疾病标志物的检测对于疾病的预防、确诊、治疗和预后判断有着非常重要的作用和临床应用价值,可以评估疾病发生的风险,减少疾病的治疗成本,甚至避免疾病的发生。基于质谱技术的非侵入式体液(主要是血液)检测方法,是一种方便、无创或微创的患者友好型检测方法,在临床上应用前景广阔。然而,在用常规的质谱技术分析样品时,通常需要复杂的样品预处理,对操作人员的技术水平要求高,且成本高、耗时长。因此,迫切需要研发一种操作简单、灵敏有效、成本低的疾病标志物定量分析技术,以满足临床检测的需要。本工作基于纸喷雾电离质谱技术(PS-MS),提出了一种集反应和检测于一体的3D反应器纸喷雾(3D-RPS)质谱方法,用于血液中疾病标志物的分析检测。通过3D 打印技术,该方法实现了酶催化反应(或链置换反应)、分析物转移、纸喷雾检测和温度控制的一体化集成。在对丁酰胆碱酯酶(BuChE,肝病和有机磷中毒的标志物)的检测中,3D-RPS获得了与商品化的Ellman方法一致的检测结果。进一步,在对miRNA-141(前列腺癌患者异常表达)的检测中,我们将3D-RPS与立足点介导的链置换反应(Toehold-mediated strand displacement reaction,TSDR)结合,采用纳米粒子信号放大和链置换信号放大的方式,实现了对miRNA-141的准确检测。这一方法,首次将纸喷雾质谱技术应用于miRNA的高灵敏定量检测,拓展了纸喷雾质谱的应用范围。通过与临床使用的检测方法进行比较,本论文提出的反应器纸喷雾质谱法具有相同甚至更高的准确性,同时有效降低了检测成本和检测难度,表现出良好的实际应用前景。此外,本方法对于其他基于体液的疾病标志物检测亦具有重要的参考价值。