質量分析は分子量を測定して物質を特定する分析法で、従来は小さな分子が主な対象でした。フェンのエレクトロスプレーイオン化（ESI）は、高電圧をかけて試料溶液を微細な帯電液滴にし、水分を蒸発させながらタンパク質イオンを生成します。田中のソフトレーザ脱離（SLD）は、基質上の試料にレーザーを照射して穏やかにイオン化する手法で、後のMALDIへ発展しました。両技術により高分子でも壊れずにガス相へ導けるようになり、時間飛行型質量分析計と組み合わせて高感度・高スループット分析が可能となりました。今日のプロテオミクス研究や創薬スクリーニングは、これらの手法なしには考えられません。

ESIではコーン電圧によるクーロン爆発と液滴分裂を経て、多数荷電したタンパク質イオン群が生成される。多価イオンによりm/zは低下するため、従来の四重極やTOF検出器でも高分子を観測できる点が利点である。一方SLDは、エネルギー吸収マトリックスの存在下でレーザーフルエンスを調整し、局所的な昇華と共蒸発により低荷電イオンを放出する。これにより質量10万Da級のタンパク質や糖鎖の迅速分析が可能になり、質量指紋解析がタンパク質同定の標準となった。またESIは液クロマトグラフィーとオンライン接続でき、翻訳後修飾や非共有結合複合体の情報を維持したまま解析できる点が特徴である。

フェンはレイリーテイラー不安定性を利用したスプレーノズル設計により、ESIダイナミクスを解析し、マルチキャリア電荷分布がポアソン統計と一致することを示した。彼のモデルはIⁿ⁻¹法則を導き、プロテオミクス定量におけるピーククラスター解読の基盤となった。田中はコバルト系超微粒子を含むマトリックスを用い、レーザーアブレーションによるエネルギー分配を最適化して高m/z領域のバックグラウンド低減を実現した。これら技術はTOF/TOFやOrbitrap、Q-TOFといったハイブリッドMSの発展を促し、HDX-MSやイオントラップCIDを組み合わせた高次構造解析を可能とした。現在はネイティブMS、イメージングMALDI、トップダウンプロテオミクスなどへ応用が拡大している。