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  • ACS使用机械臂和质谱分析不规则三维形状的表面

    3D扫描技术正在从质量控制和产品检验到法医学和药物研究等各个领域发挥越来越大的作用。美国化学学会的研究人员最近取得的突破可以通过使用3D扫描消除其主要限制之一来改进质谱技术。该团队开发出了一种有效测试不规则表面和物体的方法,利用3D扫描和力传感机器人手臂与化学探针结合使用。

    (来源:Phys.org)

    质谱是鉴定组成特定样品的不同化学成分的一种方法。它用于实验室的化学研究以及药物筛选和犯罪现场分析。该技术的一个问题是难以在不规则或笨重的物体上使用,因为自动化系统需要更多的人工干预来跟踪曲面和几何不规则,平面或光滑表面的褶皱。

    (来源:维基百科)

    acundo M.Fernándeza领导的一个研究小组以前开发了一个概念验证研究,该研究表明3D红外摄像机可用于指导机器人手臂。这将允许收集样品进行等离子体电离质谱分析,但只有某些类型的分子可以用该方法研究。他们的新研究扩大了研究范围,为不规则物体的直接表面取样提供了进一步的可能性。

    该方法被称为机器人表面分析,它使用3D扫描仪结合机器人和化学设备来优化质谱过程。定制的三维激光扫描仪连接到力觉传感机器人手臂上。该臂具有360度的可能的旋转和6个不同的关节以实现移动,并且能够以高速度和精确度横穿物体的整个表面。手臂上的3D扫描仪逐渐建立样品表面的数字图像,并将其用作地图以指导弹簧加载的化学取样探头。

    该探头短暂地与物体的特定区域接触,收集痕量物质作为样本以便进行测试。一旦样品被收集,探针就被导向一个采样接口,该采样接口与电喷雾电离质谱仪相连。该设备可以分析各种样品并确定其化学成分。

    通过这种方式,研究人员能够使用3D扫描技术对各种不规则物体和非平面表面进行质谱分析。该方法最初在塑料咖啡杯的表面进行了测试,检测了痕量的咖啡因。该试验的成功表明,它可能在不久的将来有更多的实际应用。所需的最低程度的人为干预对于这种类型的程序来说是前所未有的,并且这种创新的新技术很快将对化学分析领域产生重要影响。

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