Désorption-ionisation sur silicium

Les conditions de préparation du silicium poreux sont très importantes puisque la morphologie du silicium poreux dépend de celles-ci. La plupart des solvants d’après-gravure n’ont aucun effet sur la performance du DIOS, sauf l’éthanol, qui réduit l’intensité des ions d’arrière-plan. La double gravure au laser, où la plaque de silicium est oxydée après la gravure et est ensuite traitée avec du fluorure d’hydrogène, améliore la performance du DIOS, même si un laser de plus grande force est requis afin de désorber les analytes de la plaque DIOS. La porosité des plaques de DIOS est autour de 30-40%, avec des pores de 70–120 nm de diamètre qui sont séparés d’environ 100 nm entre eux [4]. De plus, la surface de silicium poreux peut-être modifiée afin de prévenir l’oxydation de la surface, ce qui dégrade l’utilité à des fins analytiques de la plaque DIOS.

Une façon de produire du silicium poreux pour DIOS est d’utiliser la gravure électrochimique. Ainsi, la surface de silicone est hydrophile et contient de l’oxyde de silicium poreux. La section hydrophile est alors entourée par une région hydrophobe, ce qui aide à placer l’échantillon au bon endroit dans les pores. De plus, la préparation de plaque de silicium poreux de type n est effectuée en utilisant la gravure électrochimique et en incluant une illumination des deux côtés de la plaque.

La grandeur optimale des pores de silicium est dans l’intervalle de 50-200 nm, ce qui permet l’analyse d’un grand nombre de composés biologiques. Une autre façon d’obtenir une surface DIOS est de former un fin film de silicone. Le fin film est fabriqué en utilisant un dépôt chimique en phase vapeur renforcé par plasma. Cette façon de fabriquer la plaque de silicium poreux s’est révélée efficace par DIOS-MS pour la détection de molécule à petit poids moléculaire comme la ubiquitine digérée par la trypsine, mais aussi pour les molécules de grand poids moléculaire comme la thyrocalcitonine (m/z 3605) et l’insuline (m/z 5735)[4].

Le laser utilisé est un laser à azote de longueur d’onde de 337 nm, et effectue de courtes impulsions vers la plaque DIOS. L’échantillon alors irradié est atténué avec un filtre de densité neutre. Les ions observés après cette étape sont ionisés par l’addition d’un proton en [M+H]⁺[5]. D’autres techniques de désorption laser douce utilisent cependant un laser de longueur d’onde de 266 nm de type Nd:YAG.

• Comme DIOS utilise des surfaces de dépôt en silicium poreux, elle permet de ne pas utiliser une matrice, contrairement à MALDI (Désorption-ionisation laser assistée par matrice). En effet, le rôle de la matrice est donc remplacé par la surface de dépôt en silicium poreux qui piège la molécule d'analyte et absorbe l'irradiation laser.
• MALDI et DIOS ont une sensibilité semblable, mais DIOS permet l’absence d’interférences de matrice. Ainsi, il y a un faible bruit de fond à basse gamme de masse.
• DIOS peut être adapté sur n’importe quel appareil de type MALDI.
• Comme les ions ne se fragmentent pas (aucune dégradation de l’analyte), il devient possible d’analyser un mélange de composés directement déposé sur la plaque, sans passer par le processus de séparation chromatographique.

• La composition de la plaque de silicium poreux, le délai entre les impulsions, le temps d'attente pour la puissance d'accélération, la longueur d'onde du laser, la densité d'énergie du laser et l'angle d'impact du faisceau laser sont des paramètres critiques pour la qualité et la reproductibilité de la méthode.