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蛋白质组学研究中，极端性质的蛋白质，如极酸或碱、分子量极高或极低，以及低丰度蛋白质的分离、富集、检测及鉴定仍然是当前难以逾越的技术难题。大量的研究工作主要集中于从分离手段和鉴定手段两个方面上的改进和创新。目前，蛋白质组学中主要的分离手段是双向凝胶电泳(2-DE)和高效液相色谱(HPLC)。但与实际样品中所含的蛋白质种类、数量及丰度分布相比，这两种经典技术的分离检测限度还远远不能满足当前研究的需要。各种预分离技术的发展及各种分离技术的交叉组合策略大大提高了传统的双向凝胶电泳(2-DE)和高效液相色谱(HPLC)对于极端性质和低丰度蛋白质的检测限度。在众多的预分离技术中，液相等电聚焦技术(Liquid-phase Isoelectric Focusing)以其可在溶液相中按蛋白质的特有pI点分离复杂样品的特点，成为最有前景的一种降低样品复杂性、富集低丰度蛋白质的预分离方法之一。
本论文的研究工作旨在考察液相等电聚焦技术与其他技术的结合在蛋白质组学研究中的应用。本论文的第一章主要概述了蛋白质组学研究及其对于极端性质和低丰度蛋白质的分离鉴定所面临的技术难题，目前经典分离技术的发展现状及其缺陷，针对这些技术难题所发展的预分离技术及其应用，以及液相等电聚焦预分离技术(LIEF)的技术特点、发展历程及其应用现状等背景技术。本论文的研究工作主要分为两个部分，分别在第二章和第三章中作了详细介绍。第二章的研究中，采用第一代经典的液相等电聚焦仪器Rotofor对大鼠鼠肝进行了预分离，并与碱性pH范围的双向凝胶电泳结合，着重考察了预分离技术对碱性蛋白质分离鉴定效果的提高。实验证明，经过液相等电聚焦预分离富集后，碱端区域的双向凝胶电泳图谱质量显著提高，蛋白质点更清晰，并明显增多；蛋白质谱鉴定的可信度提高，鉴定成功的碱性蛋白质，尤其是极碱蛋白质数目明显增加。同时，在第二章中，对于液相等电聚焦仪器Rotofor和碱性pH胶条一维等电聚焦的条件优化作了经验总结。第三章的研究工作中，采用新一代的液相等电聚焦仪器IsoelectrIQ<2>(Proteome Systems)对小鼠鼠肝进行了预分离，并与窄pH范围的双向凝胶电泳结合，完成了小鼠鼠肝全蛋白质的双向凝胶表达谱。5张窄pH范围双向凝胶拼接出的全图上共检测出6271个蛋白质点。与未经预分离的样品直接进行相同的窄pH范围双向凝胶相比，对应区域蛋白质点增加率在50～100％之间。以酸性蛋白质为例，将全蛋白质经预分离后pH3～5的组分与未经预分离样品的pH3～6的双向凝胶电泳图谱和质谱鉴定结果进行了比较分析。同时，预分离后pH3～5的组分还进行了SDS PAGE-反相高效液相色谱(RP-HPLC)-MS/MS分离鉴定，并与前述基于2-DE策略的质谱鉴定结果进行了统计分析比较。分析显示：
液相等电聚焦可显著提高低丰度蛋白质的检测率，整体上提高质谱鉴定可信度，尤其是低丰度蛋白质的可信度；更多的低丰度蛋白质得到检测使双向凝胶图可提供更多的蛋白质翻译后修饰信息；基于双向凝胶电泳和高效液相色谱的分离鉴定策略在样品表达谱的研究中有很好的互补优势。此外，本研究的质谱鉴定数据与现有的高质量大规模小鼠鼠肝表达谱研究的文献数据进行了比较，得到228个新蛋白质鉴定数据。该数据中，大部分蛋白质置信度较高，具有较高的可信度。本研究为小鼠鼠肝这一理想的人肝模式样品的表达谱鉴定积累了数据。本论文的第四章对对本论文的研究工作进行了总结和展望。