蛋白质组学作为后基因时代生命科学领域的研究热点，已成为当前分析化学研究领域的最前沿的课题。其蓬勃的发展离不开生物质谱技术以及高通量、高效率的分离技术的发展。生物质谱因具有准确、快速、灵敏的优点，已成为蛋白质组学研究的支撑技术。虽然生物质谱技术已经在蛋白质组研究中获得了很大的成功，但已无法满足蛋白质组学中对低丰度蛋白质检测的要求。要从分子水平上深入研究生命过程的规律，探索生命现象的奥秘，必须对一些具有重要生理功能的低丰度蛋白质进行分析检测，这对目前的分析技术和手段来说是一个相当严峻的挑战。因此，研究低丰度蛋白的富集和纯化是一项很有意义的工作。常规的蛋白质除盐技术会造成样品的损失，使原本含量低的低丰度蛋白更难被检测，因而发展新的蛋白质纯化技术具有很重要的意义。纳米技术在生命科学领域中的应用是近年来乃至未来若干年内的研究热点之一。因此，结合纳米材料技术，建立并发展针对低丰度蛋白的富集及纯化的新的生物质谱分析方法具有重要的意义。基于以上分析，本论文主要开展了以下三方面的工作： 1．多孔氧化铝膜为样品载体用于MALDI-TOF MS分析含盐蛋白质。利用多孔氧化铝(PAA)膜作为MALDI靶的样品载体，并利用基质辅助激光解吸—飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)分析了含盐蛋白质样品。由于PAA膜具有高密度的纳米孔阵列，可以在MALDI分析中起到分散样品的作用，因而在相同的制样条件下，常规的蛋白质样品在PAA膜上可获得优于金属靶上的质谱信号。含有磷酸盐的蛋白质样品也可以在PAA膜上获得优于金属靶上的质谱信号。由于PAA膜具有良好的生物相容性，可通过超分子作用吸附蛋白质，因而在质谱分析前可以引入一步清洗过程，以除去蛋白质样品中的盐类等干扰物。除盐后的蛋白质样品的质谱图峰形变窄，分辨率和信噪比都得到显著提高。这一技术有望用于蛋白质组学中复杂样品的纯化和除盐。 2．多孔氧化铝膜选择性地高效富集磷酸化肽的MALDI-TOF MS研究。提出了一种用多孔氧化铝(PAA)膜选择性的高效富集磷酸化肽的新方法，并对产生这种效应的机制进行了讨论。由于PAA膜具有良好的生物相容性、高的比表面性以及特殊的表面电荷性质，可用于从合成肽的混合物及β-酪蛋白酶解产物中选择性的富集磷酸化肽，并采用基质辅助激光解吸—飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)进行检测。由于PAA膜上的磷酸根基团与磷酸化肽上的磷酸分子之间发生了离子交换作用，因而使得磷酸化肽在PAA膜上得到了选择性的高效富集。由于铝片便宜易得，多孔氧化铝膜易于制备等特点，使上述方法有望用于磷酸化蛋白质组学的研究中。 3．纳米TiO2无机材料作为MALDI MS基质的研究。采用纳米TiO2无机材料作为基质辅助激光解吸离子化质谱(MALDI MS)的基质，研究了其对环糊精等小分子化合物的解吸离子化。发现几种环糊精样品在无机TiO2纳米粒子以及气相沉积法制备的多孔TiO2膜上都可以有效地解吸离子化，且在低质量区没有基质的背景干扰，因而可以作为一种潜在的MALDI MS基质。同时初步探索了多孔TiO2膜在包埋蛋白，以及小分子与蛋白质相互作用等研究领域的应用。