Новости химической науки > Портативный масс-спектрометр помещается в рюкзак

Новый гаджет, вышедший из стен лабораторий Университета Пэрдю, так похожий на «протонный блок» из «Охотников за приведениями», на самом деле является портативным масс-спектрометром, который оператор такого устройства может носить на спине.

Хотя такой рюкзачок и не может стать оружием против приведений и полтергейста, он может стать ценным орудием для мониторинга окружающей среды, криминалистов – устройство достаточно легко может определять болевые отравляющие вещества, наркотики и органические взрывчатые вещества.

Большую часть масс-спектрометрических исследований проводят в лабораторных условиях, однако в ряде случаев было бы предпочтительнее осуществлять быстрые и точные анализы непосредственно в полевых условиях. Рюкзачный масс-спектрометр марки Mini S был разработан группами химика Грэма Кукса (Graham Cooks) и инженера Жена Квана (Zheng Ouyang) может помочь в осуществлении экспрессного анализа вне лаборатории.

Анализатор Mini S, похожий на протонный блок охотников за приведениями, предназначен для проведения масс-спектрометрических анализов в полевых условиях. (Рисунок из Anal. Chem., 2014, DOI: 10.1021/ac403765x)

Как отмечает Кукс, исследователи из его группы работали над созданием портативного аналитического инструмента в течение двух десятилетий. Опытный образец Mini S представляет собой наиболее совершенное из устройств, сделанных к настоящему времени – оно представляет собой портативный мобильный масс-спектрометр, который может изучать сложные смеси без предварительного разделения, давая ответы об их составе практически мгновенно.

Рюкзак связан с переносным пробоотборником, состоящим из источника ионизации, ионной ловушки и анализатора массы. Более тяжелые компоненты устройства – система для создания разрежения, компьютер и аккумуляторы, расположены в рюкзаке, вес которого составляет около 10 кг. Кукс поясняет, что для ионизации твердых образцов без предварительной подготовки используется методика, позволяющая осуществлять мягкую ионизацию – ионизация газоразрядной плазмы [low temperature plasma (LTP) ionization]. ОН добавляет, что газоразрядная плазменная ионизация продемонстрировала себя особенно хорошо для определения взрывчатых веществ и болевых отравляющих веществ – агентов, которые были основными мишенями, на которых испытывали новое устройство.

Разработчики продемонстрировали, что Mini S может детектировать следовые количества взрывчатых веществ, как, например, тринитротолуол, нейротоксина мипафокса и некоторых типов наркотиков. Обнаружить следы этих веществ можно обнаружить на поверхности кожи, стекла, хлопчатобумажной ткани и картона. Заряда аккумулятора в рюкзаке Mini S хватает на полтора часа непрерывной работы.

Кукс добавляет, что встроенное программное обеспечение также делает устройство пригодным для использования людями без специальной подготовки – анализ идет за счет сравнения зарегистрированного спектра с библиотекой загруженных масс-спектров, а также может быть настроен на поиски строго определенного иона-фрагмента. Более того, систему можно настроить таким образом, что светодиод на переносном анализаторе загорался при обнаружении определенных соединений. Таким образом, устройство Mini S разработано по принципу «нажми на кнопку – получишь результат» и может применяться, в том числе, и операторами, которые не имеют ни малейшего представления о теоретических основах масс-спектрометрии или аналитической химии.

Источник: Anal. Chem., 2014, DOI: 10.1021/ac403765x

метки статьи: #аналитическая химия, #бытовая химия, #химическая криминалистика