​​Les mesures de masse dans la gamme du méga au giga-Dalton sont essentielles pour la caractérisation de nanoparticules naturelles ou synthétiques, mais impossibles à réaliser avec des spectromètres de masse conventionnels. La spectrométrie de masse basée sur des systèmes nano-électro-mécaniques (NEMS) a démontré des capacités uniques pour l'analyse à ces masses ultra-élevées. Cependant, les systèmes conçus précédemment comportaient des contraintes transférées des instruments conventionnels, tels que l’utilisation de guides d'ions, et des exigences de vide poussé.

Ainsi, les équipes de BGE/EDyP, en collaboration avec le CEA-Léti, ont mis au point un système plus compact. Elles ont étudié l'influence de la pression sur les performances du capteur NEMS et de la lentille de focalisation aérodynamique qui équipait leur prototype original : le spectromètre fonctionne à des pressions beaucoup plus élevées qu’anticipé, et cela sans compromettre la focalisation des particules ni la qualité de la mesure de masse.
Sur la base de ces observations, les chercheurs ont conçu et assemblé un nouveau prototype modulaire et parcimonieux. La sensibilité du système NEMS a été validé par des mesures de distributions de masse de nanoparticules d’or.

Cette nouvelle conception mécanique plus légère, et modulaire améliore très significativement l’efficacité de transfert et de capture des nanoparticules par les résonateurs, permettant des analyses dix fois plus rapides sans compromis de résolution en masse.

Figure : système nano-électro-mécanique NEMS du spectromètre de masse