摩擦电王中林教授提高质谱的表现

摩擦电王中林教授(邓)将机械能从环境中收获转化为电能驱动小型设备如传感器或消费电子产品充电。现在,研究人员已经利用这些设备来改善分子的充电的方式大大提高了灵敏度的广泛使用化学分析技术。

佐治亚理工学院的研究人员已经证明,与腾设备取代传统电源充电被分析的分子可以质谱仪的灵敏度提高到前所未有的水平。改善还允许识别与小样品要做卷,可能节约宝贵的生物分子或化学混合物可能只有少量。

尽管增强的机制将需要更多的研究中,研究人员相信邓输出的独特方面,振动高电压和电流控制,允许改进在电离过程中,增加了电压而不会破坏样品或仪器。这项研究由美国国家科学基金会支持,美国宇航局天体生物学计划和能源部,2月27日发表在《自然纳米技术》期刊上。

“我们发现基本上是一个新的和非常控制的方式将费用放到分子,”法昆费尔南德斯说,教授在乔治亚理工学院的化学和生物化学利用质谱研究从大蛋白小分子药物。“我们知道多少费用我们生产使用这些王中林教授,让我们达到敏感性闻所未闻的——在zeptomole规模水平。我们可以测量到上百分子没有标记。”

费尔南德斯Zhong Lin Wang和他的研究小组与发展中腾科技的先驱。王摄政教授在佐治亚理工学院材料科学与工程学院的,说腾提供一致的收费水平产生量化的离子的可调脉冲持续时间、极性和频率。

“这里的关键是,在每个周期是完全交付的总电荷控制和恒定不管邓的速度被触发,”王说,谁拥有Hightower椅子在材料科学与工程学院。“这是一个新的方向摩擦电王中林教授并打开一扇门的使用技术在未来的仪器和设备的设计。这项研究展示了另一个腾技术的实际影响。”

质谱离子的质荷比措施来识别和量化分子既简单又复杂的混合物。所使用的技术是在广泛的科学领域和应用程序,与小分子从药物化合物在大生物分子。质谱在生物医学、食品科学、国土安全、系统生物学、药物发现和其他地区。

在常规喷雾质规范技术,多达99%的样本可以浪费在电离过程中,费尔南德斯说,他持有脉管伍利基金会椅子在分析化学。这主要是由于在传统的系统中,质量分析过程是脉冲或扫描,而样品的电离是连续的。新腾脉冲电源允许科学家们一次电离质谱仪比赛发生了什么,特别是在一个组件被称为质量分析器。

除了提高敏感性和分析能力非常小的样本数量,这项新技术还允许离子沉积在表面,即使是不导电的。这是因为振荡电离产生一个交变序列正负电荷产生净中性面,费尔南德斯说。

质谱仪要求创建大量的权力真空测量每个分子的质荷比的关键。虽然有可能未来腾设备可以整个微型质谱仪,邓设备现在使用电离样本。

“王中林教授可以消除大部分的质谱仪系统,因为他们不需要一个更强大的装置使离子,”费尔南德斯说。“这可能是特别适用于极为恶劣的条件,如在战场上或空间,你需要一个非常健壮的和独立的单元。”

摩擦电王中林教授,由王2012年,结合使用的摩擦电效应和静电感应产生少量的电力从机械运动如旋转、滑动或振动。摩擦电效应,某些材料的利用成为带电后移动接触表面由不同的材料制成。小王和他的研究小组已经开发出邓有四个不同的工作模式,包括一个旋转盘可能适合高吞吐量的质谱实验。本文是第一个出版应用腾的一种先进仪器。

王的团队测量电压水平在6000年和8000年之间的质量规范离子发生器伏特。标准离子发生器通常运行在低于1500伏。该技术已经应用电喷雾电离和等离子体放电电离,产生单极性的灵活性或交替极性离子脉冲。

”,因为这些王中林教授的电压高,我们认为,样本的大小水滴可以远小于传统的离子,”费尔南德斯说。”,增加了离子生成效率。我们处在一个完全不同的电喷射政权,而且可能完全改变这项技术使用的方式。”

腾技术可以改造现有的质谱仪,正如费尔南德斯已经在他的实验室里做。出版的期刊文章,他希望其他实验室将开始探索使用腾设备在质谱分析等领域。“我看到了潜力不仅在分析化学,而且在合成、电化学等领域,需要控制的方式产生电荷,”费尔南德斯说。

这项研究是由两个实验室的博士后研究人员组,Anyin李和云龙子。“这个项目真的显示出创新可以发生在不同学科之间的界限,科学家们可以自由地追求新思想,”费尔南德斯说。

参考:

李。子,Y。郭,H。王,z L。&费尔南德斯,f m (2017)。摩擦电王中林教授为敏感nano-coulomb分子质谱。自然纳米技术。doi: 10.1038 / nnano.2017.17

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