Метод масс-спетрометрии позволяет исследовать химический состав веществ, в том числе, в медицинских целях. Стоимость этих аппаратов измеряется в десятках миллионов рублей, так что обычно они имеются только в лабораториях, куда посылают образцы на анализ. Американские инженеры напечатали важный компонент масс-спектрометра — миниатюрный ионизатор. Если технология окажется работоспособной, она позволит обеспечить этим аппаратом всех, кто в нем нуждается.

«Наша мечта — сделать масс-спектрометрию доступной. Каждый, кто болен хроническим заболеванием, требующим постоянного наблюдения, сможет иметь аппарат размером с обувную коробку, чтобы проводить анализы дома. Для этого оборудование должно стать недорогим», — сказал Луис Фернандо Веаскес-Гарсия, старший специалист из Массачусетского технологического института.

Он и его команда сделали большой шаг в этом направлении, напечатав дешевый ионизатор, который, к тому же, работает в два раза эффективнее современных аналогов.

Устройство длиной в пару сантиметров можно печатать пачками и интегрировать в масс-спектрометры при помощи методов автоматизированной сборки. Такая технология дешевле, чем производство обычных ионизаторов, которые часто требуют ручного труда, наличия чистой комнаты и дорогого оборудования для подключения к масс-спектрометрам, пишет MIT News.

Помимо этого, 3D-печать ионизатора позволяет с высокой точностью контролировать форму устройства и использовать специальные материалы, повышающие производительность.

Излучатель ионизатора изготовлен из металла методом впрыска связующего материала (binder jetting), который отличается высокой точностью и эффективностью. Порошкообразный металл вперемешку с полимерным клеем распрыскивается из сопла, создавая объект слой за слоем. Затем его нагревают в печи для испарения клея. Затем излучатели подвергают электрополированию и покрывают слоем оксида цинка, сообщая ему нужный уровень пористости для фильтрации и переноса жидких образцов.

Оптимизация позволила повысить напряжение на 24%, по сравнению с современными версиями. Это выражается в два с лишним раза более высоком отношении «сигнал — шум». В ближайших планах команды — создать прототип, объединяющий ионизатор с фильтром для масс-спектрометра, который они напечатали недавно.