Técnicas de ionização foram desenvolvidas para ajudar na identificação de biomoléculas, em vez de reduzir agressivamente a molécula a componentes. Dois processos de "deposição de energia", dissociação por captura de elétrons (ECD, Electron Capture Dissociation) (R.A. Zubarev, Electron-capture dissociation tandem mass spectrometry, Curr. Opin. Biotechnol 15 (2004), pp. 12–16) e dissociação por transferência de elétrons (ETD, Electron-Transfer Dissociation) (J.J. Coon, J. Shabanowitz, D.F. Hunt and J.E. Syka, Electron transfer dissociation of peptide anions, J. Am. Soc. Mass Spectrom 16 (2005), pp. 880–882) são comumente reconhecidos em análise biomolecular e proteômica. Ambos clivam ligações adjacentes a locais de captura de elétrons e, ao contrário de outros processos de fragmentação, como dissociação induzida por colisão (CID, Collision Induced Dissociation), as ligações clivadas não são as mais instáveis dentro da molécula. As clivagens observadas são menos dependentes da sequência do peptídeo, então as clivagens entre a maioria dos aminoácidos na estrutura do peptídeo tendem a ser independentes do tamanho da molécula. A fragmentação dominante em ECD e ETD de peptídeos é a formação de íons c e z. A ECD demonstrou ser útil para a análise de modificações pós-traducionais instáveis, como a fosforilação e a O-glicosilação, e para a análise de fragmentação de proteínas intactas.
A Espectrometria de Massas de ionização por electrospray (ESI, Electrospray Ionization) demonstrou ser ainda mais útil para elucidar detalhes estruturais de proteínas em solução quando associada à análise de troca de hidrogênio/deutério (H/D, Hydrogen/Deuterium) de amida. As distribuições de estado de carga e os envelopes de formas de ESI de cargas em proteínas podem fornecer informações sobre conformações de solução de proteínas maiores com quantidades menores de amostra que não são realizadas facilmente utilizando outras técnicas, como dicroísmo circular (CD, Circular Dichroism) de ultravioleta próximo e fluorescência de triptofano (no entanto, é normalmente utilizado em conjunto com essas técnicas e outras, como ressonância magnética nuclear). As outras técnicas medem as propriedades médias de grandes populações de proteínas em solução, então, uma vantagem adicional vista com a MS é sua capacidade de fornecer detalhes estruturais em intermediários transitórios ou de dobramento.
