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亚搏体育平台:摩擦纳米发电机首次应用于高灵敏度质谱仪

发布时间:2021-01-01 阅读量:96373 作者: 亚搏体育官网登录

目前,作为一种关键的分析技术,质谱分析早已被普遍应用于生物医药、食品科学、国土安全性、系统生物、药物找到等领域。质谱分析是基于质量-电荷比(m/z)的分析方法,具备高灵敏度、低准确度、广泛限于等优势。在质谱分析中,离子化是将中性分子拿着电荷的关键的第一步。

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现在商用的离子化方法大多依赖直流(DC)高压在离子源中将样品分子转化成为气相离子。但是,在电离化过程中,离子的数量(Q)并不不受电压(V)掌控。因此,当前所有的离子化方法都没构建对离子数量展开准确掌控。而且,如果用于传统高压电源,绝大部分(99%)的电荷/电流以及离子是浪费掉的。

因而,目前质谱分析在提升灵敏度、样品利用率以及频率等发展方向上具备根本性瓶颈。并且,传统用于的高压电源具备花费低、无法装载、不安全性等缺点。相同电荷量的高压输入刚好是摩擦纳米发电机(TENG)的一个本质特性。

在佐治亚理工学院、中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林和FacundoFernández联合指导下,李安寅和訾云龙构成了横跨院系合作团队,用TENG驱动离子源,构建了离子源在电荷数量、正负极性、信号长短等诸多方面的准确掌控。该工作为质谱分析获取了一个全新的高效率参数,也是纳米发电机在大型分析仪器首次应用于。涉及工作修筑了崭新的研究和应用领域,并于近日公开发表于近期一期的《大自然-纳米技术》(NatureNanotechnology)。

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首先,该团队利用TENG顺利构建了电喷雾离子化和等离子体静电离子化。由TENG获取的相同电荷量对离子化过程构建了前所未有的掌控。该团队构建了纳库精度(nanoColoumb)的高效率离子产生,并明确提出了涉及的物理模型。通过TENG的驱动,离子脉冲的持续时间、频率、电荷性都可以获得有效地掌控,并构建了最小化的样品消耗。

TENG的微量电荷防止了质谱分析中DC低电压下少见的电晕静电现象,从而首次构建了超高电压(5-9千伏)纳电喷雾(nanoESI)。该方法提升在低浓度下的电喷雾离子源的灵敏度,并最大化样品的利用率。TENG驱动的离子化所构建的质谱分析被顺利用作检测各种有机小分子和生物大分子,并超过了可以检测到几百个分子的灵敏度。

TENG驱动的交流离子喷雾还被用作在绝缘表面展开沉积离子材料。TENG驱动离子化过程的示意图和电喷雾离子化过程的照片该研究对于质谱分析和TENG两个领域的发展都具备开创性意义。

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首先,该研究首次构建了离子化过程中电荷数量的准确掌控,为质谱分析带给了一个全新的高效率参数,提升了分析精度,获取了分析十分少量样品的能力,为化学、生物检测的质谱方法的瓶颈难题获取了新的有可能。并且,用于TENG可以使研究人员将喷雾时间与质谱分析时间实时一起,构建样品的最大化利用。同时,TENG代替了质谱设备上原先的离子喷雾电源,为小型质谱设备构建便携简化并在极端条件下(例如军事或航天上)应用于获取了有可能。

最后,该研究作为第一个将TENG用在设备仪器中的研究,证实了TENG作为获取低电压的一种非常简单、安全性而有效地的方法,为类似于涉及研究获取了思路,为TENG驱动有所不同仪器和过程从而构建“高效率自驱动系统”奠下了基础。_亚搏体育平台。

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