浅谈质谱应用（一）

质谱法 (MS) 可以电离样品并测量所得离子的质荷比 (m/z)。随着质谱仪、计算机技术和软件的结合，MS 的应用范围越来越广泛。如今，可分析的样品类型种类繁多，可获取的信息范围也越来越广，这使得 MS 渗透到化学、生物化学、药学、医学以及许多相关科学领域等众多研究领域。

质谱法在蛋白质组学中的应用
MS 已成为蛋白质组学研究中的有力工具，可以精确测定肽和蛋白质的分子量及其序列。在串联质谱法中，肽和蛋白质的碎裂可以提供序列信息，用于蛋白质鉴定以及翻译后修饰或其他共价修饰的识别和定位。
• 质谱法鉴定蛋白质
质谱法已成为蛋白质鉴定的主要方法。基于质谱的蛋白质鉴定方法主要有两种，包括从头测序和肽质量指纹图谱 (PMF) 数据库搜索。最终，蛋白质是通过计算方法从捕获的质谱峰中鉴定出来的，理论上每个峰代表一个肽片段离子。
• 质谱蛋白质定量
蛋白质组学研究通常需要了解蛋白质的表达水平。随着质谱技术的出现和发展，我们可以找到更可靠、更动态的方法来分析蛋白质的差异表达。定量蛋白质组学可分为相对定量和绝对定量。相对定量旨在研究不同情况下蛋白质组表达的差异，主要包括稳定同位素标记和非标记定量两种方法。绝对定量是指获取蛋白质的特定表达水平。蛋白质定量常用的方法包括iTRAQ（用于相对和绝对定量的同位素标记）、SILAC（细胞培养中氨基酸稳定同位素标记）、ICAT（同位素编码亲和标签）、非标记定量等。
• 质谱法分析翻译后修饰
翻译后修饰 (PTM) 是指蛋白质结构的化学改变，通常由底物特异性酶催化。PTM 的类型多种多样，包括磷酸化、乙酰化、糖基化等。质谱被认为是蛋白质修饰分析的关键技术，因为它可以在无需事先了解修饰位点位置的情况下，提供有关蛋白质修饰的通用信息。自上而下、由中而下和自下而上是基于质谱的 PTM 分析的三种主要策略。

代谢组学中的质谱分析
代谢物是指参与一般代谢反应，并维持细胞维持、生长和正常功能的小分子。代谢组学是对生物系统中所有代谢物的鉴定和定量分析。质谱 (MS) 和核磁共振 (NMR) 是代谢组学中常用的小分子分析工具。基于质谱的代谢组学研究药物、毒素和各种疾病对代谢物水平的影响，以追踪代谢途径并测量代谢通量。

质谱成像
质谱成像 (MSI) 是一种可视化分子空间分布的技术。质谱可以从表面微米级区域获取，将化合物在表面（微电子器件、组织切片）上的横向分布转化为图像，并可与光学图像关联。一些常见的电离技术包括 DESI 成像、MALDI 成像和二次离子质谱成像（SIMS 成像）。

糖组学中的质谱分析
糖基化是最重要的翻译后修饰 (PTM) 之一，哺乳动物体内超过 50% 的蛋白质均可被糖基化。糖组学是糖生物学的一个分支，旨在鉴定糖组的结构和功能。基于质谱的糖组学广泛用于分析游离寡糖、糖胺聚糖以及糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的糖基部分。基质辅助激光解吸电离 (MALDI) 和电喷雾电离 (ESI) 常用于糖复合物分析。质谱可作为一项独立技术使用，也可与高效液相色谱 (HPLC) 和毛细管电泳 (CE) 等分离方法联用。