Desorpsjon/ionisering på silisium

Desorpsjon/ionisering på silisium (DIOS) er en myk laser desorpsjonsmetode brukt til å generere gassfase-ioner for massespektrometri analyse. DIOS regnes som den første overflatebaserte overflateassisterte laser desorpsjon/ionisering (SALDI-MS) tilnærmingen. Tidligere tilnærminger ble oppnådd ved bruk av nanopartikler i en matrise av glyserol, mens DIOS er en matriksfri teknikk der en prøve avsettes på en nanostrukturert (porøs silisium) overflate og prøven desorberes direkte fra den nanostrukturerte overflaten gjennom adsorpsjonen av laserlysenergi. DIOS har blitt brukt til å analysere organiske molekyler, metabolitter, biomolekyler og peptider, og til slutt til vev og celler.

Bakgrunn 
Myk laser desorpsjon er en myk ioniseringsteknikk som desorberer og ioniserer molekyler fra overflater med minimal fragmentering. Dette er nyttig for et bredt spekter av små og store molekyler og molekyler som enkelt fragmenteres. De første myklaser desorpsjonsteknikkene inkluderte matriksassistert laser desorpsjon/ionisering (MALDI) nanopartikler i glyserol. I MALDI blandes analytten først med en matriksløsning. Matrisen absorberer energi fra laserpulsen og overfører den til analytten, forårsaker desorpsjon og ionisering av prøven. MALDI genererer [M+H]+ ioner.

DIOS ble først rapportert av Gary Siuzdak, Jing Wei og Jillian M. Buriak i 1999. Det ble utviklet som et matriksfritt alternativ til MALDI for mindre molekyler. Fordi MALDI bruker en matrise, introduseres bakgrunnsioner på grunn av ionisering av matrisen. Disse ionene reduserer bruken av MALDI for små molekyler. I kontrast bruker DIOS en porøs silisiumoverflate for å fange analytten. Denne overflaten er ikke ionisert av laseren, og skaper derfor minimal ionisering av bakgrunnen og muliggjør dermed analyse av små molekyler.

Applikasjoner 
DIOS har vist seg å være et ultrafølsomt middel for å generere og oppdage molekyler på yoktomolnivå, både for DIOS nanostrukturerte overflater modifisert med fluorkarboner, og en påfølgende relatert teknologi kjent som Nanostructure-Initiator Mass Spectrometry og/eller Nanostructure Imaging Massespektrometri (NIMS).

DIOS har vist seg å oppdage peptider, naturlige produkter, små organiske molekyler og polymerer med liten fragmentering.

DIOS kan brukes til proteomikk. Det har blitt rapportert som en nyttig metode for identifikasjon av proteiner. Fordi den er matrisefri, kan den brukes til å identifisere mindre biomolekyler enn MALDI. I tillegg kan den brukes til å overvåke reaksjoner på en enkelt overflate gjennom gjentatte MS-analyser. Reaksjonsovervåking kan brukes til å skjerme enzymhemmere.

Atmosfærisk trykk DIOS ble vist å være et effektivt verktøy for kvantitativ analyse av legemidler med høy protonaffinitet.

Bruken av DIOS til å avbilde små molekyler har blitt demonstrert. Lin He og kollegaer avbildet små molekyler på museleverceller. De brukte også markørmolekyler for å avbilde HEK 293 kreftceller.

Referanser 

Massespektrometri