近年来,环境颗粒物不仅损害生态环境,同时严重威胁着人类健康。环境颗粒物的成分分析,尤其是单颗粒水平上的元素定量检测,可准确获取颗粒物的来源及分布信息,进而为颗粒物污染控制提供最佳解决方案。然而,目前针对环境单颗粒物,尤其是微米级和亚微米级颗粒物的传统检测方法具有检测效率低、检测费用高等多重局限性。因此,迫切需要发展一种新型、高效的单颗粒元素检测技术,以有效满足单颗粒物大规模检测的实际需求。本文有机结合激光诱导击穿光谱（Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS）技术与光学显微技术,分别发展了明场（Bright-field,BF）和暗场（Dark-field,DF）显微激光诱导击穿光谱技术,并将其应用于微米和亚微米尺度的单颗粒样本的元素检测。本文研究内容主要包括两个部分:（1）将BF-MLIBS检测技术应用于微米级环境单颗粒物的检测研究。本文首先搭建了BF-MLIBS系统,实现了3μm以上单颗粒的精准定位和元素检测。其次,本文利用该系统对来自中国北部湾不同水域的微塑料进行了检测。实验结果表明,微塑料负载的重金属浓度与区域环境污染程度有较强的相关性。此外,单颗粒水平上的重金属检测揭示了微塑料颗粒之间的差异性,在微塑料溯源方面表现出巨大潜力。除此之外,本文结合BF-MLIBS系统与主成分分析方法对沙粒和煤灰颗粒物进行了元素分析和分类。结果表明,BF-MLIBS能够对成分相似、来源不同的颗粒物进行精准区分。（2）将DF-MLIBS检测技术应用于亚微米级单颗粒物的检测研究。本文搭建了DF-MLIBS系统,并以枯草芽孢杆菌芽孢为例,证明了DF-MLIBS在亚微米以及透明单颗粒物元素检测应用中的能力。同时,枯草芽孢杆菌芽孢的LIBS检测结果显示了单细胞元素组成的异质性,为后续在单细胞水平上开展多种微生物检测提供了技术支撑。综上所述,显微LIBS技术在微米以及亚微米级单颗粒物的多元素检测方面具有良好的可行性,不仅在环境颗粒有害物的元素分析和溯源等方面具有良好的应用价值,还在微生物检测领域中有极大的发展潜力。