日前，美國佐治亞理工學院、中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士帶領科研團隊，用摩擦納米發(fā)電機驅動離子源，實現(xiàn)了離子源在電荷數(shù)量、正負極性、信號長短等諸多方面的精確控制。該工作為質譜分析提供了一個全新的可控參數(shù)，也是納米發(fā)電機在大型分析儀器上的首次應用，相關成果發(fā)表于最新一期的《自然—納米技術》。

目前，質譜分析已經被廣泛應用于生物醫(yī)藥、食品科學、國土安全、系統(tǒng)生物、藥物發(fā)現(xiàn)等領域。在質譜分析中，離子化是將中性分子帶上電荷的關鍵的第一步。但是，現(xiàn)在商用的離子化方法沒有實現(xiàn)對離子數(shù)量進行精確控制。同時，如果使用傳統(tǒng)高壓電源，99%的電荷/電流以及離子被浪費，具有耗費高、難以攜帶、不安全等缺點。

該團隊利用摩擦納米發(fā)電機成功實現(xiàn)了電噴霧離子化和等離子體放電離子化。由摩擦納米發(fā)電機提供的固定電荷量對離子化過程達到了前所未有的控制，離子脈沖的持續(xù)時間、頻率、帶電性都可以得到有效控制，樣品消耗也達到最小化。摩擦納米發(fā)電機的微量電荷避免了質譜分析中DC高電壓下常見的電暈放電現(xiàn)象，從而首次實現(xiàn)了超高電壓(5-9千伏)納電噴霧。該方法提高了在低濃度下的電噴霧離子源的靈敏度，并最大化樣品的利用率。

摩擦納米發(fā)電機驅動的離子化所實現(xiàn)的質譜分析被成功用于檢測各種有機小分子和生物大分子，并達到了可以檢測到幾百個分子的靈敏度。

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