蛋白質譜儀

蛋白質譜法廣泛應用於生物標誌物的發現、蛋白質組學研究和臨床應用的生物樣本分析。與其他用於大規模表征蛋白質的技術相比，質譜技術因其易於進行複雜分析而成為蛋白質組學的主要工具。

質譜技術可用於根據蛋白質的結構、轉譯後修飾和相互作用來定量識別和表征蛋白質。

蛋白質辨識通常包括將蛋白質化學或酵素消化成肽段，然後進行質譜分析，並使用計算方法或測序進行識別。
轉譯後修飾可透過氨基酸殘基質量的變化進行識別。
對於糖分析和剖析，使用酶或化學方法從糖蛋白中釋放糖分子，然後對釋放的糖進行衍生化，以進行質譜分析。
蛋白互作是透過特定目標蛋白與任何互作蛋白的親和共純化來確定，或在使用質譜分析之前，使用尺寸排除或離子交換色譜法進行更全面的研究。

對於定量蛋白質組學，蛋白質或肽可以使用串聯質量標記 (TMT) 和 iTRAQ 用穩定同位素進行化學標記，或通過納入標記氨基酸 (SILAC) 進行代謝。比較重同位素和輕同位素的納入，可將質量標記峰強度與蛋白質豐度相關聯，從而進行相對定量。若要進行絕對定量，可在樣品中添加同位素標記的合成肽或蛋白質標準，進行選擇反應監測 (SRM) 分析

在蛋白質質譜法中，不同蛋白質和肽的質量是透過測量其氣相離子的 m/z（質量-電荷）比來確定的。質譜儀首先使用離子源將蛋白質分子轉換為氣相離子。接著，質量分析器會根據 m/z 比率來分離離子化的分析物質。接著，偵測器會記錄每個 m/z 值的離子數量。MALDI 和電漿離子化 (ESI) 常用於離子多肽或蛋白質。

MALDI-TOF Mass Spectrometry

MALDI是一種利用雷射能量吸收基質產生離子的離子化方法，可將蛋白質分子的碎片減至最少。首先將樣品與適當的基質材料混合。接著，脈衝雷射照射樣本，引發樣本與基質材料的消融與解吸。之後，分析物分子會在消融的氣體中透過質子化或去質子化的方式離子化，然後再以質譜法進行分析。

Electrospray Ionization Mass Spectrometry

電噴離子質譜法電噴離(ESI)是利用電噴的方式產生離子，在電噴的過程中，高電壓會加在液體樣品上產生氣溶膠，產生的離子對於縮氨酸和蛋白質的碎裂最小。當質譜與液相色譜 (LC-MS) 耦合時，通常會使用電噴電離，因為液相色譜洗提液可以直接送入電噴進行串聯處理。

工作流程

蛋白質樣品製備

用於質譜分析的蛋白質樣品製備需要細胞裂解或蛋白質溶解和穩定。為了進行蛋白質組分析，需要使用能破壞細胞膜的緩衝液與蛋白酶抑制劑來裂解細胞，以防止蛋白質降解。必要時會移除高豐度蛋白。回收和富集選定的分離物有助於蛋白組分析。

純化血清肽進行質量分析

消化與標示

位點特異性蛋白酶（如胰蛋白酶）用來將蛋白質裂解成小片段，以便通過將實驗光譜與蛋白質資料庫中的理論光譜進行比對或與運行標準進行比較來進行鑒定。為了進行相對定量，可使用氨基酸餵養所納入的穩定同位素對細胞培養物進行代謝標記，或使用化學方法對樣本進行穩定同位素標記。使用同位素標記的合成縮氨酸加標樣本，可透過選擇反應監測 (SRM) 分析進行絕對定量。