蛋白质质谱数据分析早已脱离手算时代,进入质谱分析软件时代。蛋白质质谱数据分析软件必须经历实际质谱数据的测试和验证,才能真正成为应用于蛋白质定性和定量分析的工具。质谱分析软件开发者常需要采集不同实验室对于同一组蛋白质数据的分析结果,以验证软件质谱分析结果的准确性,并根据实际质谱分析结果进一步修正软件计算步骤,以使软件质谱分析结果的准确性得以再提高。目前的质谱数据分析软件尚不能满足蛋白质组学数据分析的迫切需求。计算速度更快且输出结果更准确的算法,仍然是质谱数据分析性能提高的关键。蛋白质质谱数据可视化,一直是蛋白质质谱数据分析不可分割的内容,随着蛋白质质谱数据规模的急剧增长,蛋白质质谱数据可视化的性能也成为提高蛋白质质谱数据分析性能的关键。质谱数据可视化近年已成为蛋白质质谱数据分析的一个热点话题。数据库搜索一直是自顶向下串联质谱蛋白质鉴定的主要方法。随着蛋白质数据库数据规模的增长,现有的蛋白质鉴定软件的鉴定速度变得越来越慢。通过对蛋白质数据库的数据进行过滤,从而控制数据库中需要搜索的数据规模的方法,成为在蛋白质鉴定中提高数据搜索速度的一个重要手段。常用蛋白质序列过滤算法主要有两种,基于序列标签的蛋白质序列过滤算法和基于间隙标签的蛋白质序列过滤算法。前者的缺点是质谱中波峰的缺失所导致的标签获取困难,后者的缺点是质谱中的噪声波峰所导致的大量不正确标签。液相质谱联用技术已成为蛋白质组学和代谢组学实验的标准技术。被广泛用于高通量生物标志物的发现和潜在药物靶点的鉴定。尽管该技术相对成熟,仍有许多因素会影响质谱数据质量。例如,制备过程中出现的错误、液相色谱噪声和样品污染等问题。目视检查恰好是一种直观快速发现以上问题的方法。这就需要利用质谱数据可视化软件,通过人机交互,直观查看质谱数据以判断质谱数据质量,达到修正质谱数据并提高质谱数据质量的目的。本文围绕蛋白质质谱数据分析开展研究工作。工作内容的创新和特色之处表现为4个方面:（1）提出了质谱的一种有向无环图表示法——标签谱图。这种表示法相较于之前的标签序列和间隙标签方法,可以保留更多有用的质谱信息。在此基础上,结合基于标签的过滤方法,提出了标签谱图用于该过滤方法中的两个新算法:利用标签谱图生成间隙标签最小覆盖集的算法和最优间隙标签的算法。从而为基于间隙标签的蛋白质过滤算法中间隙标签的生成方法提供了新的思路。（2）提出标签谱图匹配（spectrum graph matching,简称SGM）问题和一种基于SGM问题的过滤算法。该算法通过查询谱的子谱构建标签谱图,然后使用该标签谱图过滤蛋白质序列。该算法基于后缀树实现标签谱图匹配,在蛋白质数据库中搜索那些标签谱图所表示的蛋白质序列。真实质谱数据的实验结果表明,SGM过滤方法实现了比以前算法更高效率的蛋白质序列过滤。（3）提出一种评价质谱数据显示窗口摘要质量的方法。这种评价方法基于一个共识的假设,即数据窗口的摘要图像可以与数据窗口中所有波峰的图像达到最接近的视觉相似性。提出一种用于可视化的质谱数据存储和查询方法（mzMD）。mzMD由一种新的文件格式和一个打包的HTTP服务器组成,该服务器支持有效的质谱数据存储和查询。mzMD解决了质谱数据可视化需要频繁、快速地查询质谱摘要数据的问题。实验表明,mzMD能够以比原有软件更好的速度稳定性,获取质量更高的质谱数据窗口摘要。（4）设计实现了蛋白质质谱数据可视化软件MS-Viewer。MS-Viewer不仅解决了同类原有软件的导航困难问题和安装难度太大问题,还实现了滚动数据视图和按照强度缩放信号高度等以前软件不具备的功能。MS-Viewer采用分层存储法对质谱数据进行存储和检索。这种方法可以非常有效地提高数据渲染速度。具有可以对质谱数据进行缓存和预读取的优点,软件的响应速度被大幅提高。