激光光电离作为一种独特的电离技术，已被广泛应用于质谱领域。基于单束激光的基质辅助激光解析(MALDI)质谱分析方法，已成为质谱分析生物大分子的标准方法之一。本文介绍的是另一种新的激光质谱分析方法：与MALDI相比，双步激光质谱法(L2MS)采用两束激光分别完成气化/解析和电离的任务。在双步激光系统中，解析阶段和电离阶段在空间和时间上是相互独立的，这样可以方便的对每一阶段进行单独优化。通过对实验仪器的改进，本论文详细探讨了应用双步激光质谱法对生物组织切片中药物分子的原位探测，并优化相关的实验条件。本文主要包括以下三个部分：　　1)综述了几种常用的生物质谱方法及其相关的“软”电离方法，重点描述了双步激光质谱法的独特优势和在分析领域的最新进展。　　2)实验仪器系统：在原有超声分子束光电离质谱装置的基础上，自主搭建一套基于双步激光质谱方法的实验装置。在双步激光质谱系统中较为关键的接口上，采用了进样杆模式。对于固体样品的进样，还自主设计安装了二维平移装置。整套装置包括一套可与质谱真空系统兼容的一维传动杆组件，并与二维平移台配套。组件的末端安装有样品承载平台。整套装置通过手动闸板阀和O型密封圈使真空系统与外界隔绝，可以在保持真空的状态下更换样品。　　3)应用双步激光质谱方法对生物组织中的药物分子进行了探测研究。实验中选用一种常见的光动力治疗药物亚甲基蓝(MB)作为模型分子，所选用的癌细胞为人体乳腺癌(Hela)细胞。实验结果表明，应用1064nm的红外激光对纯肿瘤组织样品进行解析，同时用118nm真空紫外激光对其进行单光子软电离，获得的质谱图背景简单，样品中组织的质谱信号主要来自于组织中的氨基酸或者短肽的碎片，质量数主要在100Da以下。而预先在活体中注射有药物分子MB肿瘤组织的质谱图中，药物分子MB的质谱主峰为285Da，出现在质谱图中质量数较高的区域。结果表明：该质谱峰避开了纯组织背景信号较复杂的区域，提高了检测信号的信噪比。在本实验过程中，对两束光之间的延迟进行了优化，结果发现最佳延迟大约在18-35μs。本检测方法最大的特色是原位检测生物组织中的药物分子。经初步推测，其最低检测浓度可达10-6mol/L以下。