Ion mobility spectrometry: the diagnostic tool of third millennium medicine

ABSTRACT

SUMMARY Ion mobility spectrometry (IMS) is a fast, low cost, portable, and sensitive technique that separates ions in a drift tube under the influence of an electric field according to their size and shape. IMS represents a non-invasive and reliable instrumental alternative for the diagnosis of different diseases through the analysis of volatile metabolites in biological samples. IMS has applications in medicine in the study of volatile compounds for the non-invasive diagnose of bronchial carcinoma, chronic obstructive pulmonary disease, and other diseases analysing breath, urine, blood, faeces, and other biological samples. This technique has been used to study complex mixtures such as proteomes, metabolomes, complete organisms like bacteria and viruses, monitor anaesthetic agents, determine drugs, pharmaceuticals, and volatile compounds in human body fluids, and others. Pharmaceutical applications include analysis of over-the-counter-drugs, quality assessment, and cleaning verification. Medical practice needs non-invasive, robust, secure, fast, real-time, and low-cost methods with high sensitivity and compact size instruments to diagnose different diseases and IMS is the diagnostic tool that meets all these requirements of the Medicine of the future.

RESUMO

RESUMO A espectrometria de mobilidade iônica (IMS) é uma técnica rápida, de baixo custo, portátil e sensível que separa íons em um tubo de deriva sob a influência de um campo elétrico de acordo com seu tamanho e forma. A IMS representa uma alternativa instrumental não invasiva e confiável para o diagnóstico de diferentes doenças por meio da análise de metabólitos voláteis em amostras biológicas. A IMS possui aplicações em medicina no estudo de compostos voláteis para o diagnóstico não invasivo de carcinoma brônquico, doença pulmonar obstrutiva crônica e outras doenças que analisam respiração, urina, sangue, fezes e outras amostras biológicas. A IMS tem sido usada para estudar misturas complexas, como proteomas, metabólitos, organismos completos como bactérias e vírus, monitorar agentes anestésicos, determinar drogas, produtos farmacêuticos e compostos voláteis em fluidos corporais e outros fluidos. As aplicações farmacêuticas incluem análises de medicamentos sem receita, avaliação de qualidade e verificação de limpeza. A prática médica precisa de métodos não invasivos, robustos, seguros, rápidos, em tempo real e de baixo custo com instrumentos de alta sensibilidade e tamanho compacto para diagnosticar diferentes doenças e a IMS é a ferramenta de diagnóstico que atende a todos esses requisitos da medicina do futuro.