本发明专利技术一种集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置及方法，第一单向变量液压泵与超纯水、甲醇、甲酸溶液、甲酸的甲醇溶液连通，第三单向变量液压泵与待检液连通，第一、三、二单向变量液压泵连通，转盘在步进电机输出轴，固相微萃取柱沿转盘圆周均布，第四单向变量液压泵连通原位质谱。先对掺牛乳混合物萃取、孵育、离心、过滤；步进电机带动转盘转动，第三单向变量液压泵抽取待检样流入固相微萃取柱，第一单向变量液压泵抽取超纯水、甲醇、甲酸水溶液、甲酸的甲醇溶液流入固相微萃取柱，进原位质谱采集；用全空间图谱优化支持向量机模型，将样品全空间图谱用支持向量机模型进行决定系数评价，牛乳浓度决定系数最大值对应浓度为样品掺假浓度。样品掺假浓度。样品掺假浓度。
【技术实现步骤摘要】
一种集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置及方法
[0001]本专利技术涉及羊乳掺假检测领域，具体涉及一种集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置及方法。
技术介绍
[0002]随着乳制品产业规模扩张及供应链发展，羊乳掺假现象日益凸显，手段日趋复杂、隐蔽。掺假手段已从稀释勾兑的简单手段转向利用科学技术的去真存伪的形式。因经济利益驱使，市场上在羊乳中掺入低价值牛乳的现象常有发生。由于有消费者存在牛乳蛋白过敏，则羊乳中掺入牛乳会影响消费者身体健康。
[0003]在过去的报道中，采用多种理化方法分析羊乳掺假，但存在样品前处理繁杂费时、检测人员直接接触有毒试剂、某些靶向成分流失等缺陷，而且样品前处理方式的操作差异也会导致分析结果的准确性。荧光光谱、近红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱等多种技术被用于羊乳掺假鉴别研究，但存在响应值不稳定、吸收峰重叠严重、检测限高等问题。针对当前的羊乳掺假现状，亟待建立出一种新的羊乳掺假检测评估方法。
[0004]目前用于羊乳掺假质谱检测的前处理方法较多，包括液液萃取法、超声提取法、加速溶剂萃取法、固相微萃取法等，其中液液萃取法花费时间较长，效率较低，且检测人员直接接触较多有毒有机试剂。超声提取或加速溶剂萃取过程中容易造成某些敏感性靶向化合物损失，降低提取效率。而固相微萃取方法可在很大程度保留样品的全代谢指纹图谱信息，但一般通过手动来完成提取净化，从而延长了分析时间长且重复性差。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置及方法，基于不同品类羊乳代谢全空间图谱差异显著的原理，采集不同品类羊乳的全空间图谱，可以快速准确鉴别羊乳中不同品类掺假比例。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置，包括固相微萃取柱、转盘、步进电机、原位质谱、第一单向变量液压泵、第二单向变量液压泵、第三单向变量液压泵和第四单向变量液压泵；
[0008]所述第一单向变量液压泵的入口均与装有超纯水的第一容器、装有甲醇的第二容器、装有体积分数为0.1％的甲酸水溶液的第三容器和装有甲酸体积分数为0.1％的甲酸和甲醇混合溶液的第四容器连通，第三单向变量液压泵入口均与若干个装有待检样液的第五容器连通，第一单向变量液压泵和第三单向变量液压泵的出口均与第二单向变量液压泵入口连通，步进电机固定在转塔式自动固相萃取器的底部中心，转塔式自动固相萃取器中设置有若干个固相微萃取柱和转盘，步进电机输出轴竖直朝上设置，转盘的中心固定套设在步进电机的输出轴上，若干个固相微萃取柱沿转盘的圆周方向均匀分布，所有的固相微萃取柱垂直固定在转盘中；
[0009]所述转塔式自动固相萃取器的顶部和底部均设置有一个通孔，每个固相微萃取柱的上部和下部均设置有与转塔式自动固相萃取器内壁接触的导流管，第二单向变量液压泵的出口与转塔式自动固相萃取器顶部的通孔连通，第四单向变量液压泵的入口与转塔式自动固相萃取器底部的通孔连通，第四单向变量液压泵出口的一端连接有废液收集瓶，另一端与原位质谱的进样口连通。
[0010]优选的，所述转塔式自动固相萃取器为一个金属箱体，转塔式自动固相萃取器底部的通孔与其中一个固相微萃取柱下部的导流管位置相对应，转塔式自动固相萃取器顶部的通孔与同一个固相微萃取柱上部的导流管位置相对应。
[0011]优选的，所述的固相微萃取柱均为HLB固相微萃取柱。
[0012]优选的，所述步进电机的输出轴与转盘之间通过轴承连接。
[0013]优选的，所述的原位质谱为Q
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Orbitrap质谱仪。
[0014]一种集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测方法，基于上述任意一项所述的集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置，包括如下步骤：
[0015]步骤1，将若干份生牛乳分别和生羊乳进行混合，得到总质量均相同的若干份混合物，若干份混合物中生牛乳的质量分数依次增大且质量分数数值涵盖市面上的牛乳掺杂羊乳量，在这些混合物和生羊乳中均加入萃取液超声混匀，生羊乳与其中一份混合物的体积相同，所述萃取液为体积比为2:2:1的甲醇、乙腈和去离子水混合液，得到对应的混合体系，将对应的混合体系均在
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90～70℃下孵育，之后离心收集上清液，最后过滤上清液，得到对应的待检样液，将这些待检样液分别装在对应的容器中，得到一系列装有待检样液的第五容器；
[0016]步骤2，启动步进电机，步进电机带动转盘转动，转塔式自动固相萃取器底部的通孔与其中一个固相微萃取柱下部的导流管位置相对应，转塔式自动固相萃取器顶部的通孔与同一个固相微萃取柱上部的导流管位置相对应，第三单向变量液压泵抽取一份待检样液至第二单向变量液压泵中，启动第二单向变量液压泵，所述的待检样液通过转塔式自动固相萃取器顶部的通孔和固相微萃取柱上部的导流管流入固相微萃取柱中，第一单向变量液压泵抽取超纯水通过第二单向变量液压泵、转塔式自动固相萃取器顶部的通孔和固相微萃取柱上部的导流管流入固相微萃取柱中，超纯水对待检样液进行活化，第一单向变量液压泵再抽取甲醇，通过与超纯水相同的路径流入固相微萃取柱中，甲醇再对待检样液进行活化；
[0017]步骤3，第一单向变量液压泵抽取体积分数为0.1％的甲酸水溶液通过与超纯水相同的路径流入固相微萃取柱中，对活化后的待检样液进行淋洗；
[0018]步骤4，第一单向变量液压泵抽取甲酸体积分数为0.1％的甲酸和甲醇混合溶液通过与超纯水相同的路径流入固相微萃取柱中，对淋洗后的待检样液进行洗脱，之后进入原位质谱进行全空间图谱信息的采集；
[0019]步骤5，按照步骤2～步骤4的过程，分别重复对步骤1中其余的待检样液进行处理，结合步骤4得到的全空间图谱信息，得到步骤1所述所有待检样液形成的全空间图谱；
[0020]步骤6，基于Kennard
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Stone算法，将步骤5所述的全空间图谱分为训练集数据和验证集数据，先将训练集数据进行降维处理，得到降维后的图谱信息，用降维后的图谱信息训练支持向量机模型，之后采用粒子群寻优算法并结合验证集数据对训练后的支持向量机模
型进行优化，得到优化后的支持向量机模型；
[0021]步骤7，将待检测的羊乳样品按照步骤1～5中处理生羊乳的过程进行处理，得到待分析的全空间图谱，将待分析的全空间图谱利用优化后的支持向量机模型进行决定系数评价，得到与步骤1每个待检样液中生牛乳质量分数的决定系数，这些决定系数中的最大值为待检测的羊乳样品掺假质量分数。
[0022]优选的，步骤1中所述混合物、生羊乳与萃取液的体积比均为(10～15)：(30～40)，对应的混合体系均在
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90～70℃下孵育10～15min；
[0023]步骤2中所述超纯水、甲醇、体积分数为0.1％的甲酸水溶液、1mL甲酸体积分数为0.1％的甲酸和甲醇混合溶液和步骤1中所述萃取液的体积比为1：1:3:1:(30～40)。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置，其特征在于，包括固相微萃取柱(10)、转盘(11)、步进电机(12)、原位质谱(15)、第一单向变量液压泵(6)、第二单向变量液压泵(7)、第三单向变量液压泵(8)和第四单向变量液压泵(13)；所述第一单向变量液压泵(6)的入口均与装有超纯水的第一容器(1)、装有甲醇的第二容器(2)、装有体积分数为0.1％的甲酸水溶液的第三容器(3)和装有甲酸体积分数为0.1％的甲酸和甲醇混合溶液的第四容器(4)连通，第三单向变量液压泵(8)入口均与若干个装有待检样液的第五容器(5)连通，第一单向变量液压泵(6)和第三单向变量液压泵(8)的出口均与第二单向变量液压泵(7)入口连通，步进电机(12)固定在转塔式自动固相萃取器(9)的底部中心，转塔式自动固相萃取器(9)中设置有若干个固相微萃取柱(10)和转盘(11)，步进电机(12)输出轴竖直朝上设置，转盘(11)的中心固定套设在步进电机(12)的输出轴上，若干个固相微萃取柱(10)沿转盘(11)的圆周方向均匀分布，所有的固相微萃取柱(10)垂直固定在转盘(11)中；所述转塔式自动固相萃取器(9)的顶部和底部均设置有一个通孔，每个固相微萃取柱(10)的上部和下部均设置有与转塔式自动固相萃取器(9)内壁接触的导流管，第二单向变量液压泵(7)的出口与转塔式自动固相萃取器(9)顶部的通孔连通，第四单向变量液压泵(13)的入口与转塔式自动固相萃取器(9)底部的通孔连通，第四单向变量液压泵(13)出口的一端连接有废液收集瓶(14)，另一端与原位质谱(15)的进样口连通。2.根据权利要求1所述的集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置，其特征在于，所述转塔式自动固相萃取器(9)为一个金属箱体，转塔式自动固相萃取器(9)底部的通孔与其中一个固相微萃取柱(10)下部的导流管位置相对应，转塔式自动固相萃取器(9)顶部的通孔与同一个固相微萃取柱(10)上部的导流管位置相对应。3.根据权利要求1所述的集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置，其特征在于，所述的固相微萃取柱(10)均为HLB固相微萃取柱。4.根据权利要求1所述的集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置，其特征在于，所述步进电机(12)的输出轴与转盘(11)之间通过轴承连接。5.根据权利要求1所述的集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置，其特征在于，所述的原位质谱(15)为Q
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Orbitrap质谱仪。6.一种集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测方法，其特征在于，基于权利要求1～5中任意一项所述的集固相微萃取和原位质谱的羊乳掺假检测装置，包括如下步骤：步骤1，将若干份生牛乳分别和生羊乳进行混合，得到总质量均相同的若干份混合物，若干份混合物中生牛乳的质量分数依次增大且质量分数数值涵盖市面上的牛乳掺杂羊乳量，在这些混合物和生羊乳中均加入萃取液超声混匀，生羊乳与其中一份混合物的体积相同，所述萃取液为体积比为2:2:1的甲醇、乙腈和去离子水混合液，得到对应的混合体系，将对应的混合体系均在
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90～70℃下孵育，之后离心收集上清液，最后过滤上清液，得到对应的待检样液，将这些待检样液分别装在对应的容器中，得到一系列装有待检样液的第五容器(5)；步骤2，启动步进电机(12)，步进电机(12)带动转盘(11)转动，转塔式自动固相萃取器(9)底部的通孔与其中一个固相微萃取柱(10)下部的导流管位置相对应，转塔式自动固相萃取器(9)顶部的通孔与同一个固相微萃取柱(10)上部的导流管位置相对应，第三单向变
量液压泵(8)抽取一份待检样液至第二单向变量液压泵(7)中，启动第二单向变量液压泵(7)，所述的待检样液通过转塔式...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾玮，张荣，武希璇，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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