現今，對于檢測材料的表面分析主要是采用二次離子質譜儀，它是對微粒進行同位素分析的有力工具，但它不能直接分辨同量異位數和確認元素，也難以高效率地在環境樣品中尋找特定成分的微粒。
 

　　二次離子質譜儀的技術原理：
 

　　該儀器是一種基于質譜的表面分析技術，二次離子質譜原理是基于一次離子與樣品表面互相作用現象。帶有幾千電子伏特能量的一次離子轟擊樣品表面，在轟擊的區域引發一系列物理及化學過程，包括一次離子散射及表面原子、原子團、正負離子的濺射和表面化學反應等，產生二次離子，這些帶電粒子經過質量分析分析后得到關于樣品表面信息的質譜，簡稱二次離子質譜。
 

　　通過質譜圖可以用來獲取樣品表面的分子、元素及同位素的信息，可以探測化學元素或化合物在樣品表面和內部的分布，也可以用于生物組織和細胞表面或內部化學成分的成像分析，配合樣品表面掃描和剝離(濺射剝離速度可以達到10微米/小時)，還可以得到樣品表層或內部化學成分的三維圖像。二次離子質譜具有很高的靈敏度，可達到ppm甚至ppb的量級，還可以進行微區成分成像和深度剖面分析。
 

　　在二次離子的常規檢測中，可以用于分析的樣品可以固體，也可以是粉末、纖維、塊狀、片狀、甚至液體(微流控裝置)。如果從導電性考慮，這些樣品可以是導電性好的材料，也可以是絕緣體或者半導體。從化學組成上來分，可以是有機樣品，如高分子材料、生物分子，也可以是無機樣品，如鋼鐵、玻璃、礦石等。