Atualmente, como uma técnica analítica chave, a espectrometria de massa tem sido amplamente utilizada em biomedicina, ciência de alimentos, segurança interna, biologia de sistemas, descoberta de drogas e outros campos. A espectrometria de massa é baseada em métodos de análise de razão massa / carga (m / z) com alta sensibilidade, alta precisão e aplicabilidade universal.
Na espectrometria de massa, a ionização é um primeiro passo crítico no carregamento de moléculas neutras com carga. Os métodos de ionização comercial de hoje dependem principalmente da alta pressão de corrente contínua (DC) para converter moléculas de amostra em íons de fase gasosa em uma fonte de íons. No entanto, durante a ionização, a quantidade de íons (Q) não é controlada pela tensão (V). Portanto, todos os métodos atuais de ionização não atingem o controle preciso da quantidade de íons. Além disso, se uma fonte de alimentação de alta tensão convencional é usada, a maioria (99%) da carga / corrente e íons são desperdiçados. Portanto, a espectrometria de massa tem atualmente um grande gargalo na direção do desenvolvimento para melhorar a sensibilidade, a utilização de amostras e o ciclo de trabalho. Além disso, a fonte de alimentação de alta tensão utilizada convencionalmente tem as desvantagens de ser dispendiosa, difícil de transportar e insegura.
A saída de alta voltagem de uma carga fixa é apenas uma das características essenciais de um nanogerador triboelétrico (TENG). Sob a orientação conjunta do Instituto de Tecnologia da Geórgia, Instituto de Nanomecânica e Sistemas de Pequim, Academia Chinesa de Ciências, Wang Zhonglin e Facundo Fernández, Li Anzhen e Jin Yunlong formaram uma equipe de cooperação entre faculdades, usando TENG para conduzir a fonte de íons , percebendo a fonte de íons na quantidade de carga, positivo e negativo Controle preciso de muitos aspectos, como sexo, comprimento do sinal e assim por diante. Este trabalho fornece um parâmetro controlável completamente novo para espectrometria de massa e é também a primeira aplicação de nanogeradores em grandes instrumentos analíticos. Trabalhos relacionados abriram novas áreas de pesquisa e aplicação, e foram recentemente publicados na última edição da Nature Nanotechnology.
Primeiro, a equipe conseguiu com sucesso a ionização por eletropulverização e ionização por descarga de plasma usando TENG. O montante fixo de cobrança fornecido pela TENG fornece controle sem precedentes sobre o processo de ionização. A equipe implementou a geração de nanopartículas controláveis de íons e propôs um modelo físico relacionado. Através do acionamento TENG, a duração, a frequência e a exigibilidade do pulso de íons podem ser efetivamente controladas e minimizar o consumo de amostras. A carga traço de TENG evita o fenômeno de descarga corona comum em alta voltagem de corrente contínua em espectrometria de massa, conseguindo assim a primeira nanoelectrospray de voltagem ultra alta (5-9 kV) (nanoESI). Este método aumenta a sensibilidade da fonte de íons de eletropulverização em baixas concentrações e maximiza a utilização da amostra. A espectrometria de massa por ionização orientada por TENG tem sido usada com sucesso para detectar uma variedade de pequenas moléculas orgânicas e biomacromoléculas, e para alcançar sensibilidade que pode detectar centenas de moléculas. Sprays de íons AC acionados por TENG também são usados para depositar materiais iônicos em superfícies isolantes.
Esta pesquisa é inovadora para o desenvolvimento de espectrometria de massa e TENG.
Primeiro, o estudo alcançou o primeiro controle preciso da quantidade de carga durante a ionização, trazendo um novo parâmetro controlável para espectrometria de massa, melhorando a precisão analítica e fornecendo a capacidade de analisar amostras muito pequenas para detecção química e biológica. O problema do gargalo da espectrometria de massa oferece novas possibilidades. E, usando TENG permite aos pesquisadores sincronizar o tempo de pulverização com o tempo de espectrometria de massa para maximizar a utilização da amostra.
Ao mesmo tempo, a TENG substitui a fonte original de energia de pulverização iônica em equipamentos de espectrometria de massa, tornando-a portátil para pequenos dispositivos de espectrometria de massa e oferecendo possibilidades em condições extremas, como aplicações militares ou aeroespaciais.
Finalmente, o estudo, como o primeiro estudo a utilizar o TENG em equipamentos e equipamentos, confirmou que o TENG é um método simples, seguro e eficaz para fornecer alta voltagem, fornecendo ideias para pesquisa similar, conduzindo diferentes instrumentos para o TENG. fundação para um "sistema autônomo controlável".
