《AFM》：激光诱导表面重构纳米多孔金修饰二氧化钛纳米线！

基质辅助激光解吸质谱(MALDIMS)在检测蛋白质和DNA等高分子量生物分子方面受到了极大的关注。纳米结构基底的物理化学性质对激光解吸电离质谱的性能有重要影响。对基底性质的基本理解可以为高效LDI矩阵的设计和开发提供见解。

来自韩国延世大学等单位的科研人员研究了纳米多孔金修饰的二氧化钛纳米线(纳米金-TNW)的混合基质被开发以实现增强的LDI-质谱性能。本文基于包括光热转换和电子能带结构在内的混合矩阵性质，研究了它的起源。相关论文发表在Advanced Functional Materials。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202102475

值得注意的是，纳米金-TNW比原始的TNW和无孔金纳米修饰的TNW(AuTNW)杂化物的性能获得了进一步的改善，这归因于激光诱导的表面重构/熔化现象。通过高孔隙率纳米金的高效光热转换和激光曝光，纳米金发生明显的表面重组/熔化。在纳米金结构改变的瞬间，内部能量从纳米金转移到被吸附的分析物被促进，这有利于解吸。此外，在重组npAu附近的TNW处原位产生应变，使TNW晶格发生畸变。应变的发展通过在带隙中引入浅陷阱能级降低了电荷载流子的复合速率，从而增强了电离过程。最后，通过对神经递质（neurotransmitter）的分析，证明了基于npAu-TNW混合矩阵的LDI-MS的高性能。

图1.npAu-TNW的特性

图2.TnW、Au-TnW和npAu-TnW纳米结构中混合酪氨酸的DSC热分析。

图3.基于水接触角(WCA)测量的TNW、Au-TNW和npAu-TNW的光催化活性

图4.激光诱导npAu-TNW的结构变化。

图5.由于激光诱导的重构/熔化现象，npAu-TNW中的应变发展。

图6.与激光诱导的表面重构/熔化现象有关的增强解吸/电离的来源。

图7.三种神经递质的LDI-MS

总之，本文为了提高LDIMS的解吸和电离效率，研制了一种npAu-TNW杂化无机基质。此外，还探讨了基于基质的光致热学和电学性质以及LDI-MS高性能的来源。npAu-TnW杂化材料脱附和电离的增强从以下几个方面进行了解释：1)增加了局部加热和传热，2)提高了光催化活性，3)发生了激光诱导的表面重组/熔化。最后，从热力学的角度讨论了激光诱导的基体表面重组/熔融对脱附的影响，并以亚甲基硫酸盐为例进行了验证。（文：SSC）