基因，与小鼠的基因数相差不多，仅是果蝇或线虫的两 倍左右，但他们的表型相差却如此巨大，其根本问题便是蛋 白质组的差异所致。
建立相应蛋白质组或亚蛋白质组数据库。
2、蛋白质组修饰谱(proteome modification profiling) 构建蛋白质翻译后修饰的种类、修饰位点以及修饰官能团
的结构等数据库。
3、基本生物学问题 研究与生命活动过程中密切相关的问题。比如：蛋白质组
成和空间结构、定位和相互作用网络等；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4、临床应用问题 以重要的生理过程或人类一些重大疾病为对象，进行重
3 蛋白质组研究方法进展
(1)复杂蛋白质组体系
目前对于组织、细胞和血浆等复杂蛋白质组的分析，均 采用多维分离技术与质谱联用的方法。其技术路线如图1和 图2所示。
细胞、组织或体液 超声、离心处理或亚细胞器分级
蛋白质提取液 整体蛋白质混合物预分离包括： 2DE，2DLC，或 LC-SDS-PAGE等
30000-40000个基因
30000个基因
共享99%基因
一个基因表达 多少种蛋白质？
蛋白质多样性
Post translated modification
Displacement
Interaction
Conformation transformation
Post translated splicing
MALDI TOF/TOF MS 在蛋白质组研究中的应用
张养军
军事医学科学院反射与辐射医学研究所 北京蛋白质组研究中心 2009年4月
报告内容：
一、蛋白质组学简介 二、生物质谱用于蛋白质组鉴定的基本原理 三、MALDI TOF/TOF MS仪器组成和基本原理 四、 MALDI TOF/TOF MS在蛋白质组研究中的应用
简要历史回顾： 1994年，澳大利亚的科学家首次提出蛋白质组概念； 1995年，蛋白质组一词首次见诸报端； 2001年4月，在美国成立了国际人类蛋白质组研究组织(Human Proteome Organization, HUPO)，随后欧洲、亚太地区都成立了 区域性蛋白质组研究组织，期望共同努力，完成人类蛋白质组计 划(Human Proteome Project)；另外，创刊了蛋白质组学专门杂 志，如《Proteomics》、《Molecular & cellular proteomics》和 《Journal of proteome research》； 2002年～现在，已举行了六届HUPO国际会议和五届中国蛋白质组 学术大会。
依据蛋白质的序列特征，蛋白质组定性分析方法可分为： 肽质量指纹谱法（PMF)和肽序列标签法（PST,也叫de novo法）
（2）蛋白质组定量分析方法 ① 直接进行比较，包括SDS-PAGE、2DE、HPLC； ② 标记方法，包括同位素标记亲和标签（ICAT，iTRQA）、 元素标记亲和标签（ECAT）、酶促18O标记、DYGE技术和 同位素氨基酸细胞培养标记(SILAC)。
1、在表达谱构建中的应用 2、在翻译后修饰研究中的应用 3、在蛋白质相互作用研究中的应用 4、在蛋白质相对和绝对定量研究中的应用
一、蛋白质组学简介
蛋白质组（proteome）：一种细胞、组织或生物体完整基因组所 对应的全套蛋白质。 蛋白质组学（proteomics)：研究细胞、组织或生物体中蛋白质 组成、定位、变化及其相互作用规律的科学。