在安檢、環境監測、食品安全和醫療診斷等領域,如何快速、靈敏地識別空氣中或揮發性樣品中的痕量化學物質,一直是技術難點。
氣相離子遷移譜(Ion Mobility Spectrometry, IMS)憑借其高靈敏度、秒級響應和便攜性,成為應對這一挑戰的“嗅覺雷達”,廣泛應用于現場實時檢測。

氣相離子遷移譜的工作原理基于不同離子在電場中遷移速率的差異。使用時,樣品中的揮發性分子首先被電離,形成帶電離子;隨后,這些離子在漂移管中受恒定電場驅動,穿過緩沖氣體向前移動。由于不同物質的離子質量、形狀和碰撞截面不同,其遷移時間存在差異,最終按順序到達檢測器,形成特征“譜圖”。通過與標準數據庫比對,即可實現對目標物的定性甚至半定量分析。
IMS突出的優勢是檢測速度快、靈敏度高且設備小巧,適合手持或車載部署。例如,在機場安檢中,IMS可迅速檢測旅客衣物或行李上殘留的危險品;在工業現場,可用于監測有毒氣體泄漏;在醫療領域,研究者正嘗試通過呼出氣中的揮發性有機物(VOCs)篩查肺癌、糖尿病等疾病。
此外,現代IMS常與預分離技術聯用,進一步提升分辨能力,有效區分結構相似物。部分新型設備還采用無放射源電離方式,更符合環保與安全規范。
當然,IMS也存在一定局限,如易受濕度干擾、對非揮發性或熱不穩定物質不敏感等,因此需結合具體應用場景優化采樣與前處理流程。
總之,氣相離子遷移譜以“快、準、便”的特點,將復雜化學識別簡化為一次“呼吸式”檢測,正成為公共安全與健康監測中至關重要的前沿工具。在未來智能化、微型化趨勢下,其應用邊界還將持續拓展。