基于激光解析电离质谱的生物样本中代谢物检测对于临床的诊断和治疗有着十分重要的意义。在激光解析电离质谱中,通常会使用有机或者无机材料作为基质用来增强检测效率和实现分子的软电离以此来测量完整的分子质量。但是,传统的有机基质会在低分子量端(质量和电荷的比值小于500的范围)产生很强的背景噪声以及很高的样品点与点之间的差异性。因此,将新的纳米材料用作激光解析电离质谱的基质是纳米科学中重要的研究内容。在本工作中,我们将一些纳米材料用作新的基质以此来增强激光解析电离质谱在多种生物体系中小分子的检测表现。由于材料本身所具备的合适的结构尺寸和较强的激光解析电离表现,我们在此基础上开展了许多新的课题。首先,我们成功的在母乳样本中检测出多种小分子。我们的检测手段能提供皮摩尔级别的灵敏度,低至10纳升的样品消耗以及可行的简单样本预处理。这个工作不仅促进了样本库的微型化,同时也有利于营养学研究中简化样本预处理的过程。此外,我们首次报道了等离激元纳米材料产生的热电子对于激光解析电离的增强机理。并且成功的在复杂的血清样本中检测出多种代谢分子。我们的工作不仅促进了基于激光解析电离质谱的代谢小分子检测的研究,同时推动了将该技术在临床研究中的实际应用。