El hardware asequible supera a los modelos actuales de alta gama y tiene el potencial de convertirse en un dispositivo rentable de monitoreo de la salud en el hogar en el futuro.
Créditos:Imagen: Cortesía de los investigadores
La espectrometría de masas es una técnica poderosa para identificar componentes químicos en muestras, que es útil para monitorear enfermedades crónicas como el hipotiroidismo. Sin embargo, su alto costo, a menudo de cientos de miles de dólares, limita su uso a los laboratorios, complicando el manejo de enfermedades crónicas.
Los investigadores del MIT han logrado un gran avance al imprimir en 3D un ionizador de bajo costo, un componente crucial de los espectrómetros de masas, que supera a las versiones existentes. Este dispositivo compacto puede producirse en masa e integrarse en espectrómetros mediante un ensamblaje robótico, lo que lo hace más rentable que los ionizadores tradicionales. El proceso de impresión 3D permite un control preciso sobre la forma del dispositivo y el uso de materiales especiales para mejorar su rendimiento.
Hardware de bajo costo
Los investigadores utilizaron impresión 3D y optimizaciones estratégicas para crear un emisor de electropulverización de bajo costo para espectrometría de masas que supera el rendimiento de los ionizadores de última generación. Elaboraron el emisor de metal mediante chorro de aglutinante, un proceso que construye un objeto capa por capa rociando un pegamento a base de polímero a través de pequeñas boquillas sobre un lecho de material en polvo. Luego se calienta el objeto para evaporar el pegamento y consolidar el polvo. A continuación, los emisores se electropulen para mejorar el filo y se recubren con nanocables de óxido de zinc, que proporcionan la porosidad necesaria para una filtración y transporte de líquidos eficaces.
Pensar creativamente
El equipo abordó el problema de la evaporación de líquidos en los emisores de electrospray, que puede provocar obstrucciones, convirtiéndolo en una ventaja. Diseñaron sus emisores como conos sólidos alimentados externamente con un ángulo específico que utiliza la evaporación para controlar el flujo de líquido, lo que da como resultado un rocío con una mayor proporción de moléculas portadoras de carga. También rediseñaron el contraelectrodo para evitar la formación de arcos, lo que permitió un aumento seguro del voltaje aplicado, lo que generó más moléculas ionizadas y un mejor rendimiento. Además, desarrollaron una placa de circuito impreso de bajo costo con microfluidos digitales integrados para un transporte eficiente de gotas.
El equipo planea crear un prototipo que combine su ionizador con un filtro de masas impreso en 3D y está trabajando para mejorar las bombas de vacío impresas en 3D, esenciales para un espectrómetro de masas compacto.