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。

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。

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。

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。

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。

机器学习算法在不同形态浙贝母与湖北贝母的干法REIMS指纹图谱鉴别分析中的应用研究

目的:使用快速蒸发离子化质谱(REIMS)指纹图谱与机器学习相关技术对不同形态的浙贝母和湖北贝母进行预测和判别。方法:通过干法灼烧使样品组分形成气溶胶,引入REIMS中,质谱扫描范围m/z 50~1 200,扫描模式为灵敏模式,扫描时间为0.2 s。正离子模式采集,数据记录为continuum模式,测得样品的REIMS指纹图谱数据。通过对数据进行聚类分析、相关性分析、相似度分析、主成分分析,得到数据分布的基本情况,最后建立逻辑回归模型,模型惩罚项参数选择岭回归(l2),优化算法选择拟牛顿法(lbfgs)。结果:测得样品的REIMS指纹图谱具有品种差异的特征性,逻辑回归模型交叉验证和测试集验证准确率均达到1.0,可以准确预测和判别样品的品种。结论:REIMS技术结合机器学习在中药领域的潜在应用前景十分广阔。

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。

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。