Dans le domaine de l'analyse biomédicale, le sang est de loin la matrice la plus couramment utilisée. Son obtention s'effectue traditionnellement par une ponction veineuse au niveau du bras. Un mode de prélèvement alternatif a fait son apparition dans les années 60 : les spots de sang séché sur papier filtre ou dried blood spots (DBS). Bien que les avantages (simplicité, micro volumes, transport, stockage et sécurité) aient été clairement identifiés, ce mode de prélèvements est longtemps resté cantonné au dépistage des maladies héréditaires chez les nouveau-nés. L'essor de la spectrométrie de masse, en particulier le mode tandem (MS/MS), a permis de relancer la technique DBS en élargissant son domaine d'applications. Ce travail de thèse se propose d'étudier la mise en place de la technique DBS dans un laboratoire d'analyses pour supporter des applications pharmacologiques et toxicologiques. Le premier axe de recherche se concentre sur le couplage des échantillons DBS avec la technique LC-MS. Une plateforme d'analyse LC-MS/MS performante a ainsi été développée permettant une prise en charge rapide et simplifiée des échantillons DBS. Le second axe est consacré à l'application de cette même plateforme à des problématiques biomédicales diverses et variées comme le criblage ciblé de drogues, l'étude du profil pharmacocinétique d'un médicament et de ses métabolites, le risque d'interactions médicamenteuses ou encore le phénotypage des cytochromes P450.