V současné době se jako hlavní analytická technika používá hmotnostní spektrometrie v biomedicíně, potravinářské vědě, bezpečnosti domova, systémové biologie, objevu drog a dalších oblastech. Hmotnostní spektrometrie je založena na metodách analýzy poměru m / z (m / z) s vysokou citlivostí, vysokou přesností a univerzální použitelností.
V hmotnostní spektrometrii je ionizace kritickým prvním krokem při nabíjení neutrálních molekul s nábojem. Dnešní komerční ionizační metody se většinou spoléhají na vysoký tlak stejnosměrného proudu (DC), který přeměňuje molekuly vzorku na ionty plynné fáze v iontovém zdroji. Během ionizace však množství iontů (Q) není řízeno napětím (V). Proto všechny současné ionizační metody nedosahují přesné kontroly množství iontů. Kromě toho, pokud se používá běžný zdroj vysokého napětí, většina (99%) náboje / proudu a ionty jsou zbytečné. Proto hmotnostní spektrometrie má v současnosti hlavní překážku ve směru vývoje zlepšení citlivosti, využití vzorku a pracovního cyklu. Navíc běžně používaný vysokonapěťový zdroj energie má nevýhody, že je nákladný, obtížně přenosný a nebezpečný.
Vysokonapěťový výstup pevného náboje je jen jednou ze základních vlastností triboelektrického nanogenerátoru (TENG). Pod společným vedením Technologického institutu v Gruzii, Beijing Institute of Nanotechnology and Systems, Čínská akademie věd, Wang Zhonglin a Facundo Fernández, Li Anzhen a Jin Yunlong tvořili tým pro spolupráci mezi jednotlivými fakultami a používali TENG k řízení iontového zdroje , realizace iontového zdroje v množství náboje, pozitivní a negativní Přesné ovládání mnoha aspektů, jako je pohlaví, délka signálu a tak dále. Tato práce poskytuje zcela nový kontrolovatelný parametr pro hmotnostní spektrometrii a je také prvním aplikací nanogenerátorů ve velkých analytických nástrojích. Související práce otevřely nové oblasti výzkumu a aplikací a byla nedávno zveřejněna v posledním čísle Nature Nanotechnology.
Za prvé, tým úspěšně dosáhl elektrospray ionizace a plazmové výboje ionizace pomocí TENG. Pevná výše poplatku poskytovaná TENG poskytuje nebývalou kontrolu nad ionizačním procesem. Tým realizoval řídící generaci iontů nanocoloumb a navrhl související fyzikální model. Prostřednictvím pohonů TENG lze účinně řídit trvání, frekvenci a nabíjení iontových impulzů a minimalizovat spotřebu vzorku. Stopová zátěž TENG zabraňuje fenoménu koronového výboje, běžnému v DC vysokém napětí v hmotnostní spektrometrii, čímž dosáhne prvního nanoelektrospray (nanoESI) o vysokém napětí (5-9 kV). Tato metoda zvyšuje citlivost zdroje elektrosprayových iontů při nízkých koncentracích a maximalizuje využití vzorku. Hmotnostní spektrometrie ionizací řízenou TENG byla úspěšně použita k detekci různých malých organických molekul a biomakromolekul a k dosažení citlivosti, která dokáže detekovat stovky molekul. Pro iontové materiály na izolačních površích se používají také stříkací iontové střídavé proudy poháněné TENG.
Tento výzkum je průkopnický pro vývoj hmotnostní spektrometrie a TENG.
Za prvé, studie dosáhla první přesné kontroly množství náboje během ionizace, přinášela nový kontrolovatelný parametr hmotnostní spektrometrii, zlepšila analytickou přesnost a poskytla schopnost analyzovat velmi malé vzorky pro chemickou a biologickou detekci. Problém s hromadnou hmotnostní spektrometrií nabízí nové možnosti. A pomocí technologie TENG mohou vědci synchronizovat čas rozstřiku s časovou hmotnostní spektrometrií, aby se maximalizovalo využití vzorků.
Současně TENG nahrazuje původní zdroj iontového stříkání na hmotnostním spektrometru, takže je přenosný pro zařízení s malou hmotnostní spektrometrií a poskytuje možnosti v extrémních podmínkách, jako jsou vojenské nebo letecké aplikace.
Konečně, studie jako první studie o využití TENG v zařízeních a zařízeních potvrdila, že TENG je jednoduchá, bezpečná a účinná metoda pro poskytování vysokého napětí, poskytuje nápady pro podobný výzkum, pohání různé nástroje pro TENG. základ pro "řízený samočinný systém".
