摩擦纳米发电机首次用于高灵敏度质谱仪

       日前，美国佐治亚理工学院、中科院北京纳米能源与系统研究所王中林院士带领科研团队，用摩擦纳米发电机驱动离子源，实现了离子源在电荷数量、正负极性、信号长短等诸多方面的精确控制。该工作为质谱分析提供了一个全新的可控参数，也是纳米发电机在大型分析仪器上的首次应用，相关成果发表于最新一期的《自然—纳米技术》。

      目前，质谱分析已经被广泛应用于生物医药、食品科学、国土安全、系统生物、药物发现等领域。在质谱分析中，离子化是将中性分子带上电荷的关键的第一步。但是，现在商用的离子化方法没有实现对离子数量进行精确控制。同时，如果使用传统高压电源，99%的电荷/电流以及离子被浪费，具有耗费高、难以携带、不安全等缺点。

      该团队利用摩擦纳米发电机成功实现了电喷雾离子化和等离子体放电离子化。由摩擦纳米发电机提供的固定电荷量对离子化过程达到了前所未有的控制，离子脉冲的持续时间、频率、带电性都可以得到有效控制，样品消耗也达到最小化。摩擦纳米发电机的微量电荷避免了质谱分析中DC高电压下常见的电晕放电现象，从而首次实现了超高电压（5-9千伏）纳电喷雾。该方法提高了在低浓度下的电喷雾离子源的灵敏度，并最大化样品的利用率。

      摩擦纳米发电机驱动的离子化所实现的质谱分析被成功用于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。