في الوقت الحاضر ، كأسلوب تحليلي رئيسي ، تم استخدام مطياف الكتلة على نطاق واسع في الطب الحيوي ، وعلوم الغذاء ، والأمن الوطني ، وبيولوجيا النظم ، واكتشاف الأدوية وغيرها من المجالات. يعتمد قياس الطيف الكتلي على طرق تحليل نسبة الكتلة إلى الشحن (m / z) مع حساسية عالية ودقة عالية وإمكانية تطبيق عالمية.
في قياس الطيف الكتلي ، يعتبر التأين خطوة أولى حاسمة في شحن الجزيئات المحايدة بشحنة. تعتمد طرق التأين التجارية اليوم في الغالب على الضغط العالي المباشر (DC) لتحويل جزيئات العينة إلى أيونات طور غازية في مصدر أيوني. ومع ذلك ، خلال التأين ، لا يتم التحكم في كمية الأيونات (Q) بواسطة الجهد (V). لذلك ، لا تحقق جميع طرق التأين الحالية تحكمًا دقيقًا في كمية الأيونات. علاوة على ذلك ، إذا تم استخدام مصدر طاقة فائق الجهد التقليدي ، فإن معظم (99٪) من الشحنة / التيار والأيونات يتم إهدارها. ولذلك ، فإن قياس الطيف الكتلي لديه حاليًا اختناق رئيسي في اتجاه تطوير تحسين الحساسية واستخدام العينات ودورة العمل. علاوة على ذلك ، فإن مصادر الطاقة العالية الجهد المستخدمة تقليديًا لها عيوب كونها مكلفة ، يصعب حملها ، وغير آمنة.
إن ناتج الجهد العالي لشحنة ثابتة هو مجرد واحدة من الخصائص الأساسية لجهاز nanogenerator المريئي الكهروضوئي (TENG). في إطار التوجيه المشترك لمعهد جورجيا للتكنولوجيا ، أنشأ معهد بكين للطاقة النانوية والأنظمة ، والأكاديمية الصينية للعلوم ، وانغ تشونغ لين ، وكوندو فرنانديز ، ولى ان تشن وجين يون لونج فريق تعاون مشترك بين أعضاء هيئة التدريس ، وذلك باستخدام TENG لدفع مصدر الأيونات ، تحقيق مصدر الأيونات في تهمة كمية ، إيجابية وسلبية مراقبة دقيقة من جوانب كثيرة مثل الجنس ، طول الإشارة وهلم جرا. يوفر هذا العمل معلماً جديداً قابلاً للتحكم كلياً لقياس الطيف الكتلي وهو أيضاً أول تطبيق للمولدات النانوية في الأدوات التحليلية الكبيرة. وقد فتحت الأعمال ذات الصلة مجالات البحث والتطبيق الجديدة ، ونشرت مؤخرا في العدد الأخير من الطبيعة تكنولوجيا النانو.
أولاً ، نجح الفريق في تأين التأين بالرصاص الكهربائي وتأييد تفريغ البلازما باستخدام TENG. يوفر مقدار ثابت من تهمة المقدمة من TENG سيطرة غير مسبوقة على عملية التأين. نفذ الفريق الجيل الأيوني القابل للتحكم في nanocoloumb واقترح نموذجًا ماديًا مرتبطًا به. من خلال محرك TENG ، يمكن التحكم في مدة وتكرار وقابلية نبض أيون بشكل فعال وتقليل استهلاك العينات. تتجنب شحنة التتبع من TENG ظاهرة تفريغ الإكليل الشائعة في الجهد العالي DC في قياس الطيف الكتلي ، وبالتالي تحقيق أول nanelectrospray (5-8 kV) ذات الجهد الكهربي العالي (nanoESI). هذه الطريقة تزيد من حساسية مصدر الأيون electrospray في تركيزات منخفضة ويزيد من استخدام العينة. لقد تم بنجاح استخدام قياس الطيف الكتلي بواسطة تأين TENG-driven للكشف عن مجموعة متنوعة من الجزيئات العضوية الصغيرة والجزيئات الحيوية ، ولتحقيق حساسية يمكنها اكتشاف مئات الجزيئات. كما تستخدم بخاخات أيون AC التي تعمل بنظام TENG لإيداع المواد الأيونية على الأسطح العازلة.
هذا البحث الرائد لتطوير كل من الطيف الكتلي و TENG.
أولاً ، حققت الدراسة أول تحكم دقيق لمقدار الشحنة أثناء التأين ، حيث جلبت معلمة جديدة يمكن التحكم بها إلى مطياف الكتلة ، وتحسين الدقة التحليلية ، وتوفير القدرة على تحليل عينات صغيرة جدًا للكشف الكيميائي والبيولوجي. مشكلة عنق الزجاجة من قياس الطيف الكتلي تقدم إمكانيات جديدة. كما أن استخدام TENG يسمح للباحثين بمزامنة وقت الرش مع وقت مطياف الكتلة لزيادة الاستفادة من العينة.
في نفس الوقت ، تحل TENG محل إمداد طاقة الرش الأصلي في أجهزة قياس الطيف الكتلي ، مما يجعلها محمولة لأجهزة قياس الطيف الكتلي الصغيرة وتوفر الإمكانيات في الظروف القاسية مثل التطبيقات العسكرية أو الجوية.
وأخيرًا ، أكدت الدراسة ، باعتبارها أول دراسة لاستخدام TENG في المعدات والمعدات ، أن TENG هي طريقة بسيطة وآمنة وفعالة لتوفير الجهد العالي ، وتوفير أفكار لأبحاث مماثلة ، قيادة أدوات مختلفة ل TENG ، وهكذا وضعت العملية أساس "نظام ذاتي التحكم يمكن السيطرة عليه".
