O hardware acessível supera os atuais modelos de última geração e tem o potencial de levar a um dispositivo de monitoramento de saúde doméstico com boa relação custo-benefício no futuro.
Créditos:Imagem: Cortesia dos pesquisadores
A espectrometria de massa é uma técnica poderosa para identificar componentes químicos em amostras, útil para monitorar doenças crônicas como o hipotireoidismo. No entanto, o seu elevado custo, muitas vezes na casa das centenas de milhares de dólares, limita a sua utilização a laboratórios, complicando o tratamento de doenças crónicas.
Os pesquisadores do MIT fizeram um avanço ao imprimir em 3D um ionizador de baixo custo, um componente crucial dos espectrômetros de massa, que supera as versões existentes. Este dispositivo compacto pode ser produzido em massa e integrado em espectrômetros usando montagem robótica, tornando-o mais econômico do que os ionizadores tradicionais. O processo de impressão 3D permite um controle preciso sobre o formato do dispositivo e o uso de materiais especiais para melhorar seu desempenho.
Hardware de baixo custo
Os pesquisadores utilizaram impressão 3D e otimizações estratégicas para criar um emissor de eletrospray de baixo custo para espectrometria de massa que supera o desempenho dos ionizadores de última geração. Eles criaram o emissor de metal usando jato de ligante, um processo que constrói um objeto camada por camada, pulverizando uma cola à base de polímero através de pequenos bicos sobre uma camada de material em pó. O objeto é então aquecido para evaporar a cola e consolidar o pó. Em seguida, os emissores são eletropolidos para aumentar a nitidez e revestidos com nanofios de óxido de zinco, que fornecem a porosidade necessária para uma filtragem e transporte eficazes de líquidos.
pensando fora da caixa
A equipe abordou a questão da evaporação de líquidos em emissores de eletrospray, que pode causar entupimento, transformando isso em uma vantagem. Eles projetaram seus emissores como cones sólidos alimentados externamente com um ângulo específico que usa a evaporação para controlar o fluxo do líquido, resultando em um spray com uma proporção maior de moléculas transportadoras de carga. Eles também redesenharam o contra-eletrodo para evitar arcos, permitindo um aumento seguro na tensão aplicada, levando a moléculas mais ionizadas e melhor desempenho. Além disso, eles desenvolveram uma placa de circuito impresso de baixo custo com microfluídica digital integrada para transporte eficiente de gotas.
A equipe planeja criar um protótipo combinando seu ionizador com um filtro de massa impresso em 3D e está trabalhando no aprimoramento de bombas de vácuo impressas em 3D, essenciais para um espectrômetro de massa compacto.