随着科技的发展和社会的进步,蛋白质分析、核酸研究及微生物鉴定在生命科学研究领域中发挥越来越重要的作用。基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)是目前用于蛋白质分析测序和微生物鉴定的理想工具,近几年更是取得了飞速发展和广泛应用。为指导MALDI-TOFMS仪器设计,优化分析性能,本课题从仪器离子产生、提取、传输、筛选、检测各个阶段对仪器的关键技术进行了研究。基质辅助激光解吸电离技术目前尚无统一的理论模型。本工作从建立电离模型、优化离子源性能的角度出发,设计并搭建激光参数测试平台,测试了激光的相关参数,研究了激光能量强度与电离作用之间的关系,通过评价触发电离激光能量强度阈值,对基质和样品浓度比进行优化,同时,对触发电离的激光能量强度进行了计算。离子的提取、传输和筛选需要精确的时序控制,利用SIMION 3D离子光学仿真软件平台对飞行时间质谱工作时序进行仿真和计算,整合了飞行时间质谱工作时序的理论计算模型。基于仿真模拟结果,研制了MALDI-TOFMS离子聚焦装置和离子筛选装置。采用多肽混合样品对理论计算和仿真模型进行验证,提出延迟提取、离子门、低质量门技术的时序以及离子传输系统设计优化策略,有效提升仪器分析性能。