质谱检测在生化分析中有着不可替代的作用,大气压环境下的质谱检测技术出现更是拓展了质谱检测应用的领域。常压环境下的表面辅助激光解吸电离（SALDI）离子源技术应用于固体生物样品质谱检测就是一个很好的案例。为了充分利用固体生物样品的空间信息,将质谱检测与显微光学成像结合是一个趋势。然而质谱成像与显微镜下的先采样后质谱检测都有着各自的缺点,前者受限于SALDI等离子源技术的空间分辨率,获得的分子图像无法精确反应单个细胞的分子成分与含量,后者操作复杂效率低下。因此,本文设计并实现了一种常压开发式质谱检测系统,该系统能根据样品光学图像信息进行细胞自动识别定位并完成单细胞质谱检测的功能。设计并开发了光学精准定位常压开发式质谱检测系统各个硬件组成模块,每个模块分别实现了相应功能:显微图像获取模块设计参考了无限远显微光学系统,它的作用为获取样品的10倍或50倍的光学图像,为细胞的识别定位提供依据;3D位移模块由水平位移器件、垂直位移器件和样品台组成,它的作用是使样品位移以便激光解吸单细胞;离子源模块由激光器、反射镜、聚焦物镜和空气动力辅助离子化（AFAI）等器件组成,聚焦的激光用于在常压下使样品解吸电离,随后由AFAI传输至质量分析器和质量检测器获得质谱信息。所有模块相互配合共同实现了常压环境下生物样品中单细胞质谱检测功能。设计并开发了在上位机中实现各个硬件模块与PC机通讯和控制功能的系统操作软件。软件包括GUI程序、系统子功能程序和硬件驱动程序。这三者组合在一起实现了样品宽范围清晰图像拼接、图像中的细胞识别定位、多细胞检测路径优化和单细胞质谱检测。制作了血红细胞涂片,并利用该样品测试系统的功能。结果表明系统能自动完成细胞识别定位后质谱检测,并且获得了每个细胞的图像和质谱数据。对光学图像处理可以进一步完成多种细胞的自动分类,然后结合质谱数据可分析出不同类型细胞间的代谢差异。