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離子遷移譜的概述及應(yīng)用
瀏覽次數(shù):1705發(fā)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(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(jìn)行檢測,并且對可檢測的有機(jī)化合物的分析靈敏度可以高達(dá)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(jī)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(rèn),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(jī)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(fù)離子模式下進(jìn)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(jìn)行,其濃度逐漸降低。當(dāng)達(dá)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。


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