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质谱仪贵吗(厉害了我的质谱仪)

质谱仪贵吗(厉害了我的质谱仪)脉冲:电子向离子源移动方向(e− I)红色箭头:摩擦发电机电极的移动方向b) 独立滑动式摩擦发电机(SF)的力学图式。黄色:Cu电极层蓝色:FEP层( fluorinatedethylene propylene)

质谱仪贵吗(厉害了我的质谱仪)(1)

图1. 离子喷雾枪图片

摩擦纳米发电机所产生的离子源用于分析极其微量的化学和生物样品,其精度可以达到几百个分子。

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图2. 通过 TENG实现离子化示意图。

a)实现接触-分离式摩擦发电机(CS)的力学图示。

b) 独立滑动式摩擦发电机(SF)的力学图式。

黄色:Cu电极层

蓝色:FEP层( fluorinatedethylene propylene)

红色箭头:摩擦发电机电极的移动方向

脉冲:电子向离子源移动方向(e I)

尖针:纳米电雾发射枪

垂直方块:用于接受电子束的钢板,电流值可以用皮安电流表测得(图中的“A”)

c).纳米电子发射枪的暗场图像可以看到摩擦发电机发射的羽毛状电子束,长度单位:1毫米

d).在等效电路中,TENG用电容器(C1)和其他原件来表示(左虚线框)。nanoESI发射枪等效于电容器(C2),可以按设定值发射出电荷,用右虚线框表示。发出的电荷(产生的离子)穿过发射枪和质谱仪(或皮安电流表A)之间的间隙。

另外,CS-TENG电极(a)接在一侧,可以在接触位置重设静电状态,图d中用开关CS表示。

质谱仪贵吗(厉害了我的质谱仪)(3)

图3. TENG对纳米电子喷雾的离子化实现精确控制

a)代表TENGs控制离子束过程VOC-QSC线代表TENGs提供一定电荷后的电压-电荷关系。当纳电喷雾接上时,只有当电压达到特定电压Vonset,电荷才会传递到这个离子源(Cion source)

接着,大量电荷以电喷雾的离子化形式释放,直到TENG电压降到设定值以下,用绿线Qpulse表示

b)时间-电荷图描述了单CS-TENG驱动的纳米喷雾发射器的离子化脉冲。四条线是使用了不同电阻的结果( 0 GΩ(黑) 0.5GΩ (蓝) 1 GΩ(红) 和 1.25 GΩ(绿)),用于调控电荷。绿线对应一种设定条件,约50%电荷并能变成电子喷雾。

c)长时或短时的总离子时间记录图 。使用 SF-TENG得到按需产生的高频脉冲: >5 s (黑) 600 ms (蓝) 300 ms (红) and 60 ms (绿)。

d) 一次实验中交变极性喷雾脉冲(红 绿)的总离子时间记录。in one experiment and 另一实验中校正的单极脉冲(黑)。

纳米发电机可以帮助质谱仪提高在低浓度下的电喷雾离子源的灵敏度,并将样品的利用率最大化,而且,该纳米发电机已经成功检测各种有机小分子和生物大分子,并达到了可以检测到几百个分子的灵敏度。此外,纳米发电机驱动的交流离子喷雾还可以用于在绝缘表面进行沉积离子材料。

其实,该研究的意义并非如此,这项突破对摩擦纳米发电机(TENG)也同样具有开创性意义,这是第一次将纳米发电机用于设备仪器中,为以后类似的研究提供了思路。TENG取代了质谱设备上原有的离子喷雾电源,为小型质谱设备实现便携化并在极端条件下(例如军事或航天上)应用提供了可能,为了开展空间实验提供了极大地便利。

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