Trenutno je kot glavna analitska tehnika masovna spektrometrija široko uporabljena v biomedicini, znanosti o hrani, domovinski varnosti, sistemski biologiji, odkrivanju zdravil in drugih področjih. Masna spektrometrija temelji na metodah analize mas / razmerje (m / z) z visoko občutljivostjo, visoko natančnostjo in univerzalno uporabnostjo.
V masni spektrometri je ionizacija kritični prvi korak pri polnjenju nevtralnih molekul s polnjenjem. Današnje komercialne metode ionizacije se večinoma zanašajo na visokotlačni tok (DC) za pretvorbo vzorčnih molekul v ionske vire plinskega faza. Vendar pa med ionizacijo količina ionov (Q) ni nadzorovana z napetostjo (V). Zato vse trenutne ionizacijske metode ne dosegajo natančnega nadzora nad količino ionov. Poleg tega, če uporabljamo konvencionalno visokonapetostno napajanje, se večina (99%) polnjenja / toka in ionov izgubi. Zato ima masna spektrometrija trenutno glavno ozko grlo v razvojni smeri za izboljšanje občutljivosti, izkoriščanja vzorcev in delovnega cikla. Poleg tega ima konvencionalno uporabljena visokonapetostna oskrba z električno energijo pomanjkljivosti, ki so drago, težko prenašati in nevarne.
Visokonapetostni izhod fiksnega naboja je le ena bistvenih značilnosti triboelektričnega nanogeneratorja (TENG). Pod skupnim vodstvom Gruzijskega inštituta za tehnologijo, kitajskega inštituta za nanoenergijo in sisteme, kitajske akademije znanosti, Wang Zhonglin in Facunda Fernándeza, Li Anzhen in Jin Yunlonga je bila ustanovljena skupina za medsektorsko sodelovanje, ki uporablja TENG za vožnjo ionskega vira , uresničevanje količine polnjenja ionskega vira, pozitivnega in negativnega natančnega nadzora številnih vidikov, kot so spol, dolžina signala in tako naprej. To delo predstavlja povsem nov kontrolni parameter za masno spektrometrijo in je tudi prva uporaba nanogeneratorjev v velikih analitičnih instrumentih. Sorodna dela so odprla nova področja raziskav in aplikacij ter bila nedavno objavljena v najnovejši številki Nature Nanotechnology.
Prvič, ekipa je uspešno dosegla elektrosprejsko ionizacijo in ionizacijo s plazemsko razelektritvijo z uporabo TENG. Fiksni znesek dajatve, ki ga zagotavlja TENG, zagotavlja nadzor nad ionizacijskim procesom brez primere. Ekipa je uvedla nadzorovano ionsko generacijo nanokoloumb in predlagala povezani fizični model. S pogonom TENG je mogoče učinkovito krmiliti trajanje, frekvenco in obremenljivost ionskega impulza ter zmanjšati porabo vzorcev. Tezo za sledenje TENG se izogiba pojavu koronskega praznjenja, ki je pogost pojav pri visoki napetosti v masni spektrometriji, s čimer se doseže prvi nanoelektronski razpršilnik (nanoES), ki je namenjen ultra visoki napetosti (5-9 kV). Ta metoda povečuje občutljivost elektrosprejskega ionskega vira pri nizkih koncentracijah in maksimira izkoriščenost vzorca. Masna spektrometrija s pomočjo ioniziranja s TENG se uspešno uporablja za odkrivanje različnih majhnih organskih molekul in biomakromolekul ter za doseganje občutljivosti, ki lahko zazna na stotine molekul. Sredstva za ionsko razprševanje, ki jih usmerja TENG, se uporabljajo tudi za odlaganje ionskih materialov na izolirnih površinah.
Ta raziskava je prelomna za razvoj masne spektrometrije in TENG.
Prvič, študija je dosegla prvi natančen nadzor nad količino polnjenja med ionizacijo, s čimer je novemu kontrolnemu parametru omogočila masovno spektrometrijo, izboljšala analitično natančnost in omogočala analizo zelo majhnih vzorcev za kemijsko in biološko detekcijo. Težav problem masne spektrometrije ponuja nove možnosti. In s pomočjo TENG raziskovalcem omogoča sinhronizacijo časa pršenja z masnim spektrometričnim časom, da se maksimira izkoriščenost vzorca.
Hkrati TENG nadomešča izvorno oskrbo z ionsko razpršilno napravo na masni spektrometriji, zaradi česar je prenosna za majhne naprave za masovno spektrometrijo in zagotavlja možnosti v ekstremnih pogojih, kot so vojaške ali vesoljske aplikacije.
Nazadnje je študija kot prva študija uporabe opreme TENG v opremi in opremi potrdila, da je TENG preprosta, varna in učinkovita metoda za zagotavljanje visoke napetosti, zagotavljanje idej za podobne raziskave, vožnjo različnih instrumentov za TENG in postopek, ki je tako postavil temeljev za »krmilljiv samonadziran sistem«.
