蛋白质及其复合物的结构，性质与相互作用在其生物功能起着至关重要的作用。非变性质谱(nMS)已被广泛应用于表征纯化良好的蛋白复合物在内源环境下的相互作用、计量关系以及组装形式。然而，将非变性质谱用于测量复杂样品（如整个细胞裂解物）中的蛋白质形式（proteoform）和蛋白复合物（protein complex）的研究却仍然非常少见。非变性蛋白质组学（native proteomics）需要在非变性质谱前端对复杂的细胞裂解物进行高效的分离且保持蛋白复合物的结构。在此前的非变性蛋白质组学研究要么过于费时费力，要么只检测出复杂蛋白质组中的小型蛋白质形式/蛋白复合物。毛细管区带电泳因其高分辨率，高灵敏度等特点，在蛋白质组学里得到了更为广泛的应用。将其与质谱分析法耦合可以实现高通量的非变性蛋白质组学。

近日，密歇根州立大学 (Michigan State University) 的孙良亮教授和俄亥俄州立大学 (The Ohio State University)的Vicki Wysocki 教授合作，以大肠杆菌细胞裂解物作为模型系统，成功发展并评估了一种将在线毛细管区带电泳(online CZE)和超高质量范围质谱仪（UHMR）相结合，为基于毛细管电泳的非变性蛋白质组学奠定了理论基础，开创了大规模复杂非变性蛋白质组学分析的新途径。

在此项工作中，研究团队首先使用标准混合物评估了nCZE-MS系统在测量蛋白复合物的能力。在仅消耗0.1 ng 蛋白质材料的情况下，仍能清晰地检测到115 kDa的C-反应蛋白，表明其高灵敏度。

研究团队利用在线毛细管电泳和非变性质谱，实现了对大肠杆菌裂解物中近100个蛋白复合物的高效分离和检测，其中质量最大的蛋白复合物接近40万道尔顿(400 kDa)。为验证检测到的蛋白质形和蛋白复合物未发生显著变构，该项工作对理论带电量和实际带电量进行了相关性分析，测量结果显示蛋白复合物的实际带电量接近于蛋白离子仍处在高度折叠状态的带电量，一定程度上佐证了这项工作检测到的是非变性蛋白及蛋白复合物。此外，研究团队将在线毛细管电泳和非变性质谱中得到的质量分布和质量光度计(mass photometry)得到的质量分布进行了相互重叠，两者具有良好的一致性。这一结果不仅验证了蛋白复合物的构象保留了天然的状态，也表明质量光度计在测量复杂蛋白质体系中的质量分布方面具有良好的应用前景。

这项工作在非变性蛋白组学领域是一项里程碑式的突破，但仍有很大提升空间；最大的局限性是二级质谱的缺乏限制了蛋白形式的鉴定。该瓶颈将会随着Wysocki实验组对表面诱导解离(surface-induced dissociation, SID)的优化得到进一步突破与解决。