对疾病相关蛋白质进行定性、定量和结构表征有利于揭示疾病过程中蛋白质活动规律,阐明疾病发生、发展的机制,是蛋白质组学研究领域中十分重要的课题。监控疾病分子标志物的水平有助于为疾病的早期诊断,治疗监控和疾病的预后提供依据,在临床上也具有重大的意义。但是分子标记物在体液中存在的浓度很低,直接对其进行分析和检测难度很大。常规的方法是采用ELISA等基于抗体的技术对低丰度的分子标志物进行富集。而利用纳米材料特殊的光学、电学、荧光、催化以及大比表面积等性质发展更加灵敏、简单、快速的生物分子分析检测方法,是近些年来的研究趋势。核酸适配体作为一种抗体的替代物,因其价格低廉、易于合成、性质稳定和等优点而被广泛应用在疾病分子标志物的检测中。本论文结合疾病分子标志物检测领域的难点和热点,创新性地发展了一系列基于适配体和抗体的功能化纳米材料,并结合MALDI-TOF质谱技术对其进行定性和定量,实现了对疾病蛋白分子标志物高灵敏、高通量的分析和检测。全文共分五章,主要内容如下：第一章,文献综述。本章总结了基于抗体和适配体的蛋白质分析检测方法近些年来的进展,介绍了亲和MALDI-TOF质谱技术在分子标志物检测中的应用,阐述了本论文的选题意义。第二章,适配体修饰的Fe3O4@C@Au用于凝血酶的选择性富集和检测。本章中我们用静电吸附-层层自组装方法把金纳米颗粒通过静电作用吸附在修饰了PDDA的磁球表面,合成了Fe3O4@C@Au材料。该方法比传统的磁球包金材料的合成方法更为简单。然后,通过巯基将适配体固定在该材料的表面,并用于选择性地富集低浓度的凝血酶。通过胰蛋白酶酶解和质谱分析,采用其中一条丰度最高的肽段m/z=1194.6来对凝血酶进行定性和定量。通过使用内标肽,在标准溶液中0.5nM-10nM之间获得了线性曲线,R2=0.99。检测限为0.36nM。其他蛋白包括人血清白蛋白,转铁蛋白,免疫球蛋白,鸡卵白蛋白和胎牛血清均不影响凝血酶的检测。血清加样回收的实验也表明我们能成功从血清中回收凝血酶。该方法为目标蛋白的分离、分析和选择性检测提供了新的思路。第三章,适配体阵列用于靶上快速富集和检测胰岛素。我们通过简单、有效地方法在MALDI靶板表面修饰了致密、牢固、多孔的金膜,并用于固定巯基化的胰岛素适配体,形成适配体阵列,实现了胰岛素的靶上快速灵敏的富集和检测。无内标条件下在标准溶液中建立了线性曲线,并且可得到5ng/mL的检测限。利用猪胰岛素作为内标,成功在10倍稀释的血清中建立线性曲线,并可得到20ng/mL的检测限。比目前已经报道的胰岛素适配体检测方法灵敏度更高。该方法尤其适合于大量样品的、高通量的分离、分析和定量,在分子标记物的检测中有着广泛的应用前景。第四章,适配体阵列结合靶上激光酶解用于溶菌酶的快速富集和高效检测。在本章中,我们首次设计了靶上适配体阵列富集-激光酶解-MALDI-TOF MS的方法来用于高通量、高灵敏度的溶菌酶的富集和检测。首先,我们延续第三章的方法,成功地在靶板的表面修饰了稳定、致密、多孔的金膜用于适配体的固定；其次,通过靶上富集和激光加速酶解,能够实现低丰度的溶菌酶的富集和高效酶解：最后利用MALDI-TOF质谱进行分析。通过加入目标肽段的结构类似物作为内标,我们在标准溶液中建立了线性曲线,并得到了14ng/mL的检测灵敏度,与目前国际上最好的检测方法在同一水平。在无稀释的尿样中实现了对内源性溶菌酶的检测,通过标准加入法建立了尿样中的线性曲线,并计算出尿样中的检测限可达66ng/mL,尿样中内源性溶菌酶浓度为125ng/mL。我们成功地从血清中回收溶菌酶,并且检测到了血清中内源性的溶菌酶。总之,该方法快速、灵敏、选择性好,有望于在将来大规模的检测中得到广泛的应用。第五章,双抗夹心探针放大技术对甲胎蛋白检测的初步探索。我们创新性地提出了发展双抗夹心探针放大技术对肝癌分子标记物AFP进行检测的思路。我们首先将抗体固定在磁球上,并通过比较各种固定方法并优化条件,最终选择利用抗体糖链进行定向固定,能够实现对低浓度AFP的完全回收。然后,我们成功地在纳米胶体金的表面同时修饰上第二种抗体和标签肽。通过洗脱金胶上的标签肽,进入质谱分析,可以对底物进行定量。本方法首次提出用高灵敏质谱响应的肽作为标签,形成抗原-抗体复合物后,一个底物将对应多个肽段,使信号得以放大,有望实现AFP蛋白质高灵敏检测。综上所述,本论文围绕疾病分子标志物检测领域的难点和热点,结合适配体、纳米材料和质谱技术成功发展了一系列灵敏、快速的检测方法。并利用抗体和标签肽,创新性地提出双抗夹心探针放大技术对AFP进行检测的思路,对肝癌分子标志物AFP的检测和质谱信号的放大做出了有意义的尝试。我们的方法有望于在将来在临床分析检测领域得到应用与发展。