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超高效液相色谱-质谱联用（UHPLC-MS/MS）技术综合了UHPLC超高效分离能力和MS/MS高灵敏、高选择性的定性定量能力,具有分离能力强、分析速度快、检出限低、准确度高等优势,在生物样品代谢物分析、环境分析、食品安全、药物检测等领域被广泛应用。稳定同位素标记衍生化（SILD）技术可以改善分析物在色谱柱上的分离能力,并显著提高质谱检测准确度和灵敏度。磁分散固相萃取技术（MDSPE）相比于传统的分散固相萃取方法,仅通过外加磁场即可实现分离,无需过滤离心等繁琐操作,具有快速、简便等优点。金属有机骨架材料（MOFs）具有比表面积大、孔径大小可调、可携带功能化官能团等优势,在生物样品前处理领域具有显著优势。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）具有灵敏度高、样品用量少、仪器操作简单、高通量分析等特点,同时其可实现较宽质量范围内分析物的检测,特别是对生物大分子（如蛋白、糖肽等）是一种极具优势的检测手段。采用功能化MOFs选择性富集生物样本中的糖肽类药物,进行MALDI-TOF-MS检测,具有快速、简便、高通量等优势。本论文具体完成了如下工作:第一章:简述UHPLC-MS/MS、MALDI-TOF-MS、化学衍生化技术、样品前处理技术的原理、特点及应用。第二章:设计了一种SILD-MDSPE样品前处理技术,利用UHPLC-MS/MS多反应监测模式,建立并验证了大鼠血液微透析液中多种神经类固醇及其相关代谢物的分析方法。第三章:采用设计合成的d0/d3-6-N-甲基罗丹明6G-N-羟基琥珀酰亚胺甲酸酯作为稳定同位素标记衍生试剂,联合MDSPE前处理技术,在UHPLC-MS/MS多反应监测模式下建立并验证了大鼠脑微透析液中多种神经递质及其相关代谢物分析方法。第四章:设计合成了一种半胱氨酸功能化的金属有机骨架材料（MIL-101（NH2）@Au-Cys）,用于实际血清样品中万古霉素和去甲万古霉素的富集与净化,萃取物实现了MALDI-TOF-MS高通量检测。