通过使质谱仪更小来提高它的效用

将质谱仪压缩成一个更小、更便携的系统，使研究人员能够将仪器带到现场，对现场的样品进行分析。机场检查爆炸物，杂货店测试水果和蔬菜上的细菌，调查人员在犯罪现场收集证据，这些都是可能的用途。普鲁德大学的研究员R. Graham Cooks正致力于使这项技术得到更广泛的应用。

“我们生活在一个化学世界，我们需要分析它，”库克斯说。“这是把仪器带到问题上，而不是把样本从任何地方带到仪器上。这都是关于化学和化学分析的。微型仪器旨在充分发挥质谱仪的功能。”

库克斯是普渡大学亨利·伯恩·哈斯杰出化学教授。他开创了串联质谱法和质谱仪小型化的先河——从一个小房间的大小到大约一个购物袋的大小。他曾与普渡大学研究基金会技术商业化办公室为各种技术申请专利。

在他的职业生涯早期，库克斯通过开发串联质谱技术帮助该领域发生了革命性的变化，该技术允许对存在的分子进行定量和鉴定。后来，他开发了环境电离技术，为更快、更便携的质谱仪铺平了道路。该技术消除了在分析过程中对样品进行化学处理和真空室的需要，并允许在空气中或直接在其自然环境中的表面上进行测试。

缩小质谱仪的过程堪比计算机随着时间的推移从大型重型机械转变为如今人们随身携带的小巧轻便的手机和平板电脑。标准质谱仪重达数百磅，购买和操作都很昂贵。仪器的小型化降低了重量、成本和功耗。因此，质谱法可以为大众所用。更重要的是，它将设备送到那些最需要的人手中，比如士兵、消防员，甚至手术室里的医生。

库克斯说:“我希望公众知道救援正在到来。”

在手术过程中获取实时化学信息是他非常感兴趣的一个应用。这种微型质谱法可以用于脑肿瘤分级，其中包括现场分析恶性细胞的脂质谱。这可以加快医生的流程，提高他们在手术中的努力，并有可能通过帮助避免代价高昂的错误来挽救患者的生命。

虽然微型质谱仪的潜在应用是重要的，但挑战在于保持仪器的完整性和准确性，同时缩小其特征。库克斯一直在研究目前可用的质谱仪的缺点及其潜在的解决方案，以帮助设计更精确的仪器。

他说:“你要对所有东西进行化学测量，而质谱仪是进行这些测量的主要分析仪器和主要方法。”

库克斯说，更高的效率可能会改变许多领域的游戏规则，包括脑外科、法医学、农业和食品安全。

“这些都是化学测量，质谱法是用于所有这些事情的潜在金标准方法，”他说。“如果你能让这些实验更快，同时仍然保留特异性，那么你就迎来了新的一天。”

库克斯在质谱领域工作了50多年，获得了许多荣誉。2015年，他当选为美国国家科学院院士，这是美国授予科学家的最高荣誉之一。

库克斯继续寻找更多的挑战来激发他的兴趣。使化学分析更容易获得是一个巨大的飞跃。他的下一步是通过减少化学反应产生的废溶剂量来帮助化学更加环保。他和他的团队正在研究一种新的方法来回收由加速微滴溶液反应产生的溶剂。他们的工作旨在提高重要化学反应的速度，以协助药物发现，同时减少该过程产生的废物。化学废物是一个重要的污染源，通过绿色化学来减少产生的废物数量，同时加速化学反应，对库克这样的创新者来说是一个令人兴奋的挑战。

“这项工作很重要，因为可以在短时间内筛选大量的反应。化学反应筛选是制药公司一直在做的事情。”厨师说。“这是药物发现的基础。”

-副主编Chris Vavra编辑控制工程、CFE媒体与技术、cvavra@cfemedia.com．

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