生物标志物在地球化学及油气勘探中具有重要地位。对于生物标志物母体的研究可为地质演化、成烃环境等的深入理解提供指导。目前对于生物标志物的研究主要集中于地质体,关于其母源的深度研究较少。本文以生物标志物一类主要来源——木材提取物为研究对象,围绕实现分子组成全面表征和生物标志物的精准溯源两个目的,开发先进的分析方法,以促进对生标母体的认识。气相色谱-质谱（GCMS）方法是目前植物组成研究的主流手段,但受分析物沸点和质谱分辨率的限制,不具备达成以上两个分析目标的能力,因此需建立更为先进的分析方法。对于木材提取物分子组成全面表征的研究目前缺乏完整的分析手段。超高分辨率质谱在“石油组学”的成功应用证明了它在分子水平上表征复杂有机体系的优势。本论文首先建立了基于超高分辨率质谱的木材提取物分子组成表征方法。系统考察了不同特性溶剂萃取的兼容性和选择性,建立静电场轨道阱质谱分析方法实现物质的全面检测,综合多维度数据统计方式对可提取物组成结构进行深度表征,实现了比已报道结果更丰富的木材提取物的化学组成多样性分析。生物标志物母体在木质部中经历各种迁移转化,如边材向心材的转化、树脂的迁移等,深度挖掘它们的分布有助于生标的精准溯源。为了在分子组成信息基础上填补生物标志物的空间分布信息,论文进一步开发了基质辅助激光解吸电离质谱成像（MALDI MSI）方法,实现对生物标志物在木质部横截面的精准定位。通过对有机、无机基质考察确定了适合木质部中多类型有机分子的有效基质辅助电离;通过探索切片、基质涂覆方式等克服了木材样品难以制样的困难;建立的MSI分析方法能够实现70μm空间分辨率下的分子分布识别,满足对生物标志物在木质部年代迁移差异的辨别需求;开发多途径数据解析方法提高分析效率同时保证定性准确性。最终创新性的实现了生物标志物的原位检测,观测到了生物标志物从边材向心材的转化并初步探讨了其迁移累积规律,同时观测到了不同类型树脂的分布差异并结合分子结构鉴定及其分布特征完成了对树脂的溯源。本文建立超高分辨质谱方法对木材提取物分子组成进行全面表征,开发MALDI MSI方法对木质部分子分布精准定位,极大促进了对生物标志物母体的认识,为生物标志物研究扩宽了思路。