水稻是全球最為重要的糧食作物之一,全球有將近一半的人口以大米或米制品為主食,因此大米的品質(zhì)監(jiān)測和安全控制是關(guān)乎國計民生的大事。大米的傳統(tǒng)檢測方法主要有色譜法、色譜質(zhì)譜聯(lián)用法、紅外光譜法和核磁共振等。其中,大多數(shù)方法需要多步樣品預(yù)處理,如研磨、萃取、衍生化、分離及富集等,使用了大量有毒有害試劑,且操作繁雜,無法滿足復(fù)雜基體樣品高通量分析的實際需求。近年來,常壓質(zhì)譜技術(shù)因其操作簡單、分析速度快、高通量和高靈敏度等優(yōu)點而不斷發(fā)展,使得復(fù)雜基質(zhì)樣品可在無需樣品預(yù)處理的前提下實現(xiàn)實時、連續(xù)、在線直接質(zhì)譜分析。本論文致力于研究單顆粒電噴霧電離(Single Grain Electrospray Ionization,SG-ESI)技術(shù)的工作原理,闡述SG-ESI-MS在實際分析中的實現(xiàn)方式和技術(shù)特點,并將其應(yīng)用于大米品質(zhì)分析、脂肪酸代謝研究和農(nóng)藥殘留快速篩查三方面。本論文在簡要概述大米的傳統(tǒng)檢測技術(shù)和常壓電離技術(shù)的原理、分類及常壓質(zhì)譜技術(shù)在食品方面的應(yīng)用的基礎(chǔ)上,進(jìn)行的主要研究內(nèi)容如下:1.對SG-ESI技術(shù)的原理、裝置結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點和分析速度及其定量分析能力進(jìn)行了研究。2.將SG-ESI-MS技術(shù)應(yīng)用于大米品質(zhì)分析的研究。本研究以單顆粒大米為研究對象,將單顆粒大米放置在SG-ESI離子源中,以體積比為40:40:20的甲醇/水/乙酸為萃取劑,在正離子模式下進(jìn)行大米待測物(如脂肪酸)的直接質(zhì)譜分析。在無需離線萃取、離心/分離等樣品預(yù)處理條件下,單顆粒質(zhì)譜技術(shù)可以快速記錄每顆大米的特征指紋圖譜,并選擇目標(biāo)離子進(jìn)行碰撞誘導(dǎo)解離實驗,實現(xiàn)對目標(biāo)待測物的結(jié)構(gòu)鑒定。同時,還進(jìn)行了大米樣品中庚酸的定量分析。另外,采用多種統(tǒng)計學(xué)分析方法(如主成分分析PCA和偏最小二乘法辨別PLS-DA)來區(qū)分不同產(chǎn)地和儲存時間的大米。實驗結(jié)果表明,單顆粒質(zhì)譜法可實現(xiàn)大米樣品中化學(xué)成分的快速分析,從分子水平研究大米在產(chǎn)地和儲存年份上的差異,具有無需樣品處理、低樣品耗量、高靈敏度和高通量等特點。3.將SG-ESI-MS技術(shù)應(yīng)用于大米脂肪酸代謝的研究。采用SG-ESI-MS技術(shù)對單顆粒大米中的脂肪酸代謝物進(jìn)行了分析,通過結(jié)合多種統(tǒng)計學(xué)分析方法(如主成分分析PCA、單因素方差分析ANOVA等)研究了秈米、粳米、秈糯米和粳糯米四種大米的差異性,還進(jìn)行了大米脂肪酸代謝物之間的相關(guān)性分析。結(jié)果表明:在質(zhì)譜圖中脂肪酸在4種大米間存在顯著差異;PCA直觀地顯示了這4種大米能夠被顯著區(qū)分開;ANOVA則表明了4種大米組間存在統(tǒng)計學(xué)差異(p值均小于0.05);相關(guān)性分析提供了參與脂肪酸代謝的代謝物之間的生物學(xué)聯(lián)系。該方法從分子水平上揭示了4種大米的脂肪酸代謝差異,具有樣品耗量少、分析速度快(2 min)、無需樣品預(yù)處理等優(yōu)點,可為粒狀糧食樣品的直接分析及植物代謝研究提供一種新的質(zhì)譜方法。4.將SG-ESI-MS技術(shù)應(yīng)用于大米農(nóng)藥殘留的快速篩查分析。在正離子檢測模式下,利用SG-ESI-MS直接快速分析單顆粒大米樣品中的氧化樂果和敵敵畏兩種有機(jī)磷農(nóng)藥(OPPs)。采用串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)對目標(biāo)分析物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。此外,本文還對這些目標(biāo)物進(jìn)行了定量分析,得到的檢出限(Limit of Detection,LOD)為0.38~1.30 ng/g,加標(biāo)回收率為77~91%,平均相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)低于9.54%,單個樣品的分析時間小于2 min。結(jié)果表明,SG-ESI-MS技術(shù)在無需任何樣品預(yù)處理的前提下,可實現(xiàn)大米樣品中痕量殘留農(nóng)藥的直接、快速檢測,這在一定程度上為食品中有毒有害物質(zhì)的快速檢測及食品安全監(jiān)管提供了一種有力的技術(shù)手段。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O657.63;TS210.7
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 大米的傳統(tǒng)檢測方法
        1.1.1 色譜法
        1.1.2 色譜質(zhì)譜聯(lián)用法
        1.1.3 其他方法
    1.2 常壓質(zhì)譜技術(shù)
        1.2.1 常壓電離技術(shù)的分類及原理
        1.2.2 常壓質(zhì)譜技術(shù)在食品中的應(yīng)用
    1.3 本課題的主要研究內(nèi)容及意義
第二章 單顆粒電噴霧電離質(zhì)譜技術(shù)（SG-ESI-MS）
    2.1 引言
    2.2 SG-ESI-MS技術(shù)
        2.2.1 原理及裝置
        2.2.2 技術(shù)特點
        2.2.3 分析速度及定量分析能力
        2.2.4 內(nèi)部萃取驗證
    2.3 本章小結(jié)
第三章 SG-ESI-MS技術(shù)用于大米產(chǎn)地和年份區(qū)分及鑒定分析
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 試劑與儀器
        3.2.2 實驗樣品
        3.2.3 實驗方法
        3.2.4 數(shù)據(jù)處理
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 SG-ESI-MS實驗條件的優(yōu)化
        3.3.2 大米中脂肪酸的鑒定
        3.3.3 大米中脂肪酸的定量分析
        3.3.4 不同產(chǎn)地大米中脂肪酸的檢測及區(qū)分
        3.3.5 不同儲存年份大米中脂肪酸的檢測及區(qū)分
    3.4 本章小結(jié)
第四章 SG-ESI-MS技術(shù)用于大米品種區(qū)分及代謝分析
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 試劑與儀器
        4.2.2 實驗樣品
        4.2.3 實驗條件
        4.2.4 主成分分析（PCA）
        4.2.5 單因素方差分析（ANOVA）
        4.2.6 相關(guān)性分析
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 不同種大米的代謝指紋譜圖
        4.3.2 不同種大米的主成分分析（PCA）
        4.3.3 單因素方差分析（ANOVA）
        4.3.4 相關(guān)性分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 SG-ESI-MS技術(shù)用于大米中農(nóng)殘的痕量檢測
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 試劑與儀器
        5.2.2 實驗樣品
        5.2.3 實驗方法
        5.2.4 質(zhì)譜條件
        5.2.5 數(shù)據(jù)處理
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 大米農(nóng)藥殘留的表征
        5.3.2 大米農(nóng)藥殘留的定量分析
        5.3.3 與傳統(tǒng)方法的性能比較
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及碩士期間的科研成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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1 胡斌;越皓;黃科科;姜翠翠;劉淑瑩;費強(qiáng);陳煥文;;納升電噴霧萃取電離質(zhì)譜快速測定人參皂苷[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報;2011年06期

本文編號：2870729