随着人类基因组全序列测定的完成，人类基因的注释和功能确认已成为生命科学面临的最重要任务之一。对生命活动的功能执行体－蛋白质的深入研究不仅有助于全景式地揭示生命活动的本质，而且对于研究疾病机制、发展预警、疾病诊断和治疗均具有重要意义。复杂基质中低丰度蛋白质的准确分析一直是蛋白质研究的重点和难点。近年来，质谱成为复杂基质中低丰度蛋白质准确分析的利器。然而，复杂基质中低丰度蛋白质的分析极易受到其他高丰度蛋白质的干扰，对其进行直接质谱分析存在较大困难，因此研究对低丰度蛋白质具有特异性的富集材料和分离纯化策略是质谱分析的重要基础。针对以上问题，本论文以血清中低丰度蛋白质热休克蛋白90α（Heat shock protein90α，Hsp90α）和生长激素（Human growth hormone，hGH）为研究对象，开展了以下研究工作：
　　制备了基于DNA四面体（DNA tetrahedron，DNA TET）的新型免疫亲和材料MoS2@Fe3O4@AuNPs@DNA TET@Ab用于血清中低丰度蛋白质Hsp90α的特异性富集。基于DNA四面体具有优良的生物兼容性和规律的修饰基团分布等特点，设计合成了新型免疫亲和材料MoS2@Fe3O4@AuNPs@DNATET@Ab，其中，二硫化钼具有良好生物兼容性、较大比表面积、超薄的片层结构以及含有大量硫元素等特性，易于进行功能化修饰，从而作为免疫亲和材料的基质材料。Fe3O4在磁场的作用下可实现快速分离，通过外加磁场分离免疫亲和材料，具有省时省力、抗体及抗原损失少等特点，提高了免疫富集与质谱鉴定的效率。经修饰的DNA四面体易于稳定固载在纳米材料表面，能有效控制抗体的朝向和探针之间的距离，提高抗原捕获效率。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱仪和超导干涉量子仪等仪器对新型免疫亲和材料进行表征研究，实验结果证明该材料成功合成且具有较强磁性，满足在磁场作用下从溶液中快速分离的要求。合成的新型免疫亲和材料为后续Hsp90α的高效富集及质谱分析提供了可靠的分离工具，也证明了基于DNA四面体的免疫亲和材料的应用潜力。
　　发展了基于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（Matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry，MALDI-TOF）的Hsp90α质谱分析方法。为考察制备的新型免疫亲和材料的富集效果、特异性、选择性和灵敏度等性能，采用MALDI-TOF对免疫亲和材料富集蛋白质后的酶切液进行质谱分析，结果表明新型免疫亲和材料具有高特异性富集的特点。含有3μg Hsp90α的溶液经免疫亲和材料富集后，可鉴定到17条Hsp90α肽段；当Hsp90α与BSA蛋白按摩尔比1∶1000混合时，富集后仍可鉴定到9条Hsp90α肽段；当Hsp90α浓度低至10ng/mL时，纳米材料富集后仍可鉴定到6条Hsp90α肽段；最后，在癌症病人血浆样品中成功鉴定到11条Hsp90α肽段。以上结果说明该免疫亲和材料具有高特异性、高选择性和高灵敏度的特点，该分析策略在临床肿瘤标志物的精准检测方面具有广阔的应用前景。
　　建立了基于离线二维高效液相色谱分离血清样本的新策略，准确定量分析了血清中低丰度蛋白质生长激素含量。以同位素标记的人生长激素为内标，通过高低pH流动相两次分离收集目标馏分，建立了基于离线二维高效液相色谱分离血清样本的新策略。然后，结合高效液相色谱-同位素稀释质谱法，准确定量分析了人血清中低丰度蛋白质生长激素的含量。通过对模拟样品（空白血清添加已知质量生长激素标准物质，理论含量为12.00ng/g）和国际比对样品中生长激素的测量及不确定度计算，定量结果分别为(11.45±2.33)ng/g和(12.84±1.46)ng/g。该方法准确性高、重复好，为复杂基质中低丰度蛋白质的准确定量分析发展了一种有效的测量方法，提供了可溯源的分析结果。