Масс-спектрометрия до проблемы, но лучшая технология необходима, чтобы сделать более гибкие инструменты. Одна многообещающая область исследования использует плазму выполнения жара атмосферного давления – частично ионизированный газ, который может быть сделан стабильным при комнатной температуре и давлении – чтобы исследовать образцы для элементных и молекулярных разновидностей, и мог привести к легким в использовании исследованиям масс-спектрометрии с широкими возможностями.«Идеально мы хотим одну систему, которая может обнаружить все, и мы хотим быть в состоянии взять ту систему в область, чтобы проверить материалы на территории», сказал Джейкоб Шелли, эксперт в основанных на плазме окружающих инструментах масс-спектрометрии, который недавно присоединился к способности в Ренселлеровском политехническом институте. «Мы пытаемся сделать более гибкий инструмент, который позволит нам обнаруживать много вещей одновременно. Это – наша цель».
Масс-спектрометрия использует в своих интересах простую правду, что у атомов каждого элемента, а также ионов и изотопов тех элементов, есть уникальная масса. Поэтому у молекул – составленный из атомов, ионов и изотопов – также есть уникальная масса. Массовый спектрометр использует электрическое или магнитное поле, чтобы измерить массу молекулы, производя сигнал, который может быть переведен на идентичность химических разновидностей: кофеин равняется 195; dipheylamine, химикат, распыляемый на яблоках, равняется 170; кокаин 304.
Помеха – то, что текущие инструменты могут только обработать молекулы, которые находятся в газовом государстве, и ионизированный (обладайте положительным или отрицательным зарядом), что означает, что большинство образцов должно быть обработано, прежде чем они будут введены в массовый спектрометр для анализа. На данный момент масс-спектрометрия полагается на множество отнимающих много времени методов обработки, которые отделяют и ионизируют молекулы до анализа. И в зависимости от метода, образцы как продукты, фармацевтические препараты или ткань могут быть разрушены во время обработки.
Самая сложная задача к обобщенному методу обработки – химия, должен был ионизировать молекулу, сказала Шелли. Большинство методов, которые были разработаны, полагается на определенную химию, которая одобряет ионизацию одного класса молекул по другому. Шелли разрабатывает метод, который использует в своих интересах необычные свойства и химию plasmas, которые являются богатыми свободно движущимися ионами и электронами, и поэтому очень интерактивными.
Хотя обычно известные plasmas чрезвычайно горячие – почти в 10 000 градусов Келвин, некотором plasmas конкуренте температура солнца – Шелли работает с позже развитым выполнением жара plasmas, которые стабильны при комнатной температуре и атмосферном давлении.В его лаборатории Шелли демонстрирует экспериментальный инструмент, настолько мягкий, она может проверить образцы, ионизированные от кончика пальца, и настолько универсальные, она может обнаружить разновидности от относительно небольших незначительных количеств металлов к большим неустойчивым биомолекулам как пептиды и белки. В разрабатывании технологии исследовательская группа Шелли использовала инструмент, чтобы обнаружить поддельный мед, определить количество вредных токсинов в пресноводном цветении воды и показать сырье, используемое в пищевых добавках.«Плазма полезна как источник ионизации, потому что она делает широкий диапазон химии доступным», сказала Шелли. «Это может позволить ионизировать широкий класс молекул, которые могли привести к более обобщенным инструментам».
Шелли – профессор профессионального развития Алана Пола Шульца Химии в Отделе Химии и Химической Биологии в Ренсселере. Он получил степень бакалавра в области химии с несовершеннолетним в математике из Университета Северной Аризоны и докторскую степень в аналитической химии с несовершеннолетним в физической химии из Университета Индианы.
До присоединения к Ренсселеру он был доцентом в Кентском Государственном Университете.Исследование Шелли позволено видением Нового Политехникума, появляющейся парадигмы для высшего образования, которое признает, что глобальные проблемы и возможности настолько большие, что они не могут быть соответственно обращены даже самым талантливым человеком, работающим один. Ренсселер служит перекрестком для сотрудничества – работающий с партнерами через дисциплины, сектора и географические регионы – чтобы обратиться к сложным глобальным проблемам, используя самые современные инструменты и технологии, многие из которых развиты в Ренсселере. Исследование в Ренсселере обращается к некоторым самым неотложным технологическим проблемам в мире – от энергетической безопасности и устойчивого развития к биотехнологии и здоровью человека.
Новый Политехникум поддающийся трансформации в глобальном воздействии исследования в его инновационной педагогике, и в жизнях студентов в Ренсселере.