杭纬教授课题组在表面辅助激光解吸电离质谱研究上取得新进展，相关成果以“Coulomb Field-Driven Desorption/Ionization by Femtosecond Laser for Mass Spectrometry Detection and Imaging”为题发表于Journal of the American Chemical Society(DOI: 10.1021/jacs.4c18652)。

表面辅助激光解吸/电离质谱(SALDI-MS)作为一种新兴的质谱技术，能够有效避免传统基质辅助激光解吸/电离质谱(MALDI-MS)中基质相关问题，如背景干扰和分子碎片化，从而实现对小分子生物分子的高效检测和成像。然而，目前大多数SALDI技术依赖于纳秒激光，对于飞秒激光在SALDI中的应用和作用机制研究较少。飞秒激光具有超短脉冲宽度，能够在极短时间内传递能量，有望实现更温和、更高效的解吸/电离过程，减少分子碎片化，提高检测灵敏度和成像分辨率。

为此，课题组开发了基于飞秒激光的表面辅助解吸/电离质谱平台(fs-SALDI-MS)。结果表明，fs-SALDI在减少分子碎片化、降低检出限、减少样品消耗以及提高成像分辨率等方面均优于ns-SALDI。利用fs-SALDI技术实现了对指纹中痕量药物残留的高灵敏度检测和成像，以及鼠脑组织中脂质的高空间分辨质谱成像，展示了其在生物医学和法医学领域的巨大应用潜力。提出了fs-SALDI的库仑场驱动解吸/电离机制，通过飞秒激光激发纳米材料表面等离子体共振(SPR)，在极短时间内实现电荷分离和库仑爆炸，从而直接将样品分子从固态转变为气态离子，避免了热诱导的分子碎片化和背景干扰。

该工作在杭纬教授和深圳综合粒子研究院殷志斌副研究员的共同指导下完成，实验部分主要由博士研究生章珩（第一作者）完成，罗京楷、张琪、许逸翥等参与了论文的研究工作。该工作得到国家自然科学基金（项目批准号：22027808、22474080、21974116）的资助和支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c18652