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
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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。