质谱分析是一种重要的分析材料成分的分析技术,已广泛应用于分子鉴定、生物组织成分分析、组织切片成像等领域。分子离子的产生,包括样品的解吸和电离,是质谱检测物质的先决条件。在各种解吸和电离的方法中,表面辅助解吸离子化(SALDI)由于其低基质干扰,高重现性和高耐盐性而成为最普遍的电离技术之一。在SALDI过程中,分析物的解吸和电离很大程度上取决于基底的光热转换和传热效率。许多研究表明,纳米结构单元的组织显着地改变了光与纳米材料之间相互作用的动力学。光子晶体的慢光效应可以极大地增强光和物质的相互作用。因此,我们将具有反蛋白石结构的光子晶体作为SALDI基底,以促进激光解吸和电离。在本文中,我们分别以具有强紫外吸收的钨钛氧化物和具有广谱光吸收性的碳材料为骨架材料,研究制备了钨钛氧化物反蛋白石光子晶体和碳反蛋白石光子晶体。通过耦合光子晶体的禁带边缘和激光波长,增强激光与具有强光吸收的骨架材料的相互作用,进一步地增强了激光能量的吸收和转换。之后,我们将制备的光子晶体基底用于质谱检测,研究了慢光效应的增强作用。并基于光子晶体基底的高灵敏度,将其用于血清中生物标志物的定量检测。本文的主要研究内容有:(一)有序微结构材料的制备与表征:基于钨钛氧化物的强紫外吸收和碳材料的广谱光吸收性能,研究制备了钨钛氧化物反蛋白石光子晶体和碳反蛋白石光子晶体,并对材料的微观结构和光学性能进行了表征与分析(论文第二章)。(二)有序微结构材料用于质谱检测:以制备的钨钛氧化物反蛋白石光子晶体和碳反蛋白石光子晶体作为基底进行质谱检测,通过耦合光子晶体的禁带和激光波长,增强了SALDI质谱的检测灵敏度。此外,通过改变检测激光的波长,验证了慢光效应用于增强激光解吸附和电离的普适性,研究了碳反蛋白石光子晶体的慢光带宽(论文第三章)。(三)基于质谱分析的CUMS生物标志物的定量:以钨钛氧化物反蛋白石光子晶体作为增强基底,耦合内标法,检测了血清中与CUMS抑郁模型相关的生物标志物的浓度。并设置了对照组和模型组,研究分析了CUMS对生物体代谢的影响(论文第四章)。