酶是生物体内具有催化功能的大分子，在生物体新陈代谢的各个阶段都起着至关重要的作用，研究酶的活性变化可以为疾病预防、有毒物质检测等提供重要的信息。质谱作为近年来发展非常迅速的一种分析检测工具，具有快速高效、受干扰因素少、结果准确、检测灵敏度高等诸多优点，在众多领域中一直发挥着不可替代的作用。　　本论文的研究运用了各种质谱学的方法对不同的酶催化反应进行了研究，并将这些反应应用到有毒物质检测以及疾病机理的探索中。本文的工作主要分为以下几个部分:　　1、基于MALDI-FT MS快速检测酶抑制剂　　本文利用不可逆酶抑制剂对乙酰胆碱酯酶(AChE)的抑制作用这一共性，在本课题组建立的运用基质辅助激光解吸离子化-傅里叶变换质谱(MALDI-FTMS)检测乙酰胆碱酯酶的活性这一工作的基础上，发展了一种简便可行的用于快速、高通量地筛查酶抑制剂的方法。　　有机磷农药是典型的乙酰胆碱酯酶抑制剂。以这类化合物为例，我们考察了乙酰胆碱酯酶的抑制率和有机磷农药浓度之间的相关性，随着农药浓度的增加，酶抑制率不断增大，这些结果为我们运用酶活检测方法快速筛查酶抑制剂的存在提供了可靠的依据。在此基础上，我们研究了四名非正常原因死者和正常人的全血样本中乙酰胆碱酯酶的活性，期望得到有效的死者死亡原因的信息。经测定，有三名死者全血中乙酰胆碱酯酶的活性过低，可能死于乙酰胆碱酯酶的不可逆抑制剂，而另一名死者酶活性正常，并非死于乙酰胆碱酯酶抑制剂。通过气相串联质谱方法直接测定这些全血样本，证实了我们由质谱检测酶活性得出的结论。　　2、辅助试剂参与的酶活检测方法高灵敏度地筛查有机磷农药　　为了在常规的酶抑制法检测有机磷农药的基础上获得更低的检测限，本文中尝试引入外加试剂，以期在同等浓度的有机磷农药作用下，得到更明显的抑制效果。当有机磷农药在低于目前已有方法的检测限浓度时，仍可以表现出可观的抑制作用，从而提高了检测的灵敏度。　　经过筛选，外加正辛基磷酸能够有效地提高有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的抑制作用。进一步的考察中，我们发现在正辛基磷酸存在的情况下，乙酰胆碱酯酶的抑制率仍然可以与农药的浓度之间有很好的相关性;并且，相比于常规的酶抑制方法，检测限可以降低2-3个数量级。由于不同的有机磷农药对人体的危害不同，在国标中要求的最大残留量的标准也不一样，要求不同的检测限满足检测的需要。利用辅助酶抑制的方法，对于高毒性的农药，检测限可以达到0.005μg/L，对于较低毒性的化合物，检测限也可以达到0.05μg/L，这为高灵敏的筛查农产品中的有机磷农药残留提供了保证。　　这种加入辅助试剂的酶抑制方法被应用于分析农产品样本。结果的可靠性也通过液相串联质谱方法进行了验证。进一步证实，这种商品化的辅助试剂可以用于酶抑制法检测复杂生物基质中的有机磷农药。　　3、持久性污染物全氟辛酸对于乙酰胆碱酯酶活性及抑制率的影响　　全氟辛酸铵(APFO)是生产特氟龙材料的重要助剂，随着不粘锅的应用走入人们生活。由于它的耐高温抗氧化等特性，其在人体内的残留也日益受到关注。目前没有确定的研究成果表明全氟辛酸铵会对人类健康造成直接的危害，但是高剂量的全氟辛酸铵在动物实验中曾引发癌症、胚胎畸形等多种疾病。　　在前文研究的基础上，我们发现全氟辛酸铵在人体中的存在形式，即全氟辛酸，与我们筛选得到的辅助试剂正辛基磷酸结构极为类似。因此我们开展了全氟辛酸对乙酰胆碱酯酶活性及抑制率的影响研究。结果发现，全氟辛酸同辅助试剂正辛基磷酸一样，具有提高不可逆抑制剂（有机磷农药）对酶抑制作用的效果。而在使用可逆抑制剂的情况下，这种效果并不表现出来。当人体摄入农药污染的农产品时，这些残留在人体内的全氟辛酸极有可能会提高有机磷农药的毒性，导致乙酰胆碱酯酶活性抑制，乙酰胆碱含量累积，恶性细胞增殖速度也会加快，引发一系列损害健康的作用。这些结论为我们研究全氟辛酸的危害提供了崭新的视角。　　4、运用ESI-Q/TOF MS定量检测双酶活性　　质谱本身是具有质量分离作用的检测器，可以同时检测多种化合物，也就具备了同时检测不同的底物产物的能力，因此，质谱可以被用于同时检测多个酶的活性。本文建立了基于电喷雾-四级杆/飞行时间质谱(ESI-Q/TOF MS)，同时检测谷胱甘肽硫转移酶(GST)和乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性的方法。同时研究这两种酶的活性，对于研究人体生理功能有着重要意义，特别是当人体患病或者受到有毒物质侵害时的应激反应。本文针对两种酶的不同底物引入了不同的内标，对底物的含量变化情况进行监测，从而反映两种酶的活性变化。运用质谱对底物定量的方法，文中对两种酶反应动力学进行了研究，测定的米氏常数的值与报道结果相符，证明方法的准确性。最后，我们使用本文建立的方法对4种农药中毒的死者及正常人的血液中谷胱甘肽硫转移酶和乙酰胆碱酯酶的活性进行了检测，得到的酶活性数据与之前的气相串联质谱结果相符合，证实了开发方法的可靠。　　5、老年痴呆模型鼠与正常鼠脑组织中差异小分子化合物的分析　　老年痴呆又称阿尔茨海默病(AD)是一种神经系统退行性疾病，病因迄今未明。世界上较为接受的AD病理为胆碱能缺失学说，也就是患者大脑内神经递质—乙酰胆碱的缺失，而乙酰胆碱的缺失与胆碱酯酶(ChE)活性密切相关。　　因此，本文运用气相-四级杆/飞行时间质谱（GC-Q/TOF MS）研究了患老年痴呆症大鼠和正常大鼠的脑组织。通过MPP软件进行主成分分析，我们发现这两组大鼠的脑组织得到的数据具有明显差异。通过高分辨质谱定性定量的手段，我们对各个保留时间处的峰面积进行独立样本T检验，筛选出了患病鼠与正常鼠脑组织中具有显著差异的一系列色谱峰，经过保留指数和标准品验证两步确定了这些色谱峰所包含的化合物组成。我们进一步研究了这些化合物对于乙酰胆碱酯酶活性的影响，希望能够为老年痴呆症发病原因的阐明提供相应的理论依据。