În prezent, ca tehnică analitică esențială, spectrometria de masă a fost folosită pe scară largă în biomedicină, știința alimentară, securitatea patriei, biologie a sistemelor, descoperirea de droguri și alte domenii. Spectrometria de masă se bazează pe metode de analiză din raportul masă-încărcare (m / z) cu sensibilitate ridicată, precizie ridicată și aplicabilitate universală.
În spectrometria de masă, ionizarea este un prim pas critic în încărcarea moleculelor neutre cu încărcare. Metodele de ionizare comercială de astăzi se bazează în mare parte pe presiunea înaltă de curent continuu (DC) pentru a transforma moleculele de probă în ioni de fază gazoasă într-o sursă de ioni. Cu toate acestea, în timpul ionizării, cantitatea de ioni (Q) nu este controlată de tensiune (V). Prin urmare, toate metodele actuale de ionizare nu realizează un control precis al cantității de ioni. Mai mult, dacă se utilizează o sursă convențională de alimentare de înaltă tensiune, cele mai multe (99%) încărcare / curent și ionii sunt irosiți. Prin urmare, spectrometria de masă are în prezent un obstacol major în direcția dezvoltării de îmbunătățire a sensibilității, a utilizării eșantioanelor și a ciclului de sarcină. Mai mult, alimentarea cu curent de înaltă tensiune utilizată în mod convențional are dezavantajele de a fi costisitoare, dificil de transportat și nesigur.
Producția de tensiune ridicată a unei încărcări fixe reprezintă doar una dintre caracteristicile esențiale ale unui nanogenerator triboelectric (TENG). Sub conducerea comună a Institutului de Tehnologie din Georgia, Institutul de Nano-Energie și Sisteme din Beijing, Academia Chineză de Științe, Wang Zhonglin și Facundo Fernández, Li Anzhen și Jin Yunlong au format o echipă de colaborare cu facultate, folosind TENG pentru a conduce sursa de ioni , realizând sursa de ioni în cantitate de încărcare, pozitivă și negativă Controlul precis al multor aspecte, cum ar fi sexul, lungimea semnalului și așa mai departe. Această lucrare oferă un parametru complet nou controlabil pentru spectrometria de masă și este, de asemenea, prima aplicație a nanogeneratoarelor în instrumente analitice mari. Lucrările aferente au deschis noi domenii de cercetare și aplicații și au fost publicate recent în ultimul număr al revistei Nature Nanotechnology.
În primul rând, echipa a realizat cu succes ionizarea electrospray și ionizarea cu descărcare în plasmă folosind TENG. Suma fixă de taxă furnizată de TENG oferă un control fără precedent asupra procesului de ionizare. Echipa a implementat generarea de ioni controlabil de nanocoloumb și a propus un model fizic asociat. Prin intermediul transmisiei TENG, durata, frecvența și încărcătura impulsului ionic pot fi controlate eficient și consumul de mostre minimizat. Încărcarea de urgență a TENG evită fenomenul de descărcare corona obișnuit la tensiunea înaltă a DC în spectrometria de masă, realizând astfel prima nanoelectrospray (nanoESI) de înaltă tensiune (5-9 kV). Această metodă mărește sensibilitatea sursei de ioni de electrospray la concentrații scăzute și maximizează utilizarea eșantionului. Spectrometria de masă prin ionizarea condusă de TENG a fost utilizată cu succes pentru a detecta o varietate de molecule organice mici și biomacromolecule și pentru a atinge sensibilitatea care poate detecta sute de molecule. De asemenea, pulverizatoarele de ioni AC de tip TENG sunt utilizate pentru depozitarea materialelor ionice pe suprafețele izolatoare.
Această cercetare este esențială pentru dezvoltarea atât a spectrometriei de masă, cât și a TENG.
În primul rând, studiul a realizat primul control precis al cantității de încărcare în timpul ionizării, aducând un nou parametru controlabil la spectrometria de masă, îmbunătățind precizia analitică și oferind capacitatea de a analiza probe foarte mici pentru detectarea chimică și biologică. Problema de blocaj a spectrometriei de masă oferă noi posibilități. Si, folosind TENG permite cercetatorilor sa sincronizeze timpul de pulverizare cu timpul de spectrometrie de masa pentru a maximiza utilizarea probei.
În același timp, TENG înlocuiește sursa de alimentare cu ion de pulverizare originală pe echipamentul de spectrometrie de masă, făcându-l portabil pentru dispozitive de spectrometrie de masă mică și oferind posibilități în condiții extreme precum aplicații militare sau aerospațiale.
În cele din urmă, studiul, ca prim studiu privind utilizarea TENG în echipamente și echipamente, a confirmat faptul că TENG este o metodă simplă, sigură și eficientă de furnizare a tensiunii înalte, oferind idei pentru cercetări similare, conducând diferite instrumente pentru TENG. fundație pentru un "sistem controlat cu auto-comandă".
