浮游植物是海洋生态系统中最主要的初级生产力,其群落结构及其丰度不仅能够影响上层海洋食物网和生物地球化学循环过程,而且还能够影响气候变化,减轻温室效应带来的不利影响。浮游植物色素是指示其群落结构变化的重要指标,因此,准确检测浮游植物色素是海洋生态技术研究的重要内容。目前,常用的高效液相色谱(HPLC)色素检测方法具有一定的局限性,存在灵敏度与准确度较低的缺点。本研究针对该问题,开发了两种灵敏度高、准确度高的超高效液相色谱串联质谱(UHPLC-MS/MS)方法,可以同时检测多种浮游植物色素,探索了该方法在海水样品浮游植物色素检测中的可行性,并应用于浮游植物粒级分析。主要的研究内容和结果包括如下三个方面:(1)建立了高灵敏度的UHPLC-MS/MS方法,可同时检测14种浮游植物特征色素。使用电喷雾离子源正离子模式,采用内标法定量。在优化的色谱质谱条件下,14种色素在15分钟内分离,并且线性关系较好(14种色素线性相关系数范围为0.9915-0.9991)。14种色素的定量限范围为0.005-0.500μg/L;重复性和重现性均小于15%;在两个添加浓度水平下,平均回收率在62.8-120.2%之间。与以前的方法相比,UHPLC-MS/MS色素检测方法不仅明显提高了检测效率,而且灵敏度高、定量准确度高,可以准确分析复杂海水样品中的痕量浮游植物色素组分。(2)通过子离子形成的特征碎裂模式,扩展了UHPLC-MS/MS方法可检测的色素种类。由于UHPLC-MS/MS方法需要通过色素标准品单标获取色素组分的特征离子对,使得可检测的色素种类受到标准品单标的限制。本研究在电喷雾离子源正离子模式下,分析了38种色素的子离子形成模式。基于色素子离子形成的特征碎裂模式,推导了无标准品色素的特征子离子及其相应的碰撞能。在20分钟内,成功的从DHI混合标准中分离检测到64种色素(包含26种无单标的色素)。该方法在同时检测64种色素时,仍然具有非常高的灵敏度,36种色素的定量限在0.2-0.005μg/L之间。该方法为使用UHPLC-MS/MS对更多痕量无标准品色素进行分析提供了新的思路。(3)探讨了UHPLC-MS/MS方法在测定黄海浮游植物粒级分类中应用的可行性。2015年8月间,在黄海47个站位取表、中、底三层水样进行了分析,对比了超高效液相色谱(UHPLC)和UHPLC-MS/MS两种方法的海水样品色素检测结果。通过分析发现UHPLC-MS/MS的灵敏度较高,但多数情况下两种方法检测结果吻合度较好,两种方法均适用于浮游植物色素样品的测定。叶绿素a浓度和浮游植物粒级结构空间分析结果显示,山东半岛近岸和长江口东北侧海域,叶绿素a浓度较高,小型浮游植物占优势;黄海冷水团海域,叶绿素a浓度较低,微型和微微型浮游植物比例明显升高。与历史数据相比,空间分布趋势基本一致。尽管叶绿素a绝对浓度和不同粒径浮游植物的贡献率存在一定差异,但这与调查时间、站位以及粒级分析方法的差异有较大关系,需进一步的探索。