基于快速蒸发电离质谱技术鉴别沙棘产地和/或品种的方法技术

本发明专利技术公开了基于快速蒸发电离质谱技术鉴别沙棘产地和/或品种的方法。该方法主要包括：使用iKnife电刀切入沙棘样品内部，形成气溶胶，将气溶胶引入质谱仪由质量分析器检测，获得沙棘质谱原始数据；将质谱原始数据经Live ID软件进行峰匹配、滤噪、中心化、质量校准和归一化处理，得到沙棘样品的质谱指纹图谱数据；再将所有沙棘样品的质谱指纹图谱数据导入数据统计Live ID软件，采用主成分分析结合线性判别分析方法，构建不同品种和/或不同产地的沙棘统计模型，并用于快速鉴定待检样本的品种来源和/或产地来源。本发明专利技术检测速度快、灵敏度和分辨率高，为沙棘果实的产地和种类鉴定提供了新的检测手段。

Identification of seabuckthorn origin and / or variety based on rapid evaporative ionization mass spectrometry

The invention discloses a method for identifying Seabuckthorn origin and / or variety based on the rapid evaporation ionization mass spectrometry technology. This method mainly includes: using iknife electric knife to cut into Seabuckthorn samples to form aerosols, introducing aerosols into the mass spectrometer for detection by the quality analyzer, obtaining the original data of seabuckthorn mass spectrometry; using Live ID software to carry out peak matching, noise filtering, centralization, quality calibration and normalization processing to obtain the fingerprint data of seabuckthorn samples; then all Seabuckthorn samples are processed The mass spectrum fingerprint data of samples are imported into Live ID software for data statistics, and the statistical model of Hippophae rhamnoides of different varieties and / or different habitats is constructed by principal component analysis combined with linear discriminant analysis, which is used to quickly identify the variety source and / or origin source of samples to be tested. The invention has the advantages of fast detection speed, high sensitivity and resolution, and provides a new detection method for the origin and species identification of seabuckthorn fruit.

【技术实现步骤摘要】
基于快速蒸发电离质谱技术鉴别沙棘产地和/或品种的方法
本专利技术属于分析检测领域。更具体地，涉及一种基于快速蒸发电离质谱(REIMS)技术获取沙棘质谱指纹图谱及鉴别沙棘产地和/或品种的方法。
技术介绍
沙棘是一种药食同源的植物，为多年生落叶灌木或小乔木，是一种喜光、耐水、耐旱、生长性极好的小浆果植物，其果实多为橘黄色或橘红色，果实近圆球形或椭圆形，直径约5-10mm。沙棘果中包含β-胡萝卜素、不饱和脂肪酸、氨基酸、黄酮类、维生素、微量元素等多种成分，能够降低人体内胆固醇，预防动脉粥样硬化。目前我国山西、陕西、内蒙古、河北、甘肃、宁夏、辽宁、青海、四川、云南、贵州、新疆、西藏等19个省和自治区都有分布和种植，全国沙棘面积达4000万亩，种植面积占全球近95％以上，生态效益非常突出。目前我国各地种植的沙棘在品种上有较大差别，如新疆和东北地区的沙棘主要是大果沙棘，这些沙棘是以俄罗斯和蒙古国品种为母本，中国沙棘为父本，通过人工杂交，在其子代群体中选育出的生态适应性好、果实产量较高的生态经济型杂交品系，山西、陕西、四川、云南、西藏等地的沙棘主要还是中国沙棘。沙棘中含有丰富的维生素C、β-胡萝卜素、有机酸和黄酮类物质等对人体有益的成分。研究表明，不同品种和产地的沙棘在有效成分上具有较大差异，Yang等(YangBR,KallioH,三个沙棘亚种果实中的生物活性成分分析,国际沙棘研究与开发，2005,3(1):1-4)比较了来自中国、芬兰、俄罗斯的3个沙棘亚种中一系列亲水性与亲脂性的生物活性成分的含量与组成，发现不同沙棘亚种中维生素C、黄酮、棕榈油酸、生育酚、甾醇等特征成分均存在差异。杨岚等(杨岚，杨玲，李邦耀，李海明，杨宁宁，包慧，靳磊，宁夏不同产地沙棘黄酮类物质含量及抗氧化活性的研究，安徽农学通报，2018，24(14)：22-24,31)比较了宁夏不同产地沙棘黄酮类物质含量，结果表明，不同产地沙棘叶片中黄酮含量差异显著。张元元等(张元元，吕珊，陈梦杰，沙棘酚类特征成分含量测定及其特征图谱质量表征关联分析研究,北京中医药大学学报,2018,41(5):383-394)对11批次的沙棘药材中的酚类特征成分进行含量测定，发现不同产地的沙棘中有效成分存在较大差异。Ma等(MaXY,OLaaksonen,ZhengJ,YangW,TrépanierM,KallioH,YangBR,Flavonolglycosidesinberriesoftwomajorsubspeciesofseabuckthorn(rhamnoidesL.)andinfluenceofgrowthsites.FoodChemistry,2016,200:189-198)对中国四川、芬兰、加拿大等地的沙棘进行了鉴定和量化，发现沙棘中黄酮以异鼠李素和槲皮素为主要配基，共发现26种黄酮醇苷类化合物。Pop等(PopRM,SocaciuC,PinteaA,BuzoianuAD,SandersMG,GruppenH,VinckenJ-P,UHPLC/PDA–ESI/MSAnalysisoftheMainBerryandLeafFlavonolGlycosidesfromDifferentCarpathianrhamnoidesL.Varieties.Phytochem.Anal.2013,24:484-492)对6种沙棘中的黄酮成分进行定量和主成分分析，认为黄酮醇衍生物是区别不同品种的生物标志物，特别是识别浆果和叶子的成分。上述分析技术大多需要对沙棘中的主要成分进行提取、分离、鉴定，再进行定量比较，样品前处理步骤比较复杂，分析过程较长。近年来，原位电离技术逐渐成为质谱研究领域的热点。快速蒸发电离质谱技术(REIMS)是一种无须制备或液相色谱分离的新型原位电离质谱技术，其原理是利用带电的智能刀(iKinfe)切割组织样品，使组织样品产生气溶胶，将产生的气溶胶导入质谱离子源并离子化，从而进入质谱进行分析。该技术最初被应用于医学领域，用来快速分析被解剖的组织样本，作为癌症的诊断技术，近年来，也被用于食品分析领域，分析的样本主要是动物组织样本，如猪肉、鱼肉、牛肉的产地来源。该方法的优点一是不再需要繁杂的样品制备和耗时的色谱分离，分析速度非常快，一次数据采集过程仅需要3-5s时间，大大缩短样品分析周期，二是与以往的原位分析技术比较，该技术通过iKinfe切入样品内部，使样品内部和表皮的化合物同时被加热形成气溶胶，可同时获取样品内部及表皮的质谱信息，所获取的质谱信息更为全面。由于水果样本水分含量较大，不易产生气溶胶，因此，还未见将该技术应用于水果样本的分析报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于快速蒸发电离质谱(REIMS)技术获取沙棘质谱指纹图谱及鉴别沙棘产地和/或品种的方法。该方法采用智能刀切入沙棘样品内部，形成气溶胶，利用快速蒸发电离的方式，使气溶胶中的待分析物离子化，并进入质谱系统进行检测，进一步通过飞行时间质谱在高分辨率的条件下采集质谱数据，获得果实的质谱指纹图谱，通过对质谱指纹图谱进行统计分析，达到分辨沙棘果实产地和品种的目的。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种基于快速蒸发电离质谱技术鉴别沙棘产地和/或品种的方法，该方法包括如下步骤：(1)将沙棘鲜果样品放置于可导电的锡箔纸上，使用iKnife电刀切入沙棘样品内部，形成气溶胶，所述气溶胶由Venturi泵氮气驱动，经PTFE管引入质谱端口后采用正交方式与辅助溶剂混合形成喷雾，喷雾中的小微粒与1.1Ω、3V、500℃的KanthalA1灯丝碰撞，使小微粒中的分子离子化，待测离子进入质谱仪由质量分析器检测；质谱仪扫描时间为1秒，扫描范围为m/z50-1200；以负电离模式收集数据，获得沙棘质谱原始数据；(2)根据步骤(1)对不同产地和/或品种的沙棘果实进行分析，每一种样品重复分析十次，获得每次分析的质谱原始数据；(3)将所有样品的质谱原始数据经LiveID软件进行峰匹配、滤噪、中心化、质量校准和归一化处理，得到相对含量为5％以上的离子峰的质荷比和峰面积信息，获得所有沙棘样品的质谱指纹图谱数据；(4)将所有沙棘样品的质谱指纹图谱数据导入数据统计LiveID软件，采用主成分分析(Principalcomponentanalysis,PCA)结合线性判别分析(Lineardiscriminateanalysis,LDA)方法，按照样品的品种属性和产地属性不同，对已知样本的品种和/或产地进行定义，构建不同品种和/或不同产地的沙棘统计模型；(5)利用不同品种和/或不同产地的沙棘统计模型，将待检样本的质谱指纹图谱数据与沙棘统计模型进行比对，快速鉴定待检样本的品种来源和/或产地来源。可选的，上述方法中，步骤(1)中，所述iKnife电刀的工作电压为30-60V，所述iKnife电刀切割沙棘表面的切割长度为0.3-0.5cm，切割深度为1-3mm，持续时间为3-5秒，每次切割的总离子流强度应不低于1×10-7counts。在本专利技术的一个具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于快速蒸发电离质谱技术鉴别沙棘产地和/或品种的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n(1)将沙棘鲜果样品放置于可导电的锡箔纸上，使用iKnife电刀切入沙棘样品内部，形成气溶胶，所述气溶胶由Venturi泵氮气驱动，经PTFE管引入质谱端口后采用正交方式与辅助溶剂混合形成喷雾，喷雾中的小微粒与1.1Ω、3V、500℃的KanthalA1灯丝碰撞，使小微粒中的分子离子化，待测离子进入质谱仪由质量分析器检测；质谱仪扫描时间为1秒，扫描范围为m/z50-1200；以负电离模式收集数据，获得沙棘质谱原始数据；/n(2)根据步骤(1)对不同产地和/或品种的沙棘果实进行分析，每一种样品重复分析十次，获得每次分析的质谱原始数据；/n(3)将所有样品的质谱原始数据经Live ID软件进行峰匹配、滤噪、中心化、质量校准和归一化处理，得到相对含量为5％以上的离子峰的质荷比和峰面积信息，获得所有沙棘样品的质谱指纹图谱数据；/n(4)将所有沙棘样品的质谱指纹图谱数据导入数据统计LiveID软件，采用主成分分析结合线性判别分析方法，按照样品的品种属性和产地属性不同，对已知样本的品种和/或产地进行定义，构建不同品种和/或不同产地的沙棘统计模型；/n(5)利用不同品种和/或不同产地的沙棘统计模型，将待检样本的质谱指纹图谱数据与沙棘统计模型进行比对，快速鉴定待检样本的品种来源和/或产地来源。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于快速蒸发电离质谱技术鉴别沙棘产地和/或品种的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)将沙棘鲜果样品放置于可导电的锡箔纸上，使用iKnife电刀切入沙棘样品内部，形成气溶胶，所述气溶胶由Venturi泵氮气驱动，经PTFE管引入质谱端口后采用正交方式与辅助溶剂混合形成喷雾，喷雾中的小微粒与1.1Ω、3V、500℃的KanthalA1灯丝碰撞，使小微粒中的分子离子化，待测离子进入质谱仪由质量分析器检测；质谱仪扫描时间为1秒，扫描范围为m/z50-1200；以负电离模式收集数据，获得沙棘质谱原始数据；
(2)根据步骤(1)对不同产地和/或品种的沙棘果实进行分析，每一种样品重复分析十次，获得每次分析的质谱原始数据；
(3)将所有样品的质谱原始数据经LiveID软件进行峰匹配、滤噪、中心化、质量校准和归一化处理，得到相对含量为5％以上的离子峰的质荷比和峰面积信息，获得所有沙棘样品的质谱指纹图谱数据；
(4)将所有沙棘样品的质谱指纹图谱数据导入数据统计LiveID软件，采用主成分分析结合线性判别分析方法，按照样品的品种属性和产地属性不同，对已知样本的品种和/或产地进行定义，构建不同品种和/或不同产地的沙棘统计模型；
(5)利用不同品种和/或不同产地的沙棘统计模型，将待检样本的质谱指纹图谱数据与沙棘统计模型进行比对，快速鉴定待检样本的品种来源和/或产地来源。

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【专利技术属性】
技术研发人员：严华，张朝晖，崔凤云，别玮，梁娜娜，韩深，冯鑫，齐鹤鸣，甄皓琮，
申请(专利权)人：北京出入境检验检疫局检验检疫技术中心，
类型：发明
国别省市：北京;11