高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/MS）是食品有害物质分析的有效工具,但分析结果易受食品基质的影响而偏离真实值。本研究设计、开发了一系列稳定同位素标记探针,用于食品中胺类、α-二羰基化合物和雌激素三类典型有害物质的高灵敏质谱分析。利用探针的质谱增敏作用提高有害物质检出率,利用稳定同位素标记技术的内标定量功能克服质谱分析中存在的基质效应,提高质谱分析的准确度,为食品质量安全控制提供新思路、新方法,同时为食品加工工艺的改进提供数据支撑。第一章:简述了食品有害物质的色谱、质谱分析方法,讨论了食品有害物质分析中的基质效应问题,介绍了稳定同位素标记质谱分析方法的原理及应用,阐述了本论文的研究思路及研究内容。第二章:设计并合成了两对稳定同位素标记试剂:4-羧基苯基-三甲基铵（d0-CPTA）及其氘代产物d3-CPTA和3-羧基-1-甲基吡啶（d0-CMPD）及其氘代产物d3-CMPD;研究了它们的质谱增敏效果,并与商业化衍生试剂丹磺酰氯进行了比较,为稳定同位素标记试剂的设计提供参考。将具有较高质谱灵敏度的CPTA应用于食品及食品包装材料中脂肪胺的稳定同位素标记质谱分析。十种脂肪胺的检出限为4.1-9.0 ng/L,回收率为90.1%-97.1%,基质效应为95.1%-99.8%。第三章:设计并合成了一对全新的同位素标记试剂对三甲胺基苯甲酰肼（d0-HCTA）及氘代产物d3-HCTA,将其用于α-二羰基化合物的质谱标记分析。比较了HCTA与商业化试剂丹磺酰肼（DNSH）的标记效果,研究了色谱柱填料对α-二羰基化合物色谱行为的影响。将HCTA应用于食品中α-二羰基化合物的定量分析,并对食品中未知的醛类化合物进行拟靶向分析,方法检出限为4.1-9.2ng/L,回收率为90.1%-95.3%,基质效应为96.1%-98.5%。第四章:以三-（4-甲酰苯基）胺（TFPA）和2,4,6-三（4-氨基苯基）-1,3,5-三嗪（At）为原料合成了具有吸附作用的共价有机骨架（COF）TFPA-At,将其用于牛奶样品中雌激素的选择性吸附。以轻型丹磺酰氯（d0-DNS-Cl）和重型丹磺酰氯（d6-DNS-Cl）为稳定同位素标记试剂,建立了雌激素的稳定同位素标记质谱分析方法。稳定同位素标记方法提高了雌激素分析的准确性和灵敏度,同时有效地克服了基质效应。雌激素的检出限为9-13 ng/L,回收率为89.6%-95.5%,基质效应为96.1-98.9%。