1.3.3 气质联用技术
(1) 气质联用技术的特点与应用
近年来,色谱-质谱联用仪对分析检测数据信息的处理应用,很大地促进了风化学成分研究技术的发展。利用色谱-质谱联用仪,不再需要标样,直接根据标准谱图的资料信息对比分析,即可对待测物质成分进行定性测定,是一种十分快速准确的分析仪器,在成分分析鉴定中是目前应用最广泛、最权威的分析仪器之一。色谱-质谱联用仪是将色谱技术对复杂化合物的高分离能力与质谱技术所具有的独特的灵敏度、选择性、分子量及结构信息结合于一体,因而其具有广泛的分析应用领域[13]。由气相色谱仪和高分解能质谱仪两部分仪器连结组成的气质联用仪,能决定分离出的各种成分的分子式,气质联用的分析方法已被广泛应用于各类食品中风物质成分的分析中进行定量定性及成分比较对比的检测分析。
(2) 气相色谱-质谱联用仪分析样品中有机化合物的原理[14]
将一个混合物样品首先注入到气相色谱仪的进样口,然后会在色谱柱中进行分离,接着每种组份会以各自不同的保留时间离开色谱柱的出口,后经分子分离器除去其载气,使得只有组份分子进入离子源。在离子源经电离后,分子离子和碎片离子会被聚焦成离子束送入到四极滤质器中,选择适宜的滤质器电场参数,即可使具有不同质荷比的离子顺序地一一穿过滤质器,接着会被二次电子倍增器接收并放大,就形成了质谱,即横坐标是质荷比,纵坐标是离子流强度的图形,据此可对该化合物进行定性分析。另外,在化合物流出色谱柱的期间,将重复扫描的质谱中的各个m/e的离子进行相加,即可构成样品的总离子流色谱(TIC)图,据此,可对分离的各种化合物进行定量分析。仪器的整个工作分析过程都是在真空条件下进行的,而研究人员利用接连的微型计算机控制着仪器的运行、调整、数据采集与处理。
1.3.4电子鼻技术
国内对电子鼻技术即人工智能嗅觉技术的研究始于20世纪90年代初,它与普通化学分析仪器(如色谱仪、光谱仪、毛细管电泳仪)不同的是,得到的不是被测样品中某种或某几种成分的定性或定量的结果,而是样品中挥发性成分的整体信息,也称“指纹信息”[15],它模拟人的鼻子“闻到”的是目标总体气息,它不仅可以根据各种不同的气测到不同的信号,而且可以将这些信号与经训练后建立的数据库中的信号加以比较,进行判断识别,因而具有类似鼻子的功能。1994年,J.W.Gardner[16]等人给电子鼻下作了如下定义:“电子鼻是一种由一定选择性的电化学传感器阵列和适当的识别装置组成的仪器,能识别简单和复杂的气”。
电子鼻技术已广泛地应用到食品、医药、化妆品、化工、环境监测等行业。国外对电子鼻的研究比较活跃,尤其是在食品行业中的应用,例如酒类、烟草、饮料、肉类、奶类、茶叶等具有挥发性气的食品的识别和分类,主要是为其进行等级划分和新鲜度的判断[17,18]。
1.3.4.1 电子鼻的构成及检测原理
电子鼻是由传感器阵列、接口电路和模式识别软件系统三个主要部分构成的(如图1-1),根据所测物质的不同可以适当改进。其工作的机理是:利用挥发性化合物与传感器活性材料表面接触时,会发生瞬时响应(发生了一系列的物理化学变化),这种响应通过接口电路将电压信号转化为数字信号,被计算机记录并传送到信号处理单元进行分析,与数据库中已存有的大量挥发性化合物的信息进行比较、鉴别,来确定气体的类型,从而鉴别出相应的物质来。
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