【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及检验检测领域，特别是涉及一种基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法。
技术介绍
1、随着国家经济的持续快速发展，人民收入水平和住房条件不断提高，家具消费需求呈逐年上升趋势。名贵木制品如高值木家具凭借其优良的质地和精湛的工艺，备受消费者青睐，在当前耐用消费品市场中占有重要席位。然而，高值木家具市场中出现以假充真、以次充好的材质欺诈现象，不仅侵犯了消费者合法权益，而且也扰乱了相关行业秩序。因此，蓬勃活跃发展的高值木家具市场对快速鉴别的需求日益提升。
2、目前，较为常用的木制品种类鉴别方法为感官检验结合光学显微镜观察，这类方法对木制品取样与处理要求较高，过程繁琐，且高度依赖检测员个人经验，主观性较强。为解决上述方法存在的问题，研究人员结合木制品切面微观构造图像与计算机图像识别技术建立木制品识别方法，获得了较为理想的识别率。然而，这些方法仍需木制品切片取样，所获样品信息的维度较为有限。自20世纪50年代起，包括应力波法、震动法、超声波法、计算机断层扫描法等在内的木制品无损检测方法蓬勃发展，这些方法无需破坏性采样，可准确获取木制品密度、力学性能、内部结构等信息，在无损检测木制品表面或内部缺陷、结构材腐朽情况，以及评价木制品开裂与老化方面优势明显，但无法获得木制品的化学组成信息。相比之下，有机波谱技术或色谱-质谱联用技术在分析不同木制品样品的化学组成方面优势明显。由于不同种属、不同生长阶段、不同地理来源的木制品往往具有独特的化学组成，基于这些技术建立的鉴别方法往往可以达到较为理想的鉴别效果。然而，这类方
3、常压敞开式电离技术结合质谱分析，相较于传统技术具有无需样品制备或仅需简单处理、操作简便、检测效率高、绿色环保等优势。常压敞开式电离结合小型质谱(miniature mass spectrometry,mini ms)，对工作环境要求不高，在现场快速检测中展现出巨大的应用潜力，但尚未见其在木制品鉴别中的研究报道。
技术实现思路
1、本专利技术拟解决的技术问题是提供一种基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法。本专利技术针对黄檀属与紫檀属木制家具，采用萃取纳升喷雾和小型质谱技术，并选取适配的前处理和多元统计分析技术，形成现场快速鉴别方法。结果表明，数据经归一化等处理后，在正交偏最小二乘判别分析模型中，小型质谱数据的r2y为0.961，q2为0.799，且模型不过拟合，说明模型的解释性和可预测性较强，能较好区分黄檀属与紫檀属木制品样品，表明采用萃取纳升喷雾和小型质谱结合多元统计分析进行木制品快速鉴别技术可行，且方法绿色高效，现场应用潜力大，可解决传统谱学技术鉴别效率低以及名贵木制品市场日益提升的快速鉴别需求，具有良好的应用前景。
2、一种基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，包括如下步骤：
3、(1)样品前处理；
4、(2)萃取纳升喷雾质谱检测；
5、(3)数据处理与化学计量学分析。
6、本专利技术所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其中：步骤(2)中所述萃取纳升喷雾质谱检测中小型质谱仪工作参数为：正离子模式，喷雾电压2.0kv，扫描范围m/z 80～1200，碰撞诱导解离振幅2.7，质谱扫描模式为一级质谱全扫描或一级质谱全扫描-数据依赖的二级质谱扫描。
7、本专利技术所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其中：步骤(3)中所述数据处理与化学计量学分析包括如下步骤：
8、(a)使用在python 3.10.4环境下编译的脚本对所得质谱数据进行信号强度归一化、寻找峰值、质量数对齐与空值填充；
9、(b)使用simca 14.1软件对经过处理的木制品样品质谱数据进行pca-x与opls-da分析，在进行分析之前，对原始数据以标准偏差的平方根作为缩放因子进行帕累托缩放处理，以实现数据标准化。
10、本专利技术所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其中：
11、步骤(a)中所述信号强度归一化具体包括如下步骤：
12、(a)将质谱数据中准分子离子峰相对信号强度设为100％；
13、(b)将其它质谱峰绝对信号强度除以准分子离子峰绝对信号强度并乘以100％，获得每个质谱峰的相对信号强度；
14、(c)对获得的全部相对信号强度及其对应质量数进行小数位数修约，并输出为列表。
15、本专利技术所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其中：
16、步骤(a)中所述寻找峰值具体包括如下步骤：
17、(i)从scipy.signal库中导入find_peaks函数；
18、(ii)对经过信号强度归一化的质谱数据设置阈值，保留高于阈值的相对信号强度及其对应质量数；
19、(iii)对(ii)中保留的质谱数据使用find_peaks函数进行峰值检索，并将找到的峰值及其对应质量数输出为列表。
20、本专利技术所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其中：
21、步骤(a)中所述质量数对齐与空值填充具体包括如下步骤：
22、1)以质量数作为窗口中心，质量容忍度最小值的1/2作为窗口宽度，建立一系列m/z窗口并构成列表；
23、2)将质谱数据中各质量数与m/z窗口范围比较，将落入窗口的m/z及对应相对信号强度写入列表，当同时存在多个相对信号强度时，保留其中最大值；
24、3)合并所有样品的m/z列表，移除其中全部为空值的列，形成输出矩阵。具体实验设置为：窗口中心列表设为首项80、尾项1201、公差为1的等差数列，窗口宽度为±0.5，质量数精确到小数点后1位数字。
25、本专利技术所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其中：
26、步骤(b)中：
27、pca-x分析是基于木制品样品nanoesi-mini ms数据建立pca-x模型，用于推测基于相同数据建立的opls-da模型的可靠性，该模型的累积解释率r2x大于0.4，表明用于建立模型的质谱数据可靠；
28、opls-da分析使用基于nanoesi-mini ms数据拟合的opls-da模型对木制品样品进行分类，模型的q2值大于0.5，表明该模型具有较好的预测能力，能够满足不同属木制品样品鉴别分析要求；通过置换检验对模型可靠性进行评估，所有置换后的r2均小于等于0.6，q2均小于0，且所有r2与q2均小于右侧原始值，表明模型拟合有效，不存在过拟合情况；
29、基于木制品样品nanoesi-mini ms数据，进一步拟合opls-da模型，对木制品样品生物学种类进行区分；
30、对木制品样品中特定化合物进行二级本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：步骤(2)中所述萃取纳升喷雾质谱检测中小型质谱仪工作参数为：正离子模式，喷雾电压2.0kV，扫描范围m/z 80～1200，碰撞诱导解离振幅2.7，质谱扫描模式为一级质谱全扫描或一级质谱全扫描-数据依赖的二级质谱扫描。
3.根据权利要求2所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：步骤(3)中所述数据处理与化学计量学分析包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：步骤(A)中所述信号强度归一化具体包括如下步骤：
5.根据权利要求3所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：步骤(A)中所述寻找峰值具体包括如下步骤：
6.根据权利要求3所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：步骤(A)中所述质量数对齐与空值填充
7.根据权利要求6所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：步骤(B)中：
8.根据权利要求1所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：步骤(1)的样品前处理具体包括如下步骤：用刀片刮取少量木制品样品置于2mL聚乙烯离心管中，加入100μL甲醇，振摇1min，然后用移液器吸取10μL上清液并注入至喷雾毛细管中；每例木制品样品平行取样3次。
9.根据权利要求1所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：所述方法还包括如下步骤：
10.根据权利要求1所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：所述样品为豆科木制品样品。
...【技术特征摘要】
1.一种基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：步骤(2)中所述萃取纳升喷雾质谱检测中小型质谱仪工作参数为：正离子模式，喷雾电压2.0kv，扫描范围m/z 80～1200，碰撞诱导解离振幅2.7，质谱扫描模式为一级质谱全扫描或一级质谱全扫描-数据依赖的二级质谱扫描。
3.根据权利要求2所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：步骤(3)中所述数据处理与化学计量学分析包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：步骤(a)中所述信号强度归一化具体包括如下步骤：
5.根据权利要求3所述的基于萃取纳升喷雾和小型质谱的木制品现场快速鉴别方法，其特征在于：步骤(a)中所述寻找峰值具体包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚宇瀚，马强，孟宪双，
申请(专利权)人：中国检验检疫科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。