基于代谢组学技术的快速蒸发电离质谱与智能手术刀联用实时鉴别果汁掺伪方法研究

近年来,果汁掺伪问题日益突出。作为一种新型的实时鉴别方法,智能手术刀(IKnife)与快速蒸发电离质谱(REIMS)联用技术无需样品前处理即可解决这一问题。该文采用代谢组学指纹识别技术建立橙汁、苹果汁和葡萄汁的实时鉴别方法,并对其掺假水平进行预测。主成分分析-线性判别分析联用法建立的判别模型能够区分不同类型的果汁,排除20%交叉验证法的正确率为97.28%,未知样品实时鉴别正确率高达100%。筛选出不同果汁中的标志物,并对部分化合物进行鉴定。结果表明,此方法能够成功区分掺有10%-50%苹果汁和葡萄汁的橙汁。通过对比分析REIMS单极质谱和串联质谱(REIMS/MS)的检测结果,两种方法建立的偏最小二乘分析模型均能准确预测掺假水平(所有模型的R 2和Q 2均大于0.82)。与传统的REIMS方法相比,REIMS/MS的预测值更加精确。

快速蒸发电离质谱技术(REIMS)鉴别肉品

随着食品工业发展及人民生活水平的提高,人们对于高品质、高营养食品的需求量越来越大,在经济利益驱动下,肉品掺假现象日益严重。肉品真实性检测技术是食品科学领域的研究热点,其中快检技术对于开展食品供应链追溯和实时检测具有重要意义。本工作采用快速蒸发电离质谱技术(REIMS)研究其在肉品及水产类食品的物种快速鉴定中的关键性能指标。结果表明,通过对12种畜类、6种禽类和13种水产类样品的参数优化、数据采集和模型建立,确定该方法对动物种属的分辨率、判别率和稳定性指标,其识别准确率分别为96.56%、99.71%和96.33%。通过差异因子分析,鉴定出14种畜类和12种禽类特征物质。差异因子的分析可为未来方法的验证、标准化和量化研究提供依据。

采用快速蒸发电离质谱技术对化妆品开展质量溯源

随着社会经济的不断进步和物质生活的丰富,化妆品的使用已经越来越普遍。在经济利益驱动下,市场上假冒伪劣化妆品的情况日益严重,但是现行质量溯源主要是通过信息溯源进行,所以建立一种高精度、快速便捷的化妆品质量溯源技术方法是十分必要的。本文采用快速蒸发电离质谱技术(REIMS)对正品化妆品及市售样品进行检测,采用Live ID软件,分别对正、负离子模式下的液状样品和乳状样品进行聚类分析,构建PCA-LDA模型,查找可疑的伪品。随后,应用正品化妆品样品构建判别模型,并对市售样品进行鉴定,确定伪造化妆品。使用Progenesis QI软件对真伪化妆品进行差异因子分析并鉴定,确定主要质量溯源靶标因子,为将来化妆品真伪快速检测技术标准化及特征靶标物种定量检测奠定基础。

快速蒸发电离质谱技术及其应用研究进展

近年来,原位电离质谱技术成为质谱分析领域的研究前沿和热点。快速蒸发电离质谱技术源于外科手术中的手术烟雾现象,自2009年报道以来,作为一种新型原位电离质谱技术已被广泛应用于医学、微生物鉴定、食品真伪鉴别、代谢物研究、药用植物成分鉴定等领域。该技术通过电离切割组织或其他生物样品产生的含丰富特定区域生物特征的气溶胶,对其进行原位、在线、实时、快速质谱分析。该文阐述了快速蒸发电离质谱技术的发展历程、电离机制及工作原理,并对其在不同领域的应用研究进展进行了综述,可为相关领域研究人员提供科研思路和技术参考。

快速蒸发电离质谱法在食品质量安全快速检测中的应用

快速蒸发电离质谱技术(rapid evaporation ionization mass spectrometry,REIMS)是环境电离-质谱技术迅速发展的最新成果,也是近几年质谱检测领域的热点。通过电离切割组织或其他生物样品产生的含丰富特定区域生物特征的气溶胶,借助高分辨率质谱对其进行原位、在线、实时、快速分析。随后进行计算机数据建模与可视化,实现目标物质的快速检测。本文综述了REIMS技术的发展概况、主要结构组成、检测原理、采用的常规数据处理方法及其在食品检测领域中的具体应用,包括肉品掺假鉴别、风味物质检测、品种鉴别、干果真实性评估、果汁风味物质鉴别等。主要通过对当前快速蒸发电离质谱技术在不同食品检测领域的应用研究进展进行综述,以期为食品安全快速检测等相关研究领域科研工作者提供一定的思路与参考。

iKnife智能刀-快速蒸发离子化质谱实时检测空气油炸带鱼的脂质组学品质特征

引入一种高通量、快速、实时的质谱检测技术--iKnife智能刀-快速蒸发离子化质谱(rapid evaporative ionization mass spectrometry,REIMS),将其实际应用于海洋食品中脂质的检测。在优化iKnife智能刀切割输出功率的基础上,探究不同空气油炸温度对带鱼中脂肪酸和磷脂组成的影响。结果表明,最佳电刀输出功率20 W,该条件下特征脂质离子峰的信噪比达到最大值。带鱼经空气油炸后无需任何处理直接通过REIMS系统实时检测得到脂质组成,其中含量最高的脂肪酸为二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA),含量最多的磷脂分子形式是磷脂酰乙醇胺(phosphatidyl ethanolamines,PE)和磷脂酰胆碱(phosphatidyl cholines,PC)。总体来说,脂质分子的饱和度随着油炸温度的升高而提高,DHA相对含量由38.91%降低至30.74%。经主成分分析得到第1主成分和第2主成分的累计贡献率为78.6%,不同样品间能明显地区分开。选取特征离子对iKnife-REIMS检测方法进行验证,结果显示此方法精密度和重复性较好,检测得到的脂质组成数据有效可靠。

基于快速蒸发离子化质谱实时检测空气油炸鲳鱼的脂质组学轮廓

快速蒸发离子化质谱(rapid evaporative ionization mass spectrometry,REIMS)是一种无需样品预处理的新型质谱技术,通过手持智能手术刀切割样品采集数据从而获得脂质组学轮廓。本研究采用REIMS技术和主成分分析(principal component analysis,PCA)、隐结构正交投影(orthogonal projection to latent structure,OPLS)等数理统计方法实时监测鲳鱼在空气油炸过程中脂质组学轮廓变化,并探究不同空气油炸温度对鲳鱼肌肉组织脂质组成的影响。通过单因素条件优化得到适宜的REIMS系统参数,电刀输出功率20 W、电刀切割功率1 mm/s、辅助溶剂流速100μL/min,从而获得稳定可靠的质谱轮廓图。在PCA分析的基础上进行OPLS分析,得到10个重要的特征离子(VIP>1),其中PE(O-16∶1/22∶6)只在原料中检测到,为4.61%;此外,PE(22∶5/22∶6)在10个磷脂离子中的不饱和度最高,其相对含量随油炸温度的升高而降低,同样可见于PA(18∶1/22∶6)和PI(18∶0/22∶6),说明磷脂的饱和度有随油炸温度升高而上升的趋势。经方法验证显示,REIMS检测离子的信噪比范围为49.58~205.30,日内和日间精密度的相对标准偏差为3.10%~7.28%,灵敏度和精密度均较高,因此,该方法将成为脂质组学研究过程中一种简单、高效、准确的新型技术手段。

新型快速预混合预蒸发喷嘴的结构和性能

设计了一种新型快速预混合预蒸发模型喷嘴。数值研究了喷嘴的不同内部结构设计对掺混效率、液滴平均蒸发时间、传热传质和总压损失等性能的影响规律。内设环肋和凹槽都有强化喷嘴内的油/气混合和传热传质作用;只增加环肋和凹槽个数不能继续改善喷嘴性能反而增加总压损失;环肋/凹槽组合结构的性能相对较好。这为实现燃烧室的HiTAC预混燃烧方式提供了依据。

以精准化监管为导向的牛黄与其临床急重病症用药中替代品的判别研究

目的:研究实现牛黄、培植牛黄和体外培育牛黄的准确判别,为实现此类型品种的精准化监管提供技术支持。方法:首先使用快速蒸发离子化质谱(REIMS)技术对牛黄、培植牛黄和体外培育牛黄样品进行测定,然后通过机器学习中的逻辑回归模型对测得的样品数据进行特征降维,得到仅有22个特征离子通道的数据。使用特征降维后的数据训练经过超参数优化后的逻辑回归模型。结果:该逻辑回归模型对测试集中3种牛黄类药材样品的判别准确率为0.94,精确度为0.90,F1得分为0.93,AUC值为0.99。结论:REIMS技术和逻辑回归模型相结合的分析方法可快速而准确地实现牛黄、培植牛黄和体外培育牛黄的品种判别,对此类型品种精准化监管提供技术支撑。

问题对对碰

【浙江省嘉兴市海盐县实验小学教育集团608班李舒杰提问】为什么热牛奶放置一会儿后会结一层皮?牛奶富含乳蛋白质和乳脂肪,通常情况下,它们会均匀地混合在水里,也就是常温时我们看到的牛奶模样。但是,在加热的过程中,乳脂肪和乳蛋白质分子运动加剧,内部结构会发生一定的变化,它们会膨胀、上浮,聚集在牛奶表面。又由于热牛奶表面与空气有温度差,表面的水分会快速蒸发,脂肪、蛋白质等物质暴露在空气中,就会形成一种凝固物——奶皮。

温控式电热硫磺蒸发器技术

电加热硫磺熏蒸器在农业发达的以色列、荷兰、日本等国家已广泛应用。它是利用空气动力学及热量流动学原理、使用最先进的温控电热技术开发成功的温室病虫害防治产品。该产品将硫磺和其它杀菌杀虫剂以分子或离子的状态快速蒸发到周围环境中,其药剂成份扩散快、渗透力强、分布均匀,具有很好的病虫害防治效果。

QuEChERS -超高效液相色谱串联质谱法快速测定禽蛋中7种喹诺酮类兽药残留

建立一种超高效液相色谱串联质谱(ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)快速测定禽蛋中恩诺沙星、环丙沙星、氧氟沙星、培氟沙星、诺氟沙星、洛美沙星和沙拉沙星共7种喹诺酮类兽药残留的分析方法.禽蛋样品经体积分数为5%的甲酸-乙腈提取喹诺酮类兽药残留,QuEChERS净化后通过快速溶剂蒸发系统浓缩,采用C18色谱柱分离,以体积分数为0.1%的甲酸和乙腈为流动相进行梯度洗脱,电喷雾离子源电离,多反应监测模式采集信号,基质外标法定量.结果表明,7种喹诺酮类兽药在2.0~100.0 ng/mL线性关系良好(R^2>0.995),方法的检出限和定量限分别为0.3和1.0μg/kg;添加2、5、10μg/kg三个浓度水平,平均回收率为77.20%~98.47%,相对标准偏差为1.5%~6.2%(n=6).该方法简单快捷、准确度好、灵敏度高,适用于禽蛋中喹诺酮类兽药残留的快速确证.

干燥技术在果蔬加工中的应用

随着中国食品加工行业的不断发展与进步,干燥技术的应用越来越广泛,特别是在果蔬加工中,干燥技术可以让果蔬中的多余水分快速蒸发,以达到快速锁鲜、保证质量的目的,并将新鲜果蔬制作成果干、蔬菜干,因此具有比较广泛的应用市场。本文介绍了果蔬加工中的几种干燥技术,并分析了它们在果蔬加工中的具体应用和效果。

TNT/AN共晶制备及表征

采用分子模拟技术,研究了三硝基甲苯(TNT)与硝酸铵(AN)相互作用,预测了TNT与AN能够在一定条件下形成共晶。通过快速挥发溶剂法制备了TNT/AN共晶,并对其进行了表征分析。结果表明:在相同条件下结晶,TNT/AN共晶与TNT、AN的宏观形貌均有较大的差异,PXRD显示TNT/AN具有与TNT、AN不同的衍射峰,IR显示TNT/AN具有新的氢键存在,DSC测试显示TNT/AN共晶与TNT、AN和它们的机械混合物相比较具有独特的吸热峰。吸湿性测试表明通过TNT/AN共晶能够改善AN的吸湿性。

IKnife-REIMS联用技术对南极犬牙鱼脂质组学轮廓检测

基于IKnife-快速蒸发离子化质谱技术对低脂鱼类南极犬牙鱼的肌肉组织进行脂质组学轮廓检测,并通过响应面分析优化系统参数。结果表明,最优参数为输出功率25 W、切割速率0.50 mm/s、切割长度1.0 cm。在最佳实验条件下共检出脂肪酸离子17种,其中信号响应强度最大为m/z 327.23,相对含量达到了17.81%,经鉴定为脂肪酸(fatty acid,FA),结构为FA 22∶6,其次分别为m/z 255.23(FA 16∶0,9.81%)和m/z 281.25(FA 18∶1,9.09%);检出磷脂离子10种,质量范围为m/z 736.49~909.55,信号最强离子峰m/z 885.55经鉴定为磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol,PI)离子[PI 38∶4-H]-,相对丰度达到了19.30%,其次为磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)离子m/z 790.54([PE 40∶6-H]-,15.24%)。方法验证结果显示,目标离子的信噪比为35.4~95.3,偏差为4.17×10-6~9.78×10-6,日内精密度相对标准偏差为3.7%~5.6%,日间精密度相对标准偏差为5.9%~7.3%。本实验方法灵敏度和分辨率高、检测速度快、结果稳定,为脂质组学研究和鱼类生物信息检测提供了新的技术手段。

基于iKnife智能手术刀质谱技术金枪鱼内脏脂质组学研究

本研究利用iKnife智能手术刀质谱建立了一种金枪鱼内脏组织脂质组学检测新技术,用于对金枪鱼内脏营养价值进行深入研究。iKnife智能手术刀切割组织样品产生含有大量含磷脂离子的气溶胶,经专门的质谱接口装置直接引入质谱进行实时检测。结果显示,金枪鱼内脏中共鉴定出磷脂离子峰41种,质量范围m/z 699.5~911.6,其中信号最强离子峰m/z 790.5经鉴定为[PE 40:6-H]^-(相对丰度10.03%),其次为m/z 745.5([PA 40:7-H]^-,相对丰度9.02%)。该方法选择性强、精密度高、灵敏度好。本研究结果为质谱相关技术发展提供了参考,为金枪鱼副产物中脂质检测与综合利用提供了依据。

实时质谱新技术分析南极磷虾油的脂质组学轮廓

快速蒸发离子化质谱(REIMS)是近几年发展的一种无需任何样品前处理的新型原位电离质谱。基于REIMS建立南极磷虾油脂质组学轮廓的实时检测方法。将南极磷虾冷冻干燥后采用95%乙醇提取虾油,通过加热探头(500℃)离子化,形成气溶胶由文丘里泵氮气(2 bar)驱动并引入质谱,与端口处内设铬铝钴耐热钢A1灯丝(1.1Ω,3 V)碰撞发生二次电离。以丙二醇/亮氨酸脑啡肽混合物为辅助溶剂,经针泵注射进样器以0.1 mL/min的流量引入端口,用于清洗杂质,提高信号强度,锁定质量校正。结果显示,南极磷虾脂质分子离子峰主要出现在m/z 200~900区域范围内,并由脂肪酸和磷脂2个明显的峰簇组成。经结构鉴定和相对含量测定,共计20种脂肪酸和26种磷脂分子被检出,其中EPA(m/z 301,21.59%)和DHA(m/z 327,14.44%)为主要脂肪酸离子;[PG 36:7-H]-(m/z 763,11.67%)和[PC O-38:3-choline]-/[PE O-38:3-NH3]-(m/z 737,11.46%)为主要磷脂离子。经方法学验证,该REIMS高通量实时检测方法灵敏度和精密度均能满足南极磷虾油中脂肪酸和磷脂的脂质组学轮廓分析测试要求。REIMS法实时检测南极磷虾油脂质组学轮廓具有快速、高效的优点,相关数据能为质谱工作者提供理论基础,为海洋功能食品企业和部门提供相关依据和参考。

南美白对虾空气油炸过程中脂质组学快检技术研究

为实时监测南美白对虾在空气油炸过程中脂质组学轮廓变化,本研究采用iKnife-REIMS联用技术、主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)探究了不同空气油炸温度(140、170、200℃,10 min)对南美白对虾肌肉组织脂质组成的影响。结果表明,经结构鉴定和相对含量测定,南美白对虾样品中共检出10种脂肪酸与31种磷脂分子,其中,亚油酸(m/z 279,21.88%)、EPA(m/z 301,16.59%)与DHA(m/z 327,15.14%)为主要脂肪酸离子;[PE 36:1-H]^-(m/z 744,20.16%)与[PE 38:5-H]-/[PC O-36:5-H]-(m/z 764,15.92%)为主要磷脂离子。随着油炸温度的升高,油炸南美白对虾中饱和脂肪酸与甘油磷脂酸(PA)分子的相对含量呈上升趋势,而不饱和脂肪酸、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰胆碱(PC)与磷脂酰肌醇(PI)分子的相对含量不断减少。通过共享与特有化合物结构分析图(SUS-plot)确定了6个潜在标记物(m/z 277、m/z 770、m/z 810、m/z 818、m/z 844及m/z 836),可用于空气油炸样品的实时鉴别。经方法学验证,该iKnife-REIMS联用实时检测方法的灵敏度和精密度均可满足空气油炸过程中南美白对虾脂肪酸和磷脂的脂质组学轮廓分析测试要求。本研究结果为食品加工过程中脂质组学变化研究提供了新的检测技术手段。

基于IKnife-REIMS技术对地理标志保护产品习水麻羊产地溯源的研究

本研究建立了一种采用快速蒸发电离质谱技术(REIMS)连接高分辨质谱快速鉴定习水麻羊的方法。通过对不同产地羊肉样品的实地收集、仪器采集参数优化(电压设定为40 V,长度2 cm,切口深度0.5 cm,切割时间2~3 s)和模型建立,得到一个实时溯源习水麻羊的检测方法。用主成分分析、偏最小二乘法判别分析建立模型,选取变量权重值(VIP)>1、方差分析非参数检验P值≤0.05条件下的标记化合物建立鉴定成分得分图、Loadings图和丰度图,找出差异大的特征标记物。结果表明:该模型有着良好的聚类分离效果,能区别于其它分组,方法识别准确率为97.32%。通过LIPID MAPS数据库鉴定出一些差异较大的特征化合物,例如鞘氨醇、磷脂酰肌醇、十七碳二烯酸、二十碳二烯酸和琥珀酸等。本实验方法不需要前处理,检测时间短、识别率高、结果稳定,为习水麻羊的产地溯源提供了新的鉴别思路。

乙醚汽化吸热的实验

演示液体汽化吸热的实验方法很多,其效果并不相同。现把我们在教学实践中直观效果较好的“乙醚汽化吸热实验”介绍给大家,供参考使用。