串联质谱仪通常使用的都是离子模式来鉴定蛋白质的氨基酸序列。目前所有的MS/MS质谱仪都具有该功能。不过其它特殊的质谱仪也具有MS/MS功能。如果要发现蛋白质中的某个功能基团则需要用到母离子扫描功能或者中性丢失扫描功能，而这就必须用到三重四级杆质谱仪，如Q-Q-Q质谱仪，或四级杆离子阱质谱仪，如Q-Q-LIT质谱仪。比如复杂混合物里的蛋白质磷酸化位点和糖基化位点就都可以用这种方法（在碰撞池中产生特殊的报告离子，通过它来进行特殊的功能检测）检测出来。在一个典型的质谱检测试验中，首先先用母离子扫描或中性丢失扫描都能发现目标组分，然后再用传统的MS/MS方法鉴定蛋白质的氨基酸序列以及定位修饰位点。
三重四级杆质谱仪在MRM模式下也能以极高的敏感度进行定量分析。已知的或未知的分析物都以极高的敏感度和选择性能被定量检测出来。这种高选择性得益于质谱仪能够对代表一个肽段的一对母离子和片段裂解物离子进行实时监测。而且，在MRM模式下进行的两轮选择过程会极大地提高检测的灵敏度，因为第①轮筛选过后只能剩下很少的离子，这也就将背景噪声减小到了zui低水平。碰撞诱导解离片段离子（collision-induced dissociation fragment ions, CID）来源于母离子，这些CID离子能够产生离散信号，而背景化学噪声信号则是随机分布的。zui后，由于这种采样时间很长的技术固有的非扫描本质使得它的敏感度非常高，相比离子扫描技术的探测极限（LOD）要高出好几个数量级。
质谱仪的性能
总体来说，质谱仪的性能包括分辨率、敏感度或探测极限和准确性等，这些性能都与质谱仪的类型、采用的离子化方法和扫描能力有关。不过没有哪一个仪器能同时在上述所有方面都全面占优，在选择仪器的时候必须根据实验需要进行相应的取舍。
对实验仪器性能的比较一直以来都是一个存在很多争议的话题。因为性能是服务于需求的，是取决于待测样品和实验步骤的。质谱仪对单独肽段样品进行检测时敏感度总是很低，不过如果生物样品的基质背景（matrix background）很高，那么检测的敏感度就会提高好几个数量级。这种同一款仪器在性能上表现出来的“不稳定性”其实很常见，在仪器处于不同操作条件或状态下时（比如在zui优条件下，常规条件下和大批量处理条件下）它们的性能表现都是不同的。实验目的是想进行定量分析还是蛋白质鉴定，这也决定了该使用哪种仪器。在蛋白质鉴定试验中，仪器的分辨率（能很好地区分不同组分）和准确性是zui主要的，而在定量研究中，敏感度、动态范围和MRM能力才是zui主要的。因此，我们应该根据实验目的的需要以及实验设计安排来确定该使用哪种质谱仪。
要想用全扫描模式（full scanmode）获取定量数据的同时再用MS/MS模式获取定性数据是一件非常困难的事情。不过某些“杂交”质谱仪，比如LIT-ICR质谱仪，由于它们能够平行采集数据，因此可以部分解决上面那个问题。精确的定量分析需要源自整个洗脱图（entire elution profile）的高质量的、高信噪比的数据信息。数据质量与数据采集参数高度相关，这些数据采集参数包括扫描时间或者采样时间（对于非扫描质谱仪而言）。因此，我们经常需要在数据质量和样品处理能力（量）之间做出取舍。
zui新进展
zui近又有几项有关质谱仪的进展问世，这些新成果的出现又给我们的生物大分子研究工作补充了“弹药”。在蛋白质测序方面，基于碰撞诱导裂解技术（CID），又新出现了可变裂解技术（Alternate fragmentationtechnique），该新技术是基于处在碰撞池中的离子具有的电子传递特性开发出来的。目前，电子捕获解离技术（ECD）和电子传递解离技术（ETD）都已经分别被应用到FT-ICR质谱仪和LIT质谱仪上了。运用这两种技术产生的蛋白质裂解产物能与经典的CID方法裂解产物互为补充。不过这两种新方法裂解更均匀，更适合用于发现翻译后修饰情况。ECD技术和ETD技术还都可以用于大型肽段和蛋白质的研究。他们的裂解能力和对完整蛋白的分析能力可以帮助我们直接用质谱仪对完整的蛋白质进行分析，即可以采用所谓的“自上而下（top-down）”的方法进行研究。这样，我们能够获得完整的氨基酸序列信息和翻译后修饰信息，能够对蛋白质进行zui准确的鉴定。
传统的和的蛋白质组学研究策略
虽然到目前为止，还没有一种蛋白质组学研究策略能够对某个蛋白质组进行常规的、完整的分析，但是现在的技术已经非常强大，我们相信，很快就能进行全蛋白质组学研究了。而且，对某个亚蛋白质组（比如某个细胞器或亚细胞结构的蛋白质组）进行研究早就已经不是什么难题了，这已经成为了一种常规的研究手段。不过，蛋白质组学研究方法也需要视研究目的而做出相应的调整，不能千篇一律。比如有很多研究都是描述性的研究项目，主要的关注点都着眼在发现、鉴定出蛋白质以及这些蛋白质的翻译后修饰情况，而zui近又开始逐渐兴起蛋白质组学定量研究了。
实际上，每一个以质谱检测为基础的蛋白质组学研究工作都包括以下3大部分：(i)分离、消化蛋白质样品，然后对样品进行进一步裂解；(ii)对样品进行质谱定性和定量检测；(iii)用相应的软件对质谱检测结果进行分析处理，获得蛋白质的氨基酸序列，并且如果可能的话，进行定量分析。蛋白质的鉴定工作主要由MS/MS质谱仪负责，然后通过将质谱检测结果与数据库中的数据进行比对，zui后确定出蛋白质的氨基酸序列。需要提醒的是，对结果的统计分析工作是保证结果正确性的关键。
对纯化蛋白进行质谱分析
下面，我们用zui“古老”的蛋白质组学研究方法——2维凝胶电泳法（two-dimensional gel electrophoresis, 2DE）结合质谱分析法对纯化蛋白进行质谱分析的策略为例进行介绍（图2A）。首先，待测目标蛋白经消化、酶解之后经由质谱仪进行鉴定，通常使用的都是MALDI-ToF质谱仪来获取肽链指纹图谱（peptide mass fingerprint）。zui近，出现了好几种该策略的改进方法，即将各种连续电泳分离方法（sequential electrophoretic separation method）或色谱分离方法（chromatographic separation method）结合进来，以提高质谱检测时的峰容量，这样就提高了对复杂样品的分辨率。定量分析则是在蛋白质水平通过比较不同样品中目标蛋白的信号强度来完成的。这种策略的优劣取决于它们区分相关（近）蛋白质的能力，即分辨率的高低，比如要能够区分出经不同类型修饰的蛋白质，还取决于待测样品的复杂程度。这种研究策略zui大的问题是动态范围太窄，而且处理样品的能力也不够高，不具备高通量分析的功能，因此不足以进行蛋白质组学研究。而且，一些比较重要的蛋白质，比如膜蛋白等还不能用该方法进行分析，因为该方法只能用于分析复杂度比较低的样品，或者用于对某一特定蛋白进行分析的实验。
对复杂样品进行质谱检测
对复杂样品进行质谱检测时也用到了人类基因组研究项目中用到的“niao枪法”策略。即首先将蛋白质组样品进行裂解，这样获得的多肽片段才能够用于自动化MS/MS分析，我们常用的是快速扫描设备如IT质谱仪（图2B）。用这种方法可以对完整细胞裂解物或组织提取物进行分析，也可以对亚细胞结构、提纯的细胞器或其它亚蛋白质组样品进行检测。
如果给待测样品带上稳定的同位素标记，我们就可以对样品中不同蛋白质的丰度进行检测了，这些蛋白质可能在化学性质方面是一样的，但是我们可以通过不同的同位素信号强度比对它们进行区分（图3A）。也可以使用如图3B中所示的串联标记（tandem mass tag）方法对样品进行多次质谱分析。还可以在进行质谱分析之前往待测样品中添加定量的同位素标记肽段，以获得样品准确的定量数据（图3C）。
这种“niao枪法”zui大的优势就是简单，不论从理论层面来说还是从实验操作层面来说都很简单，该方法相比前面所述的各种方法能够对蛋白质组分进行更大程度的覆盖，同时定量的准确性更高。不过该方法也有其局限性，具体表现在动态范围不够，难以使用生物信息学方法从大量的、高冗余的、复杂的蛋白质组样品质谱数据中推断出蛋白质序列。幸好这些问题已经部分得到了解决，通过裂解的方法可以降低样品的复杂程度。常用的裂解方法主要针对的都是蛋白质组中生物信息学资料丰富的部分，比如富含半胱氨酸的肽段、磷酸化的肽段、糖基化的肽段等等。这种“niao枪法”策略zui适合用于快速鉴定复杂样品中的组分，也非常适合用于对不同样品中同一蛋白质的定量比较研究。在“niao枪法”策略中，在蛋白质水解过程里，不同肽段间的联系信息以及肽段与其来源蛋白质间的联系信息都已经丢失了，因此该方法不太适合用于对具有多重修饰的蛋白质进行鉴定工作。
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