離子遷移譜的概述及應(yīng)用

1.離子遷移譜的概述

離子遷移譜(ion mobility spectrometry，IMS）最早出現(xiàn)在1970年，又稱等離子體色譜、氣體電泳，它與已經(jīng)發(fā)展成熟的飛行時間質(zhì)譜有些類似，但只需在大氣壓條件下進行檢測，并且對可檢測的有機化合物的分析靈敏度可以高達10-9-10-10量級。與其他一些現(xiàn)有常規(guī)檢測技術(shù)相比，IMS還具有儀器簡單、體積小、重量輕、功耗低和分析時間快等許多優(yōu)點。它最早應(yīng)用于化學(xué)戰(zhàn)劑、、爆炸物等危險品的探測，可以檢測機場手提袋和行李中的含氮爆炸物，水溶液中的爆炸物，包括DNT、ADNT、NT、TNB等，自制烈固體顆粒。后來又成功應(yīng)用于環(huán)境污染物檢測，藥物非法添加及偽劣藥物檢測，藥品生產(chǎn)過程中的設(shè)備清洗確認，疾病診斷、藥物動力學(xué)研究等許多領(lǐng)域。

2.離子遷移譜在食品檢測中的應(yīng)用

2.1污染物、有毒物檢測

食品污染物、有毒物指食品及其原料在生產(chǎn)、加工過程中，混入了對人體健康有害或有毒的物質(zhì)，包括農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、有機污染物、食品添加劑、生物毒素和重要病原體等。在大氣壓條件下，以63Ni作為電離源，干燥潔凈的空氣作為載氣和遷移氣，在負離子模式下進行運行。

2.2生產(chǎn)過程控制

對食物征香氣成分的檢測可以用來控制食物的生產(chǎn)過程。啤酒的釀造時間大約是5-6d，在啤酒釀造初期，其中的丁二酮(diacetyl)和2，3-戊二酮(2，3-pentanedione)含量較高，具有臭黃油味，隨著釀造的進行，其濃度逐漸降低。當(dāng)達到某一閾值時釀造才算完成，過低過高都影響品質(zhì)。因此合適的釀造時間是關(guān)鍵，丁二酮和2，3-戊二酮的快速檢測對保證啤酒品質(zhì)具有特別重要的意義。

2.3離子遷移譜在食品儲藏保鮮過程監(jiān)測

食品在存放過程中會發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，不適宜的存放條件可能使食物被微生物、外來化學(xué)物質(zhì)污染或者發(fā)生自身化學(xué)反應(yīng)，影響食物的風(fēng)味甚至危害人體健康。例如真菌在食物的生產(chǎn)過程中（比如啤酒釀造、奶酪生產(chǎn)）起著積極作用，但是在食物的存放過程中也會對食物產(chǎn)生消極影響，特別是在溫暖潮濕的環(huán)境下會快速繁殖產(chǎn)生生物毒素。因此其早期的快速實時檢測發(fā)現(xiàn)就尤為重要。有報道利用GC-UV-IMS聯(lián)用法來檢測芝士表面菌群生長前后的揮發(fā)性成分來判斷是否被污染。

3.離子遷移譜的展望

隨著生活水平的提高，人們對于食品質(zhì)量與安全的要求也逐漸提高，但目前食品檢測大多需要復(fù)雜的前處理過程，設(shè)備要求高，檢測時間長，無法滿足大量樣品快速檢測的需求。離子遷移譜（IMS）與其他檢測技術(shù)相比，其優(yōu)勢在于對實驗條件要求低，樣品無需復(fù)雜的前處理，檢測時間短，且它對于食品痕量污染物的靈敏度足夠滿足常規(guī)監(jiān)測需要，因此可作為食品安全監(jiān)測的有力工具。它對食品揮發(fā)性成分具有良好的選擇性，并且隨著IMS微型化的發(fā)展，有望將其鑲嵌到生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)中，實現(xiàn)對食品生產(chǎn)加工過程的實時監(jiān)測，輔助控制產(chǎn)品質(zhì)量。IMS還能區(qū)分不同產(chǎn)品的風(fēng)味特征，用于不同來源、不同等級產(chǎn)品的鑒別，有利于規(guī)范市場。綜上所述，IMS可應(yīng)用于食品原材料選擇、生產(chǎn)過程控制、儲藏條件控制、真?zhèn)舞b別、安全檢測等各個領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。