有如此多的蛋白質需要研究，蛋白組學專家感覺到需要加快速度了。基質輔助激光解吸質譜，或稱作MALDI-
MS因此應運而生。范德比特大學（Vanderbilt University）醫學院質譜研究中心主任Richard
Caprioli博士表示：“只要樣品制備順利完成，就可以很輕松地在接下來的步驟中獲得數據。”但是，這只是許多科學家用MALDI進行蛋白組學研究的最初原因。實際上，MALDI揭示了許多蛋白質的特征。Shimadzu公司生命科學業務部主管Scott
Kuzdzal博士介紹：“MALDI
MS在蛋白組學方面具有廣泛的應用，包括肽和無損蛋白質質譜分析，多個樣品類型的質量控制，用于蛋白質鑒定的肽質量指紋譜分析，翻譯后修飾的分析，以及最近在組織成像和生物標記發現方面的應用。”
可是，要想獲得MALDI的全面應用，還需要為該技術增加一些輔助設備。而且，當MALDI MS與其它方法結合使用時，才能發揮最佳工作狀態。
靈敏度和序列測定
在生物技術領域，更高的靈敏度一直是科學家近年，甚至是近10年來關注的重點，MALDI MS正好滿足了這一需求。Thermo
Fisher公司的產品經理Mari Prieto Conaway博士說：“我們的MALDI LTQ
XL就是基于最敏感的離子阱之上的MALDI離子化來源。”此外，她還補充說， MALDI Orbitrap XL和MALDI LTQ
Orbitrap Discovery能達到1~3ppm的質量精確度。、
此外，Thermo Fisher公司的MALDI產品也可與多重質譜或MSn一起使用。Conaway說：“MSn意味著我們的設備并不停留在MS/MS水平。對于檢測蛋白質中的翻譯后修飾來說，MS3非常重要，它能闡述前導分離物中的同量異位物種的差異。”
MALDI還可分析膜蛋白或蛋白質關聯的化合物，在植物或低等有機物中發現的蛋白質，通常來說，采用傳統的液相色譜-質譜法（LC/MS）很難對這些物質進行分析，而這恰恰是MALDI的強項。
除了獲得更高的靈敏度，MALDI MS也能用于測序。德國Bruker
Daltonics公司的MALDI-TDS便可用于全序列的測定，與smartbeam激光一起使用的ultraflex III MALDI
TOF/TOF可提供自上而下測序。簡言之，自上而下方法可以在不采用任何蛋白水解消化的情況下，就可以得出特定的蛋白質序列，而自下而上方法是將樣品中的所有蛋白質消化，然后利用數據庫將碎片整合到一起。Bruker
Daltonics公司的MALDI應用研發和蛋白組學主管Detlev
Suckau博士表示：“MALDI-TDS可對未經消化的質量為5~100千道爾頓的蛋白質進行測序。”
而且，這種儀器可提供有關N末端和C末端的直接信息，蛋白質亞型，翻譯后修飾作用以及體內的蛋白質水解情況。他補充道：“只有top-down的分析方法提供了了解這些情況的路徑，而這些情況對各種疾病來說很重要，如癌癥。”這也是組織成像采用MALDI與生物標記發現高度相關的原因所在：top-down方法可監控蛋白水解情況，而鳥槍蛋白組學方法無法做到這一點。這里，大規模的axial
MALDI-TOF設備可提供用于成像的蛋白質質量高達20千道爾頓，甚至更大。
圖3 AXIMA Perfortmance 是一種能研究蛋白組學和糖組學等其他生物學內容的MALDI TOF/TOF質譜。
雖然MALDI
MS提供了快速觀察蛋白質的方法，它也能用于其他的化合物。例如，Kuzdzal說道：“Shimadzu公司的AXIMA-QIT可用于熒光蛋白組學和糖組學。”而且，該公司制作的MALDI
MS設備提供了碰撞誘導的解離。能獲得有關大量化合物的MS/MS光譜信息，包括肽，糖，類脂，小分子等。
成像技術進展
除了鑒定蛋白質，MALDI
MS也能定位蛋白質所在的位置。不是在質譜儀面前將整個樣品碾成粉，MALDI成像是在組織中的特殊部分尋找蛋白質。在一些例子中，分辨率可以高達5μm，比大多數哺乳動物細胞還小。Caprioli表示：“這不是科學幻想，但你必須控制實驗參數，以獲得高重現性結果。”雖然有對照，Caprioli還是感到很吃驚。例如，在觀察腫瘤邊緣時，Caprioli發現了蛋白質定位模式。他說：“我們能測量上百種蛋白質，并且我們發現：一些與癌癥發病機制有關的蛋白質，穿透進入正常組織的能力遠遠高于我們的預期。”相對外科手術后不太可能復發的癌癥，這種分子信息可以對外科手術之后可能復發的癌癥進行鑒定。
Caprioli也采用MALDI成像技術去追蹤小鼠中的一種藥物及其代謝產物。“我們能看到藥物在何處終止，以及藥物的代謝過程。該技術還能檢測周圍蛋白質在藥物終點的變化。”Caprioli說。
雖然Caprioli最初開發了自己的成像設備，一些公司還是提供了用于MALDI成像的產品。據Suckau介紹，Bruker
Daltonics公司的MALDI分子圖像儀，提供了30~50μm的分辨率。他還稱，與多重變量統計學相比，該設備提供了一個強大的生物標記探測平臺，去鑒定那些標記候選物，并且將數據用于病理學和臨床研發。
圖4 MALDI MS能定位樣品中的蛋白質位置。圖中是一個移植到小鼠中的人腦瘤， MALDI MS成像顯示了來自腫瘤（紅色）的蛋白質和一個來自正常組織的（綠色）蛋白質。
此外，Thermo Fisher的MALDI工具也可用于成像研究。Thermo Fisher公司蛋白組學營銷項目經理Amy
Zumwalt表示：“如果一種藥物被開發用于癌癥治療，那么這種藥物將吸引特定的腫瘤，因此MALDI成像也能用于藥物研究的其它領域，例如用于神經變性疾病治療藥物的搜索，你可以取一個腦切片，觀察大腦的整個細節以及藥物代謝的路徑。”
覆蓋各個角落
雖然采用MALDI電離質譜有許多益處，但它也不是萬能的，不能鑒定出所有樣品中的所有蛋白質。Waters公司MALDI Synapt產品經理 Ronan O'Malley說：“為了盡可能多的鑒定蛋白質，科學家可能希望把MALDI與電噴射電離一起使用。”
使用MALDI Synapt，研究人員能獲得兩種離子化形態，這也意味著用戶能獲得全部的電噴射蛋白組學解決方案，從而在一個設備中獲得兩種研究平臺。
MALDI
Synapt高分辨質譜儀還有一些優點，例如，因為采用正交幾何，測量結果是由推動器到檢測器的離子飛行時間決定的。此外，不用必須考慮放射源的飛行時間，因此放射源中的任何能量速度對分辨率和質譜設備不會產生有害影響。相比軸系統，正交系統在全部的質量范圍內提供了一個恒量的分辨率、更好的質量精確度（2ppm）、以及時間上更好的校準穩定性。O'Malley說：“使用四極桿進行離子選擇，能夠選擇你想進行MS/MS分析的離子。這也提供了一個更高的可信度，因為你正在尋找的碎片來源于你所選擇的前導物。”
此外，該儀器還將離子遷移率分離整合到質譜中。O'Malley介紹說：“第一次采用MALDI儀器，你可以通過大小、形狀、電荷以及質量進行分離。而采用離子遷移率后，就能分離等比重的離子，而以前是無法做到這一點的。因此，你可以鑒定樣品中更多的肽，以及更多的蛋白質。”
此外，O'Malley 說：“離子遷移率分離還將為MALDI Synapt增加一些新分離能力。對于MALDI成像來說，離子遷移率對干擾離子的成分分離尤為重要，同樣對個體分子物質的分離也非常重要。”
多種技術的整合
雖然MALDI
MS具有許多優點，并且研究人員和公司在持續開發新產品，但是它不能解決蛋白組學中的每一個問題。Caprioli表示：“如果有人告訴你，任何技術沒有缺陷，不要相信他們！”說到蛋白組學，雖然他發現了MALDI
MS的大量用法，但他也認為LC/MS/MS有很多優點，不同的技術總是傾向于解決全體蛋白質中不同部分蛋白質問題。
實際上，技術的多樣性也增加了研究人員理解蛋白質組的能力，一種技術可能展示了另一種技術所不具備的優點，同樣，也可能證實另一種技術的成果。因此Caprioli認為：“我們正在查看蛋白組學蛋糕中很小的片段，并且設法去了解它。MALDI僅為我們展示了一塊蛋糕的圖片。”為了全面了解蛋白質組這一大蛋糕，研究人員必須將多種技術組合在一起使用。