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主题：【原创】离子迁移谱技术在快速检测有毒有害物中的应用

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秋醉虞阳

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发表于：2013/05/02 12:39:16 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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背景：

离子迁移谱(ion mobility spectrometry，IMS)，也叫做离子迁移率谱，它并不是最近才开发的新技术，而是由Cohen和Karasek两位科学家于20世纪70年代初提出，最初是作为实验室分析化学技术发展起来的。因为它以离子漂移时间的差别来进行离子的分离定性，借助类似于色谱保留时间的概念，所以起初又被称为等离子体色谱。近年来，这一技术日臻完善，已被应用在多个领域，其中包括各国军事领域的化学战剂监测，各级安全部门的爆炸物监测，海关和机场人口安检部门对毒品、麻醉剂等违禁物品的监测以及环境监测部门对有毒有害气体的监测。随着应用范围的拓宽，IMS技术引起了世界各国专家的研究兴趣，因此使得这一技术不断得到更新和发展，同时它是当今世界最先进的舰用化学战剂侦检系统。对于中国来说，由于此技术开发起步晚和发达国家技术保护，与国外同类产品相比相对落后，无法区分各类型和精度较差，误差和故障率高。

目前，离子迁移谱（IMS）技术已经跃升至“快速检测有毒有害物的十大技术”之首，主要应用于食品安全、农药残留物、爆炸物、毒品、化学毒剂的检测以及环境监测。所以此技术21世纪初商业化后，得到了广大科研者的认同，我相信不久将来其必将成为快速检测行业的必备仪器。

优势：

可以提供更快的速度和降低运营成本的高效液相色谱法相当的性能。此外， IMS无需使用有机溶剂，相关的分离过程中的溶剂处置成本也为零。IMS更加绿色环保，替代了高效液相色谱法。独特的样品引入系统，完全消除交叉污染，并在几秒钟内实现真正意义上的快速分析。它是集速度，特异性和灵敏度的理想应用。

IMS具有体积小，探测能力强，快速准确检测的特点。其对环境要求不高，无须使用有机溶剂即可达到液相色谱的分离效果。除实验室快速筛查外，现场无需任何调试即可快速进入工作状态，其紧凑的仪器结构和资本运营成本低的优势非常适合质量安全风险评估中心的实验室和现场快速分析（如农，兽药残留物、非法添加物及水质污染的机动式检测）。IMS基本上涵盖所有的高效液相色谱法或高效液相色谱-质谱分析的化合物分析方法，其分析效率更高，样品前处理更加简单。

以下是液相离子迁移谱HRIMS相对于传统液相分析系统的优势应用功能：

1.超越分子物理分离，提供额外的化学信息

给出了未知分子的近似分子量；

提供有关分子三级结构的信息；

2.对高效液相色谱法的正交技术

分析色谱灵敏的分子；

分析没有吸收的分子；

最佳异构体的分离；（特别适合同分异构体及热不稳定性化合物与记性化合物的分离分析）

3.与高效液相色谱法相比有投资资本，但运营成本大大节约，消耗在减少

通过过滤空气分离;不需要洗脱溶剂；

减少日常维护需要的费用；不要购买HPLC色谱柱；

4.绿色技术

不需要溶剂流动相辅助，节约溶剂处理费用，仅需少量的空气或氮气；

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2013/5/2 12:39:54 沙发管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

检测原理：（核心-离子迁移管）

离子的迁移率就是通过测定离子穿过迁移管的迁移时间或者说迁移速度来间接获得的。迁移率被定义为单位电场强度作用下离子的迁移速度，用公式表示如下:

Vd=K*E

式中K为离子的迁移率，E为迁移管内的电场强度，Vd为离子的迁移速度。

离子迁移谱硬件结构：

一个基本的IMS系统如图所示，它基本上由以下七大部分组成:离子迁移管，载气和迁移气体循环系统(简称气路系统)，采样与进样系统，离子门控制系统，高压电源系统，温度加热控制电路，信号放大、采集和数据处理系统。在这里面，除了迁移管、气路系统以及采样与进样系统是纯粹的硬件外，其余部分则是控制电路并直接由计算机对工作状态进行总体控制。目前已有离子迁移谱内置电脑。

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2013/5/6 22:10:43 Last edit by wangjianhua1102

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2013/5/2 12:40:12 板凳管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

离子迁移谱最先用于爆炸物和麻药上的应用，这个技术很多文献都有提到，此方面应用比较成熟，就揭过不提了。

食品类

风味鉴定、真假鉴别、产地鉴别、新鲜度识别、农药残留快速鉴定（见附件离子迁移谱法检测圣女果中的敌敌畏和马拉硫磷）等

应用案例：

除此之外，还有

目前有气相离子迁移谱和液相离子迁移谱两块，这个主要是和色谱选择性进样分类一致。不过相对于气相和液相分离速度较快（液相10几S~60S，气相3~10min主要是气相柱阶段预分离，所以也叫2维检测系统），灵敏度最高可达PPb，据某些厂家介绍目前有些项目可以做到PPt级别，值得期待的一款快速检测技术。

除了目前市面上的参考文献，其他参考资料，我就不提供了，怕泄露厂家的品牌，给区主管和版主带来不便。

有任何疑问都可以跟帖或私下交流。

附件：

离子迁移谱在环境污染物检测中的应用.pdf

离子迁移谱法检测圣女果中的敌敌畏和马拉硫磷.pdf

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2013/5/6 22:11:17 Last edit by wangjianhua1102