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Détection de spectrométrie de masse pour les masses

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Les chercheurs développent une technologie basée sur plasma pour permettre l'utilisation généralisée de la spectrométrie de masse (milliseconde) avec les nouveaux instruments qui peuvent analyser une gamme beaucoup plus large des espèces moléculaires que la technologie actuelle laisse.

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Les instruments actuels de milliseconde sont encombrants, chers, et se spécialisent typiquement dans une classe des produits chimiques, décourageant l'utilisation répandue en dehors d'un arrangement spécialisé de laboratoire. Améliorez la technologie est nécessaire pour faire des instruments plus flexibles. La recherche étant conduite au Rensselaer Polytechnic Institute (Troie, NY, Etats-Unis) emploie un plasma de décharge luminescente d'atmosphérique-pression – un gaz partiellement ionisé qui peut être rendu stable à la température ambiante et à la pression – pour sonder des échantillons pour des espèces élémentaires et moléculaires, et pourrait mener aux analyses conviviales de milliseconde avec de larges capacités.

« Dans le meilleur des cas nous voulons un système qui peut détecter tout, et nous voulons pouvoir prendre ce système dans le champ pour examiner des matériaux sur le site, » a dit prof. Jacob Shelley d'école d'enseignement technique de Rensselaer, « nous essayons de faire un instrument plus flexible qui nous permettra de détecter beaucoup de choses simultanément. »

L'accroc est que les instruments actuels peuvent seulement analyser les molécules qui sont dans l'état de gaz et ionisé, ainsi il signifie que la plupart des échantillons doivent d'abord être traités. La milliseconde actuelle compte sur un grand choix de méthodes de transformation longues qui séparent et ionisent des molécules avant l'analyse. Et selon la méthode, des échantillons (par exemple tissus, pharmaceutiques, ou nourritures) peuvent être détruits pendant le traitement.

Le plus grand défi à développer une méthode de transformation généralisée est la chimie requise pour ioniser la molécule. La plupart des méthodes se fondent sur les chimies spécifiques qui favorisent l'ionisation d'une classe des molécules au-dessus des autres. L'équipe de prof. Shelley développe une méthode qui tire profit des propriétés et des chimies peu communes des plasmas, qui sont riches en ions et électrons mobiles, et donc fortement interactif. Bien que les plasmas le plus généralement connus soient extrêmement chauds (à presque 10 000 degrés de Kelvin, quelques plasmas rivalisent la température du soleil), l'équipe travaille avec des plasmas plus développés récemment de décharge luminescente qui sont stables à la température ambiante et à la pression atmosphérique.

Dans son laboratoire, prof. Shelley démontre un instrument expérimental si bénin il peut examiner des échantillons ionisés d'un bout du doigt, et si souple il peut détecter des espèces moléculaires d'un peu de métaux à de grands biomolécules labiles comme des peptides et des protéines. En développant la technologie, l'équipe a utilisé l'instrument pour détecter le miel contrefait, pour mesurer les toxines nocives en fleurs d'algues d'eau douce, et pour examiner les matières premières utilisées dans des suppléments nutritionnels.

« Le plasma est utile comme source d'ionisation parce qu'il rend un éventail varié de chimies disponibles, » a dit prof. Shelley, « il peut permettre pour ioniser une grande catégorie de molécules, qui pourraient mener aux instruments plus généralisés. »

Cette recherche est permise par la nouvelle vision polytechnique, un paradigme naissant transformatif pour l'enseignement supérieur, qui identifie que même la personne la plus douée seul travaillant ne peut pas en juste proportion adresser des défis et des opportunités globaux. Elle aide le servir de Rensselaer de des carrefours pour que les collaborations relèvent certains de la plupart des défis technologiques pressants du monde.