El papel del nanotube del Carbón ofrece potencial de miniaturizar los espectrómetros de masas

La Nanotecnología está avance las herramientas comparadas al “tricorder” de Star Trek que realizan el análisis químico sobre el terreno para un rango de aplicaciones incluyendo la prueba, la detección de los explosivos y la seguridad alimentaria médicas.

Los Investigadores encontraron que cuando el papel usado para cerco una muestra estuvo recubierto con los nanotubes del carbón, el voltaje requerido era 1.000 veces reducidas, la señal fueron afilados y el equipo podía capturar moléculas lejos más delicadas.

Las personas de investigadores de la Universidad de Purdue y del Instituto de Tecnología Indio Madras realizaron el estudio, que es detallado en “un papel muy importante señalado” por el gorrón Angewandte Chemie.

“Esto es un paso de progresión grande en nuestros esfuerzos de crear la miniatura, los espectrómetros de masas del PDA para el campo,” dijo a R. Graham Cooks, Profesor de Henry B. Hass Distinguished de Purdue de la Química. “La disminución dramática de la potencia requerida significa una reducción de tamaño y costo de la batería para realizar los experimentos. El sistema entero está llegando a ser más pálido y más barato, que la trae que mucho más cercano a ser viable para el uso fácil, disperso.”

Los Cocineros y Thalappil Pradeep, profesor de la química en el Instituto de Tecnología Indio Madras, Chennai, llevaron la investigación.

“Llevar ciencia la gente es cuál es la más importante,” Pradeep dijo. La “Espectrometría de masa es una herramienta fantástica, pero no está todavía en el vector de cada médico o en la cavidad de inspectores y de protectores de fianza agrícolas. Se han desarrollado las Grandes técnicas, pero necesitamos afilarlas en las herramientas que son asequibles, podemos ser fabricados eficientemente y ser utilizados fácilmente.”

El estudio Asiento-Financiado Ciencia Nacional utilizó una técnica del análisis desarrollada por los Cocineros y sus colegas llamaron la ionización de PaperSpray-. La técnica confía en una muestra obtenida limpiando un objeto o poniendo una caída del líquido en de papel moje con un disolvente para capturar residuos de la superficie del objeto. Un pequeño triángulo después se corta del papel y se pone en un accesorio especial del espectrómetro de masas donde está aplicado el voltaje. El voltaje crea un campo eléctrico que gire la mezcla del disolvente y de residuos en las gotitas finas que contienen las moléculas ionizadas que se disparan lejos y se aspiran en el espectrómetro de masas para el análisis. El espectrómetro de masas entonces determina las moléculas ionizadas de la muestra por su Massachusetts.

La técnica depende de un campo eléctrico fuerte y los nanotubes actúan como las antenas minúsculas que crean un campo eléctrico fuerte de un voltaje muy pequeño. Un voltio sobre algunos nanómetros crea un campo eléctrico equivalente a 10 millones de voltios sobre un centímetro, Pradeep dijo.

“El truco era aislar estos minúsculos, antenas del nanoscale y guardarlos de liar porque los nanotubes individuales deben proyectar fuera del papel,” él dijo. “Los nanotubes del carbón trabajan bien y se pueden dispersar en agua y aplicar en los substratos convenientes.”

La Misión Nana del Gobierno de la India utilizó la investigación en el Instituto de Tecnología Indio Madras y los estudiantes de tercer ciclo Rahul Narayanan y Depanjan Sarkar realizaron los experimentos.

Además de reducir la talla del requiere batería y del coste energético para funcionar con las pruebas, la nueva técnica también simplificó el análisis casi eliminando ruido de fondo, los Cocineros dijeron.

“Bajo estas condiciones, el análisis es casi sin ruido y una señal sostenida, sin obstrucción de la muestra se entrega,” él dijo. “No sabemos porqué esta es la razón por la cual las moléculas de los antecedentes que nos rodean en el aire o dentro del equipo no están siendo ionizadas y están introduciendo en el análisis. Es un desconcierto, pero sorpresa agradable.”

El voltaje reducido requerido también hace el método más apacible que las técnicas estándar de la ionización de PaperSpray-.

“Es un método muy suave,” los Cocineros dijeron. Las “moléculas y los complejos Frágiles pueden ligarse aquí cuando no de otra manera. Esto podía llevar a otras aplicaciones potenciales.”

Las personas proyectan investigar los mecanismos detrás de la reducción en aplicaciones del ruido y del potencial de fondo del método apacible, pero el aspecto más prometedor de la nueva técnica es su potencial de miniaturizar el sistema de la espectrometría de masa, los Cocineros dijeron.

Los Cocineros son un pionero en espectrometría de masa y han trabajado por años para llevar los espectrómetros de masas de la talla de un vehículo el de un shoebox.

Temprano en su carrera él desarrolló las técnicas ambiente de la ionización que permitieron el probar para ser hecho en el aire o directamente en una superficie en su ambiente natural, en comparación con las técnicas convencionales de la espectrometría de masa que requirieron separaciones químicas, manipulaciones de muestras y la contención en un compartimiento de vacío para la ionización y el análisis. La ionización Ambiente pavimentó la manera para más rápidamente, dispositivos más portátiles de la espectrometría de masa que se podrían utilizar fuera de un laboratorio.

Los Cocineros y su colaborador Zheng Ouyang, el profesor adjunto de Purdue de la ingeniería biomédica y eléctricos y de la ingeniería informática, han creado varias generaciones de espectrómetros de masas miniatura. Publicaron recientemente los papeles en la última generación, los “Mini 12,” en la Química Analítica del gorrón.

Los Cocineros y sus personas han ajustado las herramientas para el uso en la proyección de imagen molecular para los diagnósticos y la cirugía del cáncer; supervisión terapéutica de la droga; prueba para los biomarkers en orina; y la identificación de los residuos producidos por los alimentos los patógeno, de las bacterias, de los pesticidas y de los explosivos.

Fuente: Universidad de Purdue