在基于质谱的生命科学研究中，化学标记技术尤其是引入同位素的标记策略，被广泛应用于如蛋白质组学、代谢组学和转化医学所涉及的多种生物分子的定量和定性分析中。随着人们对分析效果的要求的提高，不断有新型的同位素标记试剂或策略被开发出来。本文首先报道了一种新型的同位素氨基标记试剂，4，6-二甲氧基嘧啶-2-异硫氰酸酯(DMPITC)。在多肽定性和相对定量分析的实际应用过程中，充分显示了其卓越的性能。该试剂拥有高通量的标记能力，单位时间内较传统试剂标记更多的肽段。而专一性的标记多肽N端的特点，使之在质谱分析过程中更具有针对性。在多肽鉴定时，DMPITC分子中的嘧啶环能够较好的提升标记产物的信号强度，结合同位素质荷比相差6Da的标记策略，不仅可以很好的应用于多肽的相对定量研究中，还能够提供更多的序列信息。从标记后多肽串联质谱中发现，其产物离子基本由b和y离子组成。与未标记和商品化标记试剂苯异硫氰酸酯(PITC)标记肽段相比，产生较强b1离子的同时也更易产生种类丰富的b和y型离子，结合同位素的标记策略，能够很好辅助确定多肽序列。因此，该试剂是研究多肽和蛋白质的理想工具。本工作中建立的DMPITC标记策略，为多肽以及蛋白质的鉴定提供了一条快速、灵敏、准确的方法，也具有很好的重现性和可靠性。此外，进一步将该试剂与纳升液相色谱基质辅助激光解吸离子化质谱(nano-LCMALDI-MS)相结合，应用于肾移植急性排斥患者血清中微量差异多肽的研究，在一级质谱中，通过比较d0/d6峰对进行定量比较。再进一步对差异多肽进行串联质谱分析，并结合同位素比对和数据库搜索，对差异多肽进行定性分析，为该类疾病的临床诊断和转化医学研究提供技术支持。　　 此外，本文还报道了一种新型的羧基专一性标记试剂，2，4-二甲氧基嘧啶-6-哌嗪基嘧啶(DMPP)，在基于碳二亚胺缩合化学的标记条件下，该试剂拥有高通量的标记能力，单位15秒时间内，实现待测物的快速标记。而高专一性的标记羧基的特点，使之在质谱分析过程中更具有针对性。在多肽和脂肪酸鉴定时，只有羧基端在标记反应完成后，能够产生206 Da的质量位移(“轻”同位素标记)。由于DMPP分子中极高的气相碱度，结合树脂对于过量标记试剂的吸附作用，极大地提高了衍生化分析物的灵敏度。而同位素质荷比相差6Da的标记策略，不仅可以很好的应用于多肽的相对定量研究中，还能够提供更多的序列信息。因此，该试剂是研究从小分子脂肪酸到大分子多肽乃至蛋白质的理想工具。由于标记产物能够在串联质谱中产生高丰度质荷比为225和231的定量离子，因此又通过三重四级质谱的选择反应监测技术(SRM)对一系列脂肪酸标记产物进行LC-MS/MS同位素稀释法分析，大大提高了含羧基小分子尤其是脂肪酸系列化合物的灵敏度和实用性，并应用于人尿液中微量脂肪酸物质的分析中。随后，又将该方法进行进一步优化，对样本中脂肪酸的定量分析方法学进行了考察，包括准确度、精密度和重复性实验等，并应用于分析甲状腺肿瘤组织中游离脂肪酸，验证了癌症组织中脂肪酸的高表达现象并为其相关合成酶活性上升提供证据，证明了该方法在实际样品分析中的合理性和可操作性。　　 最后，本文又提出了一种提高串联质谱中产物离子元素组成的新方法。该方法主要根据产物离子同位素强度的实验比值与理论比值的差值，逐步排除可能性较低的元素组成，直至得到最优结果。该方法除了拥有良好的重复性外，还有着较好的普适性，可以作为质谱研究中确定产物离子元素组成的辅助手段。