“酪”味·新“闻”丨原位质谱鼻·新嗅觉

2023-07-21 13:58:26, 华质君 华质泰科生物技术(北京)有限公司


臭味往往来自挥发性成分,粪臭素便是典型的一种。


当稀释到极低的浓度时,它会变成淡淡的茉莉花香,不但能配制香水,还可用作食物香精。华质君不禁发出灵魂拷问:难道香的极致为 … … 臭?!


在食品化学中“风味”一词,涵盖了所有。


感官评价(茶叶分级、香水还原、酒酿勾兑)常仰赖世传专家完成,主观因素高企,客观指标短缺。


常规气味表征法大多依赖标准品建模,常仅限于少数已知小分子,对整体风味的表征描述功用有限。


10种威士忌经不同前处理流程的 PCA 主成分分析图;人为前处理越多,威士忌差异越小。前处理因其不(广)为人知的某些选择性,部分化学信息丢失。


在线软电离质谱鼻,SICRIT-MS,无需前处理,以样品原形嗅闻,最大限度保留原始化学信息。此方案可兼容呼吸袋、抽烟机、高通量液体自动进样器、热脱附装置、气相色谱、裂解色谱、和呼吸管,具极强的广谱电离能力,从非极性到极性(从如 PAHs 多环芳烃或烷烃,到酸类)。


在线软电离质谱鼻,SICRIT-MS 直接嗅闻演示


01

香气1秒鉴定

待测样品(咖啡豆、红酒、香水等)直接置放在质谱鼻前端,秒间获得上千种香味物质信息(表1. 咖啡豆香气物质鉴定)


咖啡香气组成复杂,业已证明超千种化学成分与咖啡风味相关,这些成分包括羰基、硫脂环族、芳环和杂环化合物。软电离质谱鼻 SICRIT-MS 可直接在线监测各种挥发性有机物,超敏分析香型、烘焙实时监测、产品兑制、产地溯源、储运包材选择等。


下一波热门应用领域将为烟酒糖茶、葱姜蒜酱、撸串涮肉、酸甜苦辣、名优特产和舌尖上的烹饪,以及肠道菌群、口香(臭)与健康疾病诊疗大数据流调。


02

闻气辩真伪/名优地产鉴定



在线软电离质谱鼻 SICRIT-MS 分析气体性能优异,无歧视、快速广谱、软电离。无需任何前处理,直接嗅闻快速辨别两种奶酪,构建香气模型。


农科院近期发表了基于 SICRIT-HRMS 高分辨质谱鼻果汁分析报告,快速累积大数据,实时助力和聚焦生产工艺和农产品质。


绿线为非加热橙汁模型,红点为巴氏灭菌橙汁。


03

发酵、烘焙及炮制程的连续无间歇监控

在线软电离质谱鼻 SICRIT-MS 无需流动相或载气,全天候连续自动化嗅闻或采样,数据采集时间短速度快(秒级),不再担心样品发酵或分解、或常规色质联用因断续采样(十几或几十分钟以上)频次不够而错失关键数据的问题。


通过连续监测特征气味分子与温度、时间、搅拌等因素的关系,能掌握定向发酵的秘密。比如坚果香分子在100℃条件下烘焙2小时后的浓度最高,依此调控烘焙条件,将咖啡豆烘焙出绵厚的坚果香味。

 

香味物质与生产条件(温度、时间、搅拌等)关联性,定向制取香型风味。


类似研究:中药炮制、白酒发酵、生物合成、反应监测等


04

呼气医学诊断/口腔气味分型

在线软电离质谱鼻 SICRIT-MS 呼气监测


呼气分析关注挥发性有机(VOC)标志物的识别和量化,用于无创性医学诊断、疾病标志物和药物代谢研究,应用于哮喘、慢肺阻(COPD)、肺癌等疾病诊疗。


病患口气味道特殊,如糖尿病患者的呼气似有烂苹果的味道;非呼吸道或消化道疾病患者与健康人的呼气有明显差异。Chemical Review 杂志最近的述评认为,在线软电离质谱鼻 SICRIT-MS 作为呼气分析的新型高科技装备,聚焦呼气疾病筛查,将成主流。(Zenobi, et al. Chem. Rev. 2020)


一些药物尤其是麻醉剂代谢物也可在呼吸气中监测到,且与血药浓度存有一定相关性。


呼气中 VOC 的检测不仅限于医学诊断,还可以辅助食品关键信息获取。


食物加工的最后一步发生在我们的口腔中。口腔湿润的微生物环境很难在体外模拟,因此,“余味”、“回甘”仍是秘密。通过呼气的连续监测,我们就可边咀嚼火腿、面包口香糖,边在线软电离“口气”次生分子,原位分析实时监控口腔发酵和生物合成反应。


原位高分辨质谱鼻 SICRIT-HRMS 对呼气进行实时监测:

  • 宽极性覆盖软电离

  • 分子离子无加合物

  • 在线高敏达 ppt 级

  • 高分辨率高质量准度

  • 即插即用,分秒启停

 

在线软电离质谱鼻 SICRIT-MS 谱图中丙酮、尿素、吡啶、氨基酸等潜在标志物


上图显示一次呼气的指纹谱,重现性优异。丙酮是呼气中被引用最多的生物标志物之一,它是引起口臭的常见分子,也是糖尿病酮症酸中毒的主要指标。


另一些极具代表性的醛类及氨基酸,与多种疾病代谢诊断正相关。


质谱鼻为非侵入性技术,对疾病生物标志物发现和验证潜力巨大。


相关研究:口腔气味、疾病筛查、药物代谢、临床监测


05

战场“军犬鼻”


化学战剂(CWA)的非法使用威胁巨大,如在叙利亚冲突中化学武器的使用造成了巨大的生命伤亡。各级实验室有必要通过质谱鼻(织谱鼻®)组建累积大数据模型以应对未来日趋严峻的化学和生化威胁。

 


在线软电离质谱鼻 SICRIT-MS 在1s内直接检测化武气体分子,高敏全天候应对威胁。

  • 更灵敏(检出限低至ng/m3

  • 二级谱或高分辨高质量准度

  • 软电离、无加合、易识别

  • 绿色无耗、无须溶剂载气

  • 广谱全极性范围无歧视监控




爆炸物探测在国土安全和反恐防护至关重要。常见的炸药分子或低温和环氧炸药等难检炸药分子都能被 SICRIT-MS 质谱鼻离子化。该技术将广泛用于机场、车站、场馆、集会等安检。


06

大气污染实时(走航)监测

大气污染颗粒物来源广泛,成分复杂,所形成的气溶胶中含许多有害物质,能黏附病原微生物传播疾病。


过往,适于在线表征气溶胶的质谱仪繁杂笨拙成本高企。德国慕尼黑工业大学 Christoph Haisch 教授提出一种新型、简单且成本低廉的气溶胶分析系统 HELIOS/SICRIT-MS 法,用于在线高敏表征颗粒挥发物及其化学组成。


  

HELIOS/SICRIT-MS 系统经济、高效、高敏、准确,可用于实时在线监测汽车及摩托车尾气中的烷烃、烯烃、苯等有害产物,对车企和环保部门进行空气质量监测具高度实用价值。


07

高配版“软气质”联用


传统气质 GC-MS 为电子轰击 EI 源,分子离子的碎裂过度,且易发生非特异性裂解,既看不到分子离子,定性困难,定量灵敏度也低。


偶联气相的软电离质谱鼻,GC-SICRIT-MS,分子离子完整保存,定量定性的灵敏度更高、准确度更优。如对几种对称性分子农药(液质和气质难以电离)和滥用药物分析检测限(LOD)低至10 pg/mL(10ppt)。




几种对称分子农残(传统液质和气质难以电离)定量标准曲线和线性范围30-30,000 pg/mL (ppt),R2≥0.99,RSD%≤5%。


拓展阅读:

氛味 | SICRIT 原位源 Q&A 第1期


访谈丨质谱鼻 SICRIT 通过呼气侦测新冠


干货丨一“呼”一“吸”,“质谱鼻”高敏示踪!


身在“氟”中不知“氟”丨全氟化合物的悄然渗透



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