Actualment, com a tècnica analítica clau, l'espectrometria de masses ha estat àmpliament utilitzada en biomedicina, ciència alimentària, seguretat nacional, biologia de sistemes, descobriment de fàrmacs i altres camps. L'espectrometria de masses es basa en mètodes d'anàlisi de massa a càrrega (m / z) amb alta sensibilitat, alta precisió i aplicabilitat universal.
En l'espectrometria de masses, la ionització és un primer pas crític en la càrrega de molècules neutres amb càrrega. Els mètodes d'ionització comercial actuals es basen principalment en alta pressió per a convertir molècules de mostra en ions de fase de gas en una font d'ions. No obstant això, durant la ionització, la quantitat de ions (Q) no està controlada per la tensió (V). Per tant, tots els mètodes actuals de ionització no aconsegueixen un control precís de la quantitat de ions. A més, si s'utilitza una font d'alimentació d'alt voltatge convencional, la majoria (99%) de la càrrega / corrent i els ions es desaprofiten. Per tant, l'espectrometria de masses actualment té un important coll d'ampolla en la direcció del desenvolupament de la millora de la sensibilitat, la utilització de la mostra i el cicle de treball. A més, la font d'alimentació d'alt voltatge convencionalment utilitzada té els desavantatges de ser cars, difícils de portar i no segurs.
La sortida d'alta tensió d'una càrrega fixa és només una de les característiques essencials d'un nanogenerador triboelèctric (TENG). Sota la direcció conjunta de l'Institut de Tecnologia de Geòrgia, l'Institut de Nano-Energia i Sistemes de Pequín, l'Acadèmia Xinesa de Ciències, Wang Zhonglin i Facundo Fernández, Li Anzhen i Jin Yunlong van formar un equip de cooperació entre professors, usant TENG per conduir la font de ions , realitzant la font iònica en quantitat de càrrega, control negatiu positiu i negatiu de molts aspectes com el sexe, la longitud del senyal, etc. Aquest treball proporciona un paràmetre controlable completament nou per a l'espectrometria de masses i també és la primera aplicació de nanogeneradors en grans instruments analítics. El treball relacionat ha obert noves àrees d'investigació i aplicació, i ha estat publicat recentment en l'últim número de Nature Nanotechnology.
En primer lloc, l'equip va aconseguir amb èxit la ionització d'electrospray i la ionització d'emissió de plasma mitjançant TENG. La quantitat de càrrega fixada per TENG proporciona un control sense precedents sobre el procés de ionització. L'equip va implementar la generació iònica controlable de nanocoloumb i va proposar un model físic relacionat. A través de la unitat TENG, la durada, freqüència i càrrega del pols d'ions es pot controlar de manera efectiva i minimitzar el consum de mostra. La càrrega de rastre de TENG evita el fenomen de descàrrega coronal comú en alta tensió DC en espectrometria de masses, aconseguint així la primera nanoelectrospray (nanoESI) de tensió ultra alta (5-9 kV). Aquest mètode augmenta la sensibilitat de la font d'ions electrospray a baixes concentracions i maximitza la utilització de la mostra. L'espectrometria de masses per ionització basada en TENG s'ha utilitzat amb èxit per detectar una varietat de petites molècules orgàniques i biomacromolècules, i aconseguir sensibilitat que pot detectar centenars de molècules. Els aerosols d'ions de CA activats per TENG també s'utilitzen per dipositar materials iònics sobre superfícies aïllants.
Aquesta investigació és innovadora per al desenvolupament tant de l'espectrometria de masses com de la TENG.
En primer lloc, l'estudi va aconseguir el primer control precís de la quantitat de càrrega durant la ionització, aportant un nou paràmetre controlable a l'espectrometria de masses, millorant la precisió analítica i proporcionant la capacitat d'analitzar mostres molt petites per a la detecció química i biològica. El problema de l'ampolla d'espectrometria de masses ofereix noves possibilitats. I, usant TENG permet als investigadors sincronitzar el temps de spray amb el temps d'espectrometria de masses per maximitzar la utilització de la mostra.
Al mateix temps, TENG reemplaça el subministrament d'energia de spray d'ions original en equips d'espectrometria de masses, fent-lo portàtil per a petits dispositius d'espectrometria de masses i proporcionant possibilitats en condicions extremes com aplicacions militars o aeroespacials.
Finalment, l'estudi, com a primer estudi d'ús de TENG en equips i equips, va confirmar que TENG és un mètode senzill, segur i eficaç per proporcionar alta tensió, proporcionant idees per a investigacions similars, conduint diferents instruments per a TENG i el procés establert així fonament d'un "sistema autogestionable controlable".
