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质谱作为分子检测、鉴定的强有力工具，在生命、材料等科学中发挥着愈来愈重要的作用。串级质谱通过将母离子解离成碎片离子，可以获得分子的结构信息，是生物分子的鉴定和结构解析的一个重要手段。不同的二级质谱方法具有不一样的解离机理，在分子结构解析方面具有不同的功能和适用对象。根据不同的样本和分析需求，离子源的选用十分重要，而离子源的选择限制了二级质谱方式的选择。基质辅助激光解吸电离(MALDI)具有高通量、耐基体效应好等优点，与飞行时间质谱仪联用是最常见的搭配。MALDI-TOF/TOF串级质谱与其他串级质谱方法相比，具有独特的特点。本文利用MALDI-TOF/TOF对糖异构体和大分子量的蛋白进行分析，研究内容包括: 1.MALDI-TOF/TOF实现二糖异构体的定性和相对定量分析（第二章）:该部分工作利用MALDI-TOF/TOF在负离子模式下对二糖异构体进行解离分析，利用其产生的特异性碎片离子对二糖异构体进行区分，成功实现了三种二糖异构体的区分，包括位置异构、组成异构和连接异构，随后，选取一对特征性离子求得二糖异构体二元混合物在气相中的比例，与液相中异构体比例做线性拟合，成功实现了二糖异构体的相对定量分析。同时，将该方法运用到实际样品苜蓿中的二糖的鉴定和相对定量分析中，测定了苜蓿中麦芽糖与蔗糖的相对含量。 2.运用MALDI-TOF/TOF二级质谱成像方法发现二糖在植物组织中的异向分布。当分子量完全一样的同分异构体存在于同一个组织中，一级质谱成像无法区分两者的分布情况。利用MALDI二级质谱成像的方法对二糖-基质样品点中的二糖进行成像分析发现，虽然样品点存在咖啡环效应，但碎片离子的相对强度不受位置影响。运用该方法，发现洋葱鳞茎、青提和葡萄中的二糖异构体蔗糖和其他二糖具有不一样的分布特征。 3.发展了多电荷MALDI-TOF/TOF二级质谱方法对乳球蛋白中二硫键受热重构现象进行研究。采用新型基质2-NPG，成功实现了分子量较大的乳球蛋白(18kDa)的MALDI-top down分析，两电荷乳球蛋白离子的解离谱图中出现有特征性二硫键断裂的三重峰，对应于二硫键均裂和非均裂的碎片离子。当乳球蛋白经过加热，二硫键非均向断裂的碎片离子出现下降，在75摄氏度时陡降，经过分析，发现此时连接C60和C160的二硫键发生断裂。 4.实现膜蛋白的MALDI-top down分析。采用新型基质2-NPG对疏水性的膜蛋白进行MALDI一级质谱和二级质谱分析，一级质谱中出现了膜蛋白的多电荷离子，同时，与常用基质CCA相比较，效果更好。对比基质-膜蛋白的混合样品点的光学成像和质谱成像结果，发现不溶的膜蛋白聚集体附着在2-NPG的结晶杆上，而且2-NPG产生的信号更加均匀，多电荷离子信号强度更好。最后，对膜蛋白两电荷离子进行解离分析，得到了许多序列信息，与膜蛋白的结构对比发现这些碎片离子多在可溶区域，与CID中解离位点在跨膜区域不同。