【摘要】 目前，气相色谱-质谱法是最流行的VOCs分析方法，具有以下优点。

快速、无损、准确、高通量的挥发性成分筛选在分析领域发挥着重要作用。气相色谱-离子迁移谱法(GC-IMS)具有分离效率高、灵敏度高、不需要样品前处理、响应速度快等优点，对挥发性有机物(VOCs)的无损快速检测具有重要意义。Yin[1]等人首先概述了气相色谱-IMS的工作原理、实验过程、数据处理方法和优点，然后介绍了气相色谱-IMS在中药检测、临床研究、食品工业、环境保护、聚合物、石油化工分析等方面的研究进展。最后，对气相色谱-IMS的发展趋势进行了总结和展望，并对气相色谱- IMS未来可能的扩展领域进行了展望。

 

GC-IMS是一种新的气相分离检测技术。该技术结合了气相色谱的高分离能力和IMS的快速响应。IMS是一种测定挥发性和半挥发性化合物的分析技术，其基础是在环境压力下弱电场气相分离产生的离子，在20世纪末至21世纪初达到成熟。IMS主要应用于军事防御，分析炸药、化学战剂、非法毒品的成分。目前，GC-IMS广泛应用于天然产物分析、临床环境、食品工业、环境保护、聚合物、石油化工研究等领域。

 

图1. GC-IMS原理图。[1]

 

GC - IMS是GC和IMS的结合。IMS是20世纪60年代发展起来的一种快速气相分离检测技术，本质上是一种电离技术。主要用于不同底物中痕量(ppb级)挥发性和半挥发性有机物的检测。GC-IMS原理如图1所示。气相色谱主要由毛细管束组成，具有快速加压功能。IMS主要由电离源和漂移管组成，其中又分为电离区和迁移区两部分。

 

IMS虽然具有灵敏度高、不需要样品预处理、响应速度快等优点，但仍存在分辨率差、结果假阳性等问题。气相色谱分离效率高，适用范围广，但对于保留时间相同或相近的物质，其定性准确度较低。GC - IMS结合了气相色谱的高分离效率和IMS的高灵敏度，可以准确实时地测定挥发性和半挥发性有机化合物。GC-IMS在复杂样品的检测中非常有用。此外，通过改变漂移电压的极性，GC-IMS不仅可以检测卤化化合物，还可以检测酮类、醛类、醇类、胺类、磷类等有机化合物。GC的预分离能力解决了IMS技术由于复杂样品中离子之间的相互作用而造成的局限性，提高了GC - IMS的选择性检测能力。

 

图2. GC-IMS实验流程图。 [1]

 

目前，气相色谱-质谱法是最流行的VOCs分析方法，具有以下优点。首先，与GC-MS相比，GC-IMS具有分离效率高、响应速度快的优点。一般来说，每10到15分钟可以检测一个样品。其次，它可以可视化GC-MS无法识别的小分子VOCs。第三，不需要样品预处理和真空操作，因为环境空气可以作为载气，从而大大缩短了样品分析时间。第四，设备便携，维护成本低。这些优点使得GC-MS在不同的领域得到了广泛的应用。

 

GC-IMS已广泛应用于各个领域，可实现快速准确的检测结果。GC-IMS在中药、临床、食品和环境分析中VOCs的检测具有良好的潜力，并将对其他化学工业领域的快速可持续发展产生深远的影响。总之，最近其应用和发展的急剧扩大预示着GC-IMS的前景光明，并表明技术障碍通常可以成功克服。

 

[1] Yin, J., Wu, M., Lin, R., Li, X., Ding, H., Han, L., . . . Li, Z. (2021). Application and development trends of gas chromatography–ion mobility spectrometry for traditional Chinese medicine, clinical, food and environmental analysis. Microchemical Journal, 168, 106527.

 

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