巯基化合物在生物体内普遍存在,并且在生物的氧化还原平衡和抗氧化应激方面发挥着重要的作用。因此,对巯基化合物高灵敏度和准确性的检测在生化研究和疾病诊断方面具有重要的意义。之前对于生物体内巯基化合物的分析主要是基于目标性的几种巯基化合物的检测,而关于生物体内巯基化合物非目标性检测的报道则很少。质谱是一种高选择性和灵敏度的检测方法,然而,某些化合物缺乏易电离基团或同位素内标,因此,在检测时会面临定性灵敏度低和定量不准确的问题。稳定同位素标记技术是近几年来广泛应用于代谢组学的一种方法,与质谱技术结合可以实现对代谢物的非目标性定性和定量分析。该方法是利用化学衍生的办法将一对含有同位素差异的轻、重标记试剂分别标记两组样品,混合后进行LC-MS分析。通过在色谱图中比较轻、重标记试剂标记的同一目标物的峰强度来进行定性和定量分析。然而,之前基于稳定同位素标记的质谱方法所使用的质谱仪器为高分辨质谱,如FTICR或Orbitrap,采用的扫描模式为全扫描分析,这些仪器造价和维护成本很高。若采用低分辨率的仪器进行分析时,则便会面临定性的灵敏度、选择性和准确度低的问题。所以在本文研究工作中,我们将稳定同位素标记技术与常用的三重四级杆质谱仪不同的扫描方式相结合来非目标性定性和准确定量生物体中的巯基化合物。所建立的方法显著的提高了方法的灵敏度、选择性和准确度,同时解决了上述定性和定量时遇到的问题,为检测生物体内的巯基化合物提供了新的思路。主要研究内容包括以下几个方面：1.对4种衍生化试剂的衍生化产物进行评价。对比巯基化合物衍生前后的MS/MS碎裂行为,发现衍生后各化合物产生的碎片离子主要围绕衍生化试剂部分,更易产生相同的子离子。利用RPLC-MS对巯基化合物衍生后的灵敏度在SIM和MRM模式下进行比较,证明衍生化试剂中疏水基团和季铵盐基团对于质谱响应有增强的效果。此外,还发现质谱的碎裂行为影响MRM灵敏度,当质谱碎裂片段比较少时,MRM信号会更高。最后,选择含季铵盐基团的衍生化试剂溴化-溴代丙酮基喹啉铵(BQB)进行后面的实验。2.建立了一种高灵敏度的稳定同位素标记-质谱的方法(IL-LC-ESI-MS/MS)用于水稻中植物螯合肽(PCs)分析。其中,同位素标记试剂BQB和BQB-d7分别用于标记水稻样品和标准品PCs,混合后进行LC-MS分析。重同位素BQB-d7标记的PCs标准品可以用作目标物PCs-BQB的同位素内标以校正质谱定量分析时基质效应引起的信号波动。此外,经过BQB标记后,由于季铵盐基团的引入,PCs的检测灵敏度可以提高14-750倍并且衍生化产物的质荷比降低至m/z 428-453。使用该方法,在Cd处理水稻中可以检测到PC2、PC3、PC4和PC5,并且发现水稻中PCs含量随着Cd处理时间和浓度的提高而提高。3.建立了一种稳定同位素标记-双母离子扫描-质谱的方法(IL-LC-DPI-MS)用于啤酒中巯基化合物非目标性定性分析。其中,同位素标记试剂BQB和BQB-d7分别标记啤酒样品,等体积混合后进行LC-DPI-MS分析。BQB和BQB-d7标记样品会分别产生两个特征的子离子m/z 218和225,因此可以利用DPI方法进行分析。在两张色谱图中抽提出保留时间和峰强度一致,并含有特定分子量差异的离子对为可能的巯基化合物。利用该方法,在啤酒样品中检测到21种巯基化合物。其中,Nac化合物之前并未在啤酒样品中被报道。4.母离子扫描(PI)和多反应检测扫描(MRM)为三重四级杆质谱的两种扫描模式。基于此,将IL-LC-DPI-MS与IL-LC-MRM-MS方法相结合,对5种癌症病人和正常人尿液中巯基化合物进行非目标性定性和相对定量分析。首先,IL-LC-DPI-MS方法用于尿液中巯基化合物非目标性定性分析。在尿液中发现103种巯基化合物,其中,泛硫醇化合物之前并未在尿液中被报道。其次,IL-LC-DPI-MS方法用于癌症和正常人尿液中巯基化合物相对定量分析。在该方法中,[M]+→218.1和[M+7]+→225.1分别作为BQB和BQB-d7标记化合物的MRM离子对。其中,母离子信息[M]+和[M+7]+由尿液样品经前面IL-LC-DPI-MS分析获得。应用IL-LC-MRM-MS方法进行定量分析时,灵敏度比IL-LC-DPI-MS方法提高2.1-11.3倍。发现化合物HCys与γ-GluCys分别在鼻咽癌和胃癌中显著性升高,并且泛硫醇在食管癌和肺癌中显著性降低。