HS - SPME (HeadspaceSolid - PhaseMicroextraction, HS - SPME) - это метод предварительной обработки проб, который сочетает в себе технологию отбора проб в верхнем воздухе с твердой микроэкстракцией и имеет преимущества простоты в эксплуатации, высокой чувствительности, отсутствия органических растворителей и автоматизации. В области анализа пищевых продуктов HS - SPME широко используется для обнаружения ароматических веществ, контроля качества, оценки безопасности и т. Д., Ниже приводится подробное описание его технических принципов, преимуществ и конкретных сценариев применения:
I. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ
Отбор проб сверху:
Образцы нагреваются в закрытых контейнерах таким образом, что летучие компоненты (например, ароматические вещества, ароматические соединения, остаточные растворители и т.д.) высвобождаются из жидкой или твердой фазы в газовую (верхнюю) фазу, образуя газожидкостный или газотвердеющий баланс.
Твердая микроэкстракция:
Используйте волокнистые головки, покрытые фиксированной фазой (например, полидиметилсилоксан / диэтиленбензол, PDMS / DVB) для обогащения целевых соединений в верхнем воздухе путем адсорбции / десорбции.
Этап адсорбции: волокнистые головки подвергаются воздействию в верхнем воздухе, а молекулы - мишени захватываются фиксированной фазой посредством физических или химических эффектов (например, вандерваальских сил, водородных связей, взаимодействия π - π).
Этап десорбции: фибровые головки вставляются непосредственно в входные отверстия газовой хроматографии (GC) или жидкой хроматографии (HPLC), а высвобождение целевого вещества под действием высокой температуры или растворителя для анализа.
II. Преимущества технологии
Операции без растворителей: избегайте использования органических растворителей в традиционной жидкой или твердой экстракции и снижайте риск загрязнения окружающей среды и загрязнения проб.
Высокая чувствительность: покрытие волокнистой головки может избирательно обогащать следы летучих веществ с ограничением обнаружения до уровня ppb (одна миллиардная часть).
Быстрый и простой: время одного анализа обычно < 30 минут, подходит для обнаружения высокого потока.
Сильная совместимость: может быть напрямую подключена к GC, GC - MS, HPLC и другим инструментам для достижения автоматизированного анализа.
Образец широко адаптируется: подходит для твердых, жидких, полутвердых продуктов питания (например, мяса, молочных продуктов, напитков, жиров и т.д.).
Конкретное применение в анализе пищевых продуктов
1. Определение вкусовых веществ и контроль качества
Сценарий применения:
Вино (вино, пиво, белое вино): анализ эфиров, спиртов, терпенов и других ароматических компонентов, оценка зрелости или вкусовых характеристик винного тела.
Молочные продукты (сыр, йогурт): выявление летучих жирных кислот, кетонов и других ароматических веществ, различающих влияние различных процессов ферментации или условий хранения на качество.
Фрукты и овощи: Определение характерных ароматических компонентов (например, лимонен в цитрусовых, фуранон в клубнике) для идентификации сортов или оценки свежести.
Случай:
Использование волокнистой головки PDMS / DVB в сочетании с GC - MS позволяет одновременно обнаруживать 50 + летучих соединений в вине и точно различать образцы вина в разных местах происхождения или годах.
2. Анализ пищевых добавок и остатков
Сценарий применения:
Консерванты (например, бензойная кислота, сорбиновая кислота): Проверьте их остаточное количество в напитках, соусах и убедитесь, что они соответствуют стандартам безопасности пищевых продуктов.
Остатки пестицидов: анализ фосфорорганических соединений на поверхности или внутри фруктов, овощей.
Трансфер упаковочных материалов: обнаружение переноса пластификаторов (например, фталатов) из пластиковой упаковки в пищевые продукты.
Случай:
Использование волокнистых головок Carboxen / PDMS позволяет эффективно обогащать бензойную кислоту и сорбиновую кислоту в соках с пределом обнаружения менее 0,1 мг / кг.
3. Коррупция пищевых продуктов и мониторинг порчи
Сценарий применения:
Мясо: обнаружение коррумпированных продуктов, таких как летучий азот на основе солей (TVB - N), сульфиды, оценка свежести или срока службы.
Масляные жиры: анализ пероксидов, альдегидов и других продуктов окисления, мониторинг степени кислотности жира.
Молочные продукты: путем обнаружения специфических соединений, таких как масляная кислота и капроновая кислота, чтобы определить, является ли она испорченной.
Случай:
Использование волокнистых головок DVB / CAR / PDMS позволяет одновременно улавливать различные коррумпированные летучие вещества в мясе и создавать модели прогнозирования свежести.
4. Идентификация подлинности пищевых продуктов
Сценарий применения:
Мед: обнаруживает характерные летучие компоненты (например, камфорный спирт), отличает натуральный мед от искусственно размеченных продуктов.
Оливковое масло: Анализируя соотношение терпеноподобных соединений, идентифицируйте оливковое масло экстра - класса и продукты, легированные недорогими маслами.
Кофе: Определение соединений пириазинов и фуранов, образующихся в процессе выпечки, и оценка качества или степени выпечки кофейных зерен.
Случай:
HS - SPME - GC - MS обнаруживает 20 + характерных летучих веществ в меде с точностью более 95% для борьбы с фальсифицированными продуктами.
IV. Направления технологической оптимизации
Улучшение покрытия волокнистой головки:
Разработка новых типов композитных покрытий (например, молекулярно - печатных полимеров, ионно - жидких покрытий) для повышения избирательности к полярным или труднолетучим соединениям.
Оптимизация верхних условий:
Регулируя температуру нагрева, время равновесия, скорость перемешивания и другие параметры, чтобы повысить эффективность высвобождения целевого вещества.
Расширение совместной технологии:
В сочетании с масс - спектрометром (MS), обонятельным детектором (GC - O) для достижения сочетания качественной количественной и сенсорной оценки летучих компонентов.
Миниатюризация и перенос:
Разработать портативное оборудование SPME для быстрого тестирования на месте (например, сельскохозяйственный рынок, цех пищевой промышленности).
V. РЕЗЮМЕ
Технология HS - SPME благодаря своим высокоэффективным, экологически чистым и чувствительным характеристикам стала методом предварительной обработки в области анализа пищевых продуктов. От анализа вкусовых веществ до мониторинга безопасности пищевых продуктов, а затем до идентификации подлинности пищевых продуктов, его применение охватывает многие аспекты цепочки пищевой промышленности. В будущем, с инновациями в покрытии и развитием технологии комбинированного использования, HS - SPME будет играть более важную роль в таких областях, как быстрое обнаружение продуктов питания и интеллектуальная сенсорная оценка.