在安检、环境监测、食品安全和医疗诊断等领域,如何快速、灵敏地识别空气中或挥发性样品中的痕量化学物质,一直是技术难点。
气相离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry, IMS)凭借其高灵敏度、秒级响应和便携性,成为应对这一挑战的“嗅觉雷达”,广泛应用于现场实时检测。

气相离子迁移谱的工作原理基于不同离子在电场中迁移速率的差异。使用时,样品中的挥发性分子首先被电离,形成带电离子;随后,这些离子在漂移管中受恒定电场驱动,穿过缓冲气体向前移动。由于不同物质的离子质量、形状和碰撞截面不同,其迁移时间存在差异,最终按顺序到达检测器,形成特征“谱图”。通过与标准数据库比对,即可实现对目标物的定性甚至半定量分析。
IMS突出的优势是检测速度快、灵敏度高且设备小巧,适合手持或车载部署。例如,在机场安检中,IMS可迅速检测旅客衣物或行李上残留的危险品;在工业现场,可用于监测有毒气体泄漏;在医疗领域,研究者正尝试通过呼出气中的挥发性有机物(VOCs)筛查肺癌、糖尿病等疾病。
此外,现代IMS常与预分离技术联用,进一步提升分辨能力,有效区分结构相似物。部分新型设备还采用无放射源电离方式,更符合环保与安全规范。
当然,IMS也存在一定局限,如易受湿度干扰、对非挥发性或热不稳定物质不敏感等,因此需结合具体应用场景优化采样与前处理流程。
总之,气相离子迁移谱以“快、准、便”的特点,将复杂化学识别简化为一次“呼吸式”检测,正成为公共安全与健康监测中至关重要的前沿工具。在未来智能化、微型化趋势下,其应用边界还将持续拓展。