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離子遷移譜的概述及應用
瀏覽次數:889發布日期:2023-06-29

1.離子遷移譜的概述

離子遷移譜(ion mobility spectrometry,IMS)最早出現在1970年,又稱等離子體色譜、氣體電泳,它與已經發展成熟的飛行時間質譜有些類似,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。與其他一些現有常規檢測技術相比,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點。它最早應用于化學戰劑、、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。后來又成功應用于環境污染物檢測,藥物非法添加及偽劣藥物檢測,藥品生產過程中的設備清洗確認,疾病診斷、藥物動力學研究等許多領域。


2.離子遷移譜在食品檢測中的應用


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、加工過程中,混入了對人體健康有害或有毒的物質,包括農藥殘留、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。當達到某一閾值時釀造才算完成,過低過高都影響品質。因此合適的釀造時間是關鍵,丁二酮和2,3-戊二酮的快速檢測對保證啤酒品質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測

食品在存放過程中會發生一系列的物理化學變化,不適宜的存放條件可能使食物被微生物、外來化學物質污染或者發生自身化學反應,影響食物的風味甚至危害人體健康。例如真菌在食物的生產過程中(比如啤酒釀造、奶酪生產)起著積極作用,但是在食物的存放過程中也會對食物產生消極影響,特別是在溫暖潮濕的環境下會快速繁殖產生生物毒素。因此其早期的快速實時檢測發現就尤為重要。有報道利用GC-UV-IMS聯用法來檢測芝士表面菌群生長前后的揮發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,人們對于食品質量與安全的要求也逐漸提高,但目前食品檢測大多需要復雜的前處理過程,設備要求高,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)與其他檢測技術相比,其優勢在于對實驗條件要求低,樣品無需復雜的前處理,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監測需要,因此可作為食品安全監測的有力工具。它對食品揮發性成分具有良好的選擇性,并且隨著IMS微型化的發展,有望將其鑲嵌到生產設備當中,實現對食品生產加工過程的實時監測,輔助控制產品質量。IMS還能區分不同產品的風味特征,用于不同來源、不同等級產品的鑒別,有利于規范市場。綜上所述,IMS可應用于食品原材料選擇、生產過程控制、儲藏條件控制、真偽鑒別、安全檢測等各個領域,具有廣闊的應用前景。


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