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香味组分

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香味组分相关的资讯

  • 气质百川 | 闻香识啤酒,岛津GCMS香味物质数据库快速检测啤酒香味物质
    啤酒,这种古老的酒精饮料,不仅具有清爽的口味和麦芽的浓香,同时酒精度又不高,因此深受全世界人们的喜爱。它是由麦芽发酵而成,但其香气和味道又因麦芽种类和发酵方法的不同而不同。在啤酒的香味组分研究中通常会通过GCMS进行定性和定量分析,但是从检测到的数百种化合物中确定是哪几种关键物质引发了香味则需要大量的数据处理工作。 岛津在大量实验及生产实践的基础上,开发了特色香味物质数据库(Smart Aroma Database),可以实现500多种香味物质的定性、定量分析,从此大大简化了香味研究工作。 通常非目标分析方法对样品进行综合分析,需要对检测到的大量的峰进行判断从而会降低峰识别的准确性;若只对关键的化合物进行目标分析虽可以提高识别的准确性,但检测到的目标化合物的数量又会减少。香味物质数据库包含了500多种影响香味的化合物的保留时间、保留指数、特征离子/离子对、质谱图谱库、校准曲线以及非常重要的气味特征等信息,可以利用上述非目标分析和目标分析各自的优势,实现大范围的目标分析。 ▶ 根据SCAN模式得到的谱图自动检测注册的香味化合物▶ 气味特征信息实现快速锁定引发香味的关键化合物▶ 无需标准品和重新探索分析条件即可快速轻松创建高灵敏度SIM和MRM方法▶ 半定量功能预判化合物浓度 基于岛津GCMS-QP2020 NX系统,采用SPME Arrow技术提取不同厂家、不同方法生产的不同类型啤酒样品中香气化合物,利用香味物质数据库对结果进行鉴定,同时采用SIMCA 17(Infocom)软件对鉴定出的化合物进行主成分分析,以表征和比较不同方法酿造的啤酒香味的差异。 以7种不同的商业销售的啤酒为研究对象,将8g啤酒和3g NaCl密封于顶空瓶中测量并进行GCMS分析,基于香味物质数据库化合物信息结果共鉴定出204种香味化合物。将检测到的化合物进行主成分分析(结果见下图),根据得分图结果对啤酒样品进行分类,同时结合载荷图显示每种啤酒中含有哪些相对浓度较高的化合物,从而证实不同啤酒间存在的差异以及每种啤酒的特征香味化合物。 桶装陈酿啤酒和IPA啤酒中相对浓度较高的香味化合物及其气味特征如下表所示,结果表明桶装陈酿啤酒相对浓度较高的香味化合物中多为甜味化合物,如呈现蜂蜜、香草和椰子香味;而IPA啤酒中相对浓度较高的香味化合物则是药草味和草香味化合物。 专业的香味物质数据库实现快速锁定引发香味的关键化合物,并能简化分析方法,大大提升实验效率,相信其定能助力食品及日化等香味物质研究工作。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 追香溯源-岛津香味物质数据库新品发布
    无论是芬芳馥郁的鲜花,还是芳香四溢的美味佳肴,这些释放香味的事物总能令人心情愉悦,然而香味并不是简单的几种成分,而是由成千上万的挥发性化合物构成,且呈香组分的浓度往往很低,这就给香味物质的分析带来了困难。在各种香味分析技术中,气相色谱质谱法(GCMS)是一种有效且常用的分析方法,通过将目标化合物的特征离子碎片与GCMS系统可用的谱库如NIST谱库中的标准参考物的特征离子碎片进行比对,获得呈香化合物的结构信息,但NIST等为普适性数据库,通常不会收录气味属性等信息,使得在检测到的众多成分中很难确认具体是哪些关键化合物引发了香味。 岛津一直致力于为客户打造简便且高效的分析技术和方法,近年来陆续推出了多种Smart数据库,如农药残留、环境污染物、法医毒物、代谢物数据库等,在食品安全、环境保护及法医鉴定等多个领域都得到了广泛的应用,相信Smart Aroma Database 香味物质数据库的推出一定会助力食品、日化等相关领域香味物质的研究。l GC-MS(/MS)有效识别香味物质的专业数据库Smart Aroma Database注册有500种以上香味成分的重要信息,涵盖3种不同规格的色谱柱的方法文件、数据库信息文件以及谱库文件,可快速实现不同应用领域定性筛查找到关键的香味化合物、创建高灵敏分析方法。 l 高准确度自动识别香味化合物Smart Aroma Database利用保留时间、色谱峰、特征离子、数据库谱库检索多重比对快速识别传统方法无法确认的香味物质。 AART功能(自动调整化合物的保留时间)利用保留指数和正构烷烃的保留时间自动调整目标化合物的保留时间。l 半定量功能及气味特征快速分析引发香味的化合物数据库中所包含的化合物都登记有气味感官信息,同时也登记了每个化合物的灵敏度系数和保留指数,因此可以通过测量灵敏度校正物质计算出被检测化合物的半定量浓度。利用这一信息,可以从检测到的化合物中分析产生香气的化合物。 l 半定量功能及气味特征快速分析引发香味的化合物数据库中所包含的化合物都登记有气味感官信息,同时也登记了每个化合物的灵敏度系数和保留指数,因此可以通过测量灵敏度校正物质计算出被检测化合物的半定量浓度。利用这一信息,可以从检测到的化合物中分析产生香气的化合物。 l 支持多种样品前处理设备和GC-O系统 l 应用实例利用 Smart Aroma Database对商业啤酒样品进行分析,鉴定其香味成分,通过多元分析的结果证实啤酒之间的差异。经鉴定,IPA啤酒中含有大量的单帖化合物 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 部分带香味文具含苯和甲醛 可能致白血病
    不少家长日前向记者反映,开学后市面上就出现了很多带香味的文具,担心使用这些香味文具会给孩子健康带来影响。2月22日,记者调查了重庆朝天门批发市场和学校周边多家文具店发现,香味文具很畅销,专家表示,香味文具不少是用工业香精调兑而成,对人体有害。   个案:女儿房间香气包围   2月22日,杨家坪劳动二村的吴梅女士向记者反映,孩子今年读初二,开学时,女儿带着她去朝天门批发市场买了一堆文具,其中有不少都带有香味,女儿的房间每天都被这些香味包围着。吴女士表示,闻到这些香味就感到胸闷气短,她觉得这些香味有些不正常。   调查:闻了文具胸闷头晕   2月22日,记者来到朝天门批发市场调查发现,市场里有不少商铺都有香味文具,包括荧光笔、橡皮擦、圆珠笔等。在一家文具批发店的货架上摆放着各种彩色荧光笔,其中一款8支装的荧光笔包装上标注着“水果香味”。记者看见,该款荧光笔共有8种不同颜色,包装上除了几个简单的中文,其它全是英文,没有生产厂家和生产日期。据店主介绍,这款荧光笔不同颜色就是不同味道。记者拿出其中一支紫色荧光笔,打开笔盖凑到鼻子下,一股刺鼻的劣质香精味扑鼻而来。记者又打开了几支笔,发现味道虽然有些不同,但同样刺鼻,闻完几支笔的味道,只觉得胸闷头晕。   随后,记者还走访渝中区、九龙坡区、沙坪坝区的各大中小学发现,小学附近的文具店一般都有香味文具出售。   说法:可举报“三无”文具   记者向12315工商投诉热线反映了此问题,工作人员表示,重庆市工商局暂无设备检测香味文具的香气是否超标,市民在购买文具时若发现是“三无”产品,可打12315举报。   危害:严重可导致白血病   本报优生活顾问团专家、市中医院副主任中医师黄晓岸表示,香味文具是因为使用了香精,一些劣质香味文具使用的是化工香料,这种香料含有苯和甲醛等。长期使用这类香味文具,会造成孩子慢性苯中毒,引起造血和免疫机能损伤,甚至可能会成为白血病的诱因。
  • 第16期线上讲座:浅谈GC-MS在香气香味分析中的应用
    答疑解惑时间:2009年7月22日---8月5日 热烈欢迎jimzhu老师光临仪器论坛进行讲座! 第15期的线上讲座(LC泵与比例阀的结构原理与常见故障)正在火热进行,而第16期的线上讲座又如期而至。 本期讲座我们主要是讨论GC-MS在香气香味分析中的应用。毛细管气相色谱对复杂化合物具有高效快速的分离能力,而质谱可对未知化合物进行结构鉴定。气相色谱和质谱结合起来,相互补充,充分发挥了气相法高效快速的分离能力和质谱法定性优势。对分析复杂的香气香味物质为首选莫属。本期讲座的重点从以下三个方面分析:1)仪器硬件及分析条件的选择;2) 分析数据的处理;3)样品的处理与分析。 再次感谢jimzhu老师提供的丰富的讲座,也感谢jimzhu老师与大家一起交流心得和经验。jimzhu老师有丰富的实践经验,从事多年的香料分析工作。欢迎大家就GC-MS在香料中的应用等问题前来提问,也欢迎从事这个行业的高手前来与jimzhu交流切磋。 本次活动的地址:http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20090722/2014998/ 活动的时间:2009年7月22日-8月5日 截止目前为止,仪器论坛(http://www.instrument.com.cn/bbs/)已经开展了16期线上讲座。线上讲座活动深受用户的欢迎,已经成为论坛的品牌活动。在活动的2周时间内平均每期线上活动参与讨论人次达210次以上,平均每期线上讲座用户的点击次数达9400次以上。 我们也欢迎仪器厂家参与仪器维护维修、方法开发与应用等方面的线上讲座。厂商参加线上讲座活动可以提升公司形象,对公司的技术实力和品牌进行潜移默化的宣传推广,互动的交流形式还可让公司直接得到用户的信息反馈。 更多的线上讲座内容:http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20081203/1618059/
  • 靠香味就能知道柠檬产地?用NTME-GC-MS法分析
    柠檬(Citrus limon)是继橙子和柑橘之后颇受欢迎的柑橘类水果之一,全球产量为420万吨,主要集中在美国、阿根廷、西班牙、意大利和墨西哥。柠檬富含多种次生代谢物,广泛用于制药、营养保健品、食品和化妆品行业。除了维生素C外,柠檬还含有植物化学物质,包括多酚(类黄酮和非类黄酮)、柠檬酸和萜类化合物,这些物质作为营养保健品发挥着重要作用。其中一些代谢物已被证明具有抗癌、抗菌、抗氧化和抗糖尿病的特性。此外,柠檬和其他柑橘类水果的精油被认为是食品工业中化学添加剂的优良替代品,既满足了安全需求,又满足了消费者对天然食品成分的需求。食品基质的挥发性成分是影响风味和消费者接受度的重要因素之一。在柠檬中,已广泛报道了代谢途径和相应的挥发性成分受到与基因型(存在许多杂交品种)、成熟度和地理相关的几个因素的影响。如何确定食品基质和食品相关样品的挥发性成分?目前,使用不同的方法来确定食品基质和食品相关样品的挥发性成分。气相色谱-质谱法(GC-MS)是VOCs分析的金标准仪器技术,适用于各种不同的样品。然而,之前的样品准备通常被忽视,这对于浓缩VOCs和消除干扰至关重要,特别是从复杂的基质中。传统的提取技术,包括溶剂提取、蒸馏和顶空技术,主要基于VOCs的溶解度或挥发性。这些方法可以定义挥发性成分的指纹图谱和目标样品的风味/香气的综合信息。英诺德INNOTEG旗下的NeedleTrap(NT)动态针捕集技术,为气态基质中的痕量分析提供了一种全新的样品制备方式。通过增加吸附剂的量以及复合不同种类的吸附剂在增加吸附能力,尤其是对小分子的吸附。利用样品量少和内部膨胀气流热解析的全新技术进行快速解析而无需冷凝装置,有利于痕量级别的气体分析,其灵敏度高,检出限低。如何利用NeedleTrap分辨柠檬的产地?样品来源从当地市场中随机选择来自同一品种(尤里卡)的柠檬样品,但种植在不同的地区(葡萄牙大陆和马德拉岛,阿根廷和南非)。选择后,分别收集每个柠檬的果皮(外果皮),立即在&minus 80°C的氮气下保存,250mg等分直到分析。英诺德INNOTEG NeedleTrap(NT)选择(60 mm × 0:41 mm id,0.72 mm od, Divinylbenzene/Carboxen 1000/Carbopack X -DVB/Car1000/CarX)样品采集过程1. 将250 mg样品放入20 ml的提取管中,并加入100 μL 2-庚醇(30 ppm)作为内标;2. 密封提取管,在50 ± 1 °C下平衡10 min;3. 然后,将预先连接到一次性1 mL注射器的NTD插入萃取管的顶空,并通过吸附剂手动加载30 mL的气体(30个抽取循环,平均速度10 ± 2 mL min&minus 1);4. 提取后,丢弃注射器,用PTFE帽封住NTD的两端;5. 在250 °C下将NTD注入GC-MS系统60秒,以实现提取VOC的热解吸;* 在下一次萃取之前,将NTD置于250 °C恒流氦恒压1 bar下30 min的调节器中,使吸附剂重新活化。除非有指示,所有步骤都至少用三个不同的样品(N = 3)重复,并分析三份(N = 3)。分析● 分析是在安捷伦6890N气相色谱仪系统(安捷伦技术公司,帕洛阿尔托,加利福尼亚州,美国)与安捷伦5975四极惰性质量选择检测器耦合进行的;● 提取的化合物在BP-20熔融硅胶毛细管柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)上进行分离;● 采用以氦为载气的无裂解注射,以1.0 mL min&minus 1的恒定流速进行;● 烘箱温度条件为:45℃(保持2 min),然后从45 oC开始梯度温度梯度,保持1 min,然后以2 ℃/min的速度升至90℃,保持3min,然后以3 ℃/ m的速度升至160 ℃(保持6 min),终末以6℃/min的速度从160℃升至220℃保持15 min;● 进样口温度和离子源温度分别为250 ℃和230 ℃;● 化合物的质谱在70 eV的电子撞击(EI)模式下获得。电子倍增器设置为自动调谐程序。数据采集采用扫描模式(质量范围m/z = 35–300 amu;每秒6次扫描)。● 使用GC-MS的Enhanced ChemStation软件(Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA)记录和处理色谱图和光谱。不同地理区域的柠檬皮的挥发性有机物图谱 图片:NTME/GC-MS柠檬(尤里卡品种)果皮的典型特征,来自研究调查的地区:葡萄牙(大陆和马德拉岛)、阿根廷和南非尽管从谱图中可以看到四个柠檬样品的VOCs分布明显相似,但与各VOC和功能群的相对丰度有关的一些特征是特别的。南非柠檬似乎比其他组更芳香,因为相对峰面积的总和明显更高(分别是马德拉、葡萄牙大陆和阿根廷柠檬的1.5倍、2倍和3倍)。单萜烯是所有样品中含量最高的功能类,占挥发分的95%以上。这种表现主要是由于D-柠檬烯,其次是α-和β-烯,β-烯和γ-萜烯,这是所有柠檬样品中含量最高的VOCs。相比之下,葡萄牙大陆柠檬中的高醇含量比其他组分析的要高得多。醛类也观察到类似的趋势,葡萄牙(大陆和马德拉)种植的柠檬中醛类含量比阿根廷和南非样品高。对挥发性数据矩阵进行统计分析为了评估本研究获得的挥发性指纹图谱在根据地理区域区分尤里卡柠檬中的潜力,利用MetaboAnalyst 4.0网络工具对挥发性数据矩阵进行统计分析,结果如下图所示:从图中可以看到,PCA的第一个主成分(PC1)总方差为52.1%,可以将柠檬生长在葡萄牙大陆和马德拉的品种进行区分,(乙醇、乙酯,辛酸、反式-βα,紫苏醛和挥发性有机物挥发性有机物)。第二主成分(PC2)占模型总方差的24.4 %,并将南非生产的品种与阿根廷生产的品种(α-pinene、 α-thujene、甲苯、甲苯、1-丁醇、d-柠檬烯和2-甲基-2-庚烯)分开。结论在这项工作中,我们报告了根据其地理来源使用简单的分析布局和相当经济的实验装置来识别柠檬。NTME/GC-MS,可以对不同地理来源——葡萄牙马德拉岛(葡萄牙)、阿根廷和南非——种植的Eureka品种柠檬皮(外果皮)的挥发性成分进行深入和全面的了解。在Eureka品种的柠檬皮中共鉴定出75种VOCs,这一数字略高于之前发表的关于同一品种的研究结果。单萜烯家族是最主要的VOCs,占Eureka品种柠檬皮挥发性成分的95%左右。D-柠檬烯、β-烯和γ-萜烯是目标地理来源的柠檬皮中鉴定出的主要挥发物。本研究中鉴定的VOCs能够根据其地理区域区分柠檬。因此,丁醛、α-烯、α-丁烯、2-庚酮、D-柠檬烯、2-甲基-2-庚烯、壬烯醛、癸醛、1-辛醇、柠檬烯氧化物、β-石竹烯和2,6-二甲基2,6-辛二烯是对这种区分贡献最大的VOCs。英诺德INNOTEG NeedleTrap 英诺德INNOTEG新型的动态针捕集装置(Needle Trap),把吸附剂填充在针尖内,可装填多达三种不同商用固体填料,是一种新型的无溶剂微萃取技术,集采样、萃取、浓缩、进样于一体,适于痕量挥发性及半挥发性有机物分析。英诺德INNOTEG Needle Trap动态针捕集技术,为气态基质中的痕量分析提供了一种新的样品制备方式。通过增加吸附剂的量以及复合不同种类的吸附剂在增加吸附能力,尤其是对小分子的吸附。利用样品量少和内部膨胀气流热解析的技术进行快速解析而无需冷凝装置,有利于痕量级别的气体分析,其灵敏度高,检出限低。技术特点1. 英诺德INNOTEG Needle Trap技术易于操作使用,便捷,可用于现场采样的技术;2. 灵敏度高,填有多种吸附剂的动态针捕集装置分析ppb/ppt级低浓度范围挥发性有机物;3. 英诺德INNOTEG Needle Trap的体积小,需要的样品量少,热解析速率只需30s,一方面不需要冷阱聚焦聚焦来解吸样品并且不会造成拖尾峰,另一方面,投入成本和使用成本大大降低;4. 样品采集和存储稳定性强,针头两端有PTFE堵头密封,易于保存,运输方便。产品规格Luer-Lock连接头长度:在50mm至70mm之间直径:三种尺寸可选0.7mm/0.4mm;22号规格 (0.72mm/0.4mm) ;23号规格 (0.64mm/0.35mm) ;针尖形式:圆锥形(侧孔,钝面,或根据需求定制)填料:可根据目标组分选择填充不同种类的吸附剂,增大吸附容量和吸附范围如果您对上述产品感兴趣,欢迎随时联系德祥科技德祥科技德祥集团成立于1992年,总部位于香港特别行政区。作为科学仪器供应商和服务商,德祥服务于大中华区和亚太地区,每年都为数以千计的客户提供全套解决方案。公司业务包含仪器代理,维修售后,实验室咨询与规划,CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。作为深耕科学仪器行业的供应商与服务商,德祥现已服务于政府、高校、科研、制药、检测、食品、医疗、工业、环保、石化以及商业实验室等众多领域。公司目前在亚太地区设有13个办事处和销售网点,3个维修中心和1个样机实验室。2009至2021年间,德祥先后荣获了多项奖项。我们始终秉承诚信经营的理念,致力于成为优秀的科学仪器供应商,为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信,每一天都在使这个世界变得更美好!英诺德INNOTEG英诺德INNOTEG是德祥集团旗下自主研发品牌,专业从事科学仪器设备研发生产的高科技企业,是集实验室设备研发生产、方法开发、实验室仪器销售和技术服务为一体的专业厂家。多年以来,英诺德INNOTEG致力于研发高效的实验室创新设备。公司十分重视技术的研究和储备,一直保持高比例研发投入,创建了一支由博士、硕士和行业专家等构成的经验丰富,技术精湛的研发团队,在仪器分析技术领域开展了颇有成效的研究开发工作。此外,英诺德INNOTEG还与各大科研院所、高校合作,积极推进科技成果项目的产业化。英诺德INNOTEG凭借强大的研发能力,注重前瞻性技术研发,已推出多款科学仪器设备及实验室耗材产品。
  • 精密测量院研制出相位锁定的涡旋物质波干涉仪
    近日,精密测量院江开军研究团队研制出基于超冷原子气体的涡旋物质波干涉仪,并观察到两自旋分量上干涉条纹的相位锁定现象,相关研究成果 6月30日发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。干涉是经典波动力学和量子力学中的基本现象,以此为基础的干涉仪可以通过测量不同路径或通道间的相位移动对物理量进行精确测量。超冷原子气体具有组分纯净、相干性好且内外态精确可控的特点,基于该体系的物质波干涉仪近年来成为精密测量和基础物理研究的重要工具。目前在超冷原子气体中实现的物质波干涉主要是通过操控物质波的平动自由度实现分束,观测具有不同线动量的物质波干涉条纹进行相位测量。而另一方面,由角动量表征的转动是体系另一个重要自由度,并且超冷量子气体中的角动量与体系的涡旋、超流等量子现象具有密切的联系。在超冷原子气体中可以基于不同的角动量态实现一类新型的涡旋物质波干涉,有望用于测量体系的外部磁场、转动、粒子间相互作用和几何相位等物理量。实现涡旋物质波干涉的前提是在超冷原子气体中可控的制备和操控涡旋态。近年来携带角动量的拉盖尔-高斯光与冷原子相互作用研究的进展,为建立涡旋物质波干涉仪奠定了基础。研究团队近年来对超冷原子气体的涡旋光场调控开展了研究,掌握了利用涡旋光场驱动双光子拉曼跃迁实现超冷原子涡旋态的制备、操控与测量方法,测量了自旋-角动量耦合超冷原子气体的量子相变[Physical Review Letters 122, 110402 (2019)]。涡旋物质波干涉仪的实验构型  在前期工作的基础上,研究团队利用偏置磁场在铷87原子F=1超精细能级的三个磁子能级间产生较大的二阶塞曼频移。团队利用一对具有不同角动量的拉曼光束诱导双光子跃迁,获得干涉仪的第一个分束器,干涉仪的两臂具有不同的自旋和角动量(涡旋态);随后利用射频脉冲作为第二个分束器,在两个自旋态(对应分束器的两个输出端口)上都实现涡旋物质波的干涉。通过选择合适的拉曼光和射频脉冲的失谐量,确保原子只布居在两个磁子能级,产生无损耗的分束器。不同于线动量干涉产生的线向干涉条纹,实验上观察到角向干涉条纹。通过对干涉图样的分析,发现两自旋态上的干条纹具有反相位关系(π 相位差),该相位关系不受两涡旋态的角动量差、拉曼光的组成和超冷原子自由膨胀时间等实验参数的影响。提出了利用涡旋物质波干涉仪测量磁场的方案,并对磁场测量的灵敏度进行了评估,指出该方案可以测量有限大小的磁场,并且测量灵敏度不受原子数波动的影响。该工作为构建基于涡旋物质波干涉的新型量子传感器提供了实验基础。两自旋态干涉条纹相位关系的实验测量  相关研究成果以“相位锁定的涡旋物质波干涉仪(Phase-locking matter-wave interferometer of vortex states)”为题,发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。精密测量院博士生孔令冉为论文第一作者,特别研究助理高天佑和研究员江开军为通讯作者。  该工作获得科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中科院国际团队以及湖北省创新群体项目等的资助。  论文链接:https://www.nature.com/articles/s41534-022-00585-5
  • 中科院精密测量院研制出相位锁定的涡旋物质波干涉仪
    近日,精密测量院江开军研究团队研制出基于超冷原子气体的涡旋物质波干涉仪,并观察到两自旋分量上干涉条纹的相位锁定现象,相关研究成果 6月30日发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。   干涉是经典波动力学和量子力学中的基本现象,以此为基础的干涉仪可以通过测量不同路径或通道间的相位移动对物理量进行精确测量。超冷原子气体具有组分纯净、相干性好且内外态精确可控的特点,基于该体系的物质波干涉仪近年来成为精密测量和基础物理研究的重要工具。目前在超冷原子气体中实现的物质波干涉主要是通过操控物质波的平动自由度实现分束,观测具有不同线动量的物质波干涉条纹进行相位测量。而另一方面,由角动量表征的转动是体系另一个重要自由度,并且超冷量子气体中的角动量与体系的涡旋、超流等量子现象具有密切的联系。在超冷原子气体中可以基于不同的角动量态实现一类新型的涡旋物质波干涉,有望用于测量体系的外部磁场、转动、粒子间相互作用和几何相位等物理量。实现涡旋物质波干涉的前提是在超冷原子气体中可控的制备和操控涡旋态。近年来携带角动量的拉盖尔-高斯光与冷原子相互作用研究的进展,为建立涡旋物质波干涉仪奠定了基础。   研究团队近年来对超冷原子气体的涡旋光场调控开展了研究,掌握了利用涡旋光场驱动双光子拉曼跃迁实现超冷原子涡旋态的制备、操控与测量方法,测量了自旋-角动量耦合超冷原子气体的量子相变[Physical Review Letters 122, 110402 (2019)]。 涡旋物质波干涉仪的实验构型   在前期工作的基础上,研究团队利用偏置磁场在铷87原子F=1超精细能级的三个磁子能级间产生较大的二阶塞曼频移。团队利用一对具有不同角动量的拉曼光束诱导双光子跃迁,获得干涉仪的第一个分束器,干涉仪的两臂具有不同的自旋和角动量(涡旋态);随后利用射频脉冲作为第二个分束器,在两个自旋态(对应分束器的两个输出端口)上都实现涡旋物质波的干涉。通过选择合适的拉曼光和射频脉冲的失谐量,确保原子只布居在两个磁子能级,产生无损耗的分束器。不同于线动量干涉产生的线向干涉条纹,实验上观察到角向干涉条纹。通过对干涉图样的分析,发现两自旋态上的干条纹具有反相位关系(π 相位差),该相位关系不受两涡旋态的角动量差、拉曼光的组成和超冷原子自由膨胀时间等实验参数的影响。提出了利用涡旋物质波干涉仪测量磁场的方案,并对磁场测量的灵敏度进行了评估,指出该方案可以测量有限大小的磁场,并且测量灵敏度不受原子数波动的影响。该工作为构建基于涡旋物质波干涉的新型量子传感器提供了实验基础。 两自旋态干涉条纹相位关系的实验测量   相关研究成果以“相位锁定的涡旋物质波干涉仪(Phase-locking matter-wave interferometer of vortex states)”为题,发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。精密测量院博士生孔令冉为论文第一作者,特别研究助理高天佑和研究员江开军为通讯作者。   该工作获得科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中科院国际团队以及湖北省创新群体项目等的资助。
  • 如何使用Phasics SID4相位成像相机进行表面测量?
    使用Phasics SID4相位成像相机进行表面测量Phasics SID4相位成像相机,可以集成在商业或者自制的光学显微镜装置上。为了提高样品的整体性能,测量物体表面特性是一种有效的方法。对于此类应用,Phasics的软件可以分析光程差,并且实时转化为物体表面的形貌。硬件方面,Phasics相机体积小、结构紧凑,并且易于使用。事实上,Phasics的波前分析仪能够与实验室常用的相机一样易于集成。整个相机可以轻松集成到生产线或者实验室中。表面测量结构Phasic SID4相位相机利用的是一种四波横向剪切技术,将入射光分成剪切的4束,然后再互相干涉形成干涉图,通过傅立叶逆变换可以得到入射光的相位谱和强度信息,这是一种消色差的技术,因此白光和LED光源非常适合。此外,可以使用任何显微镜进行测量,并且不依赖于偏振。如上图光路所示,SID4相机位于被测物体的成像面进行探测,使用简单。SID4相位成像相机可以集成在商业反射显微镜或专用光学系统上。SID 和 AFM 测量比较图中红线部分是Phasics测量结果,黑线位AFM测量结果。使用AFM测量表面缺陷,和使用SID4相位成像相机一次测量成型的结果对比。SID4 与 光学轮廓测量仪 对比使用SID4 HR定量测量,以及白光光学轮廓仪测量结果的对比。两个报告中,第yi个侧重于轮廓,第二个侧重于深度测量。测量结果Phasics是一家专门从事相位测量的法国公司。Phasics向其客户提供全系列的产品,所有这些都是基于独特的技术,即四波侧向剪切干涉技术。Phasics公司的专长在于对这项技术的深刻理解,以及将其应用于从激光和光学计量到生物样品成像等多个领域的能力。对于每一个领域,Phasics都提供了专门的硬件和软件的解决方案。在生物学方面,Phasics提供了SID4Bio,这是一种独特的用于活细胞成像的设备,依赖于定量相位成像。关于昊量光电昊量光电 您的光电超市!上海昊量光电设备有限公司致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品!与来自美国、欧洲、日本等众多知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。代理品牌均处于相关领域的发展前沿,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等,所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及前沿的细分市场比如为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等。我们的技术支持团队可以为国内前沿科研与工业领域提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等优质服务,助力中国智造与中国创造! 为客户提供适合的产品和提供完善的服务是我们始终秉承的理念!
  • 【应用指南】锁相环在相位检测中的应用
    使用Moku锁相放大器和相位表进行开环和闭环相位检测的选择指南高精确度及高灵敏度相位检测在众多测试测量场景都至关重要。例如,测量电流和电压之间的相移可以显示设备或元件的复阻抗。可以通过光学干涉仪的控制臂和测量臂之间的相移来测量极小的位移。Liquid Instruments的Moku设备可以提供两种检测射频信号相位的仪器:锁相放大器和数字相位测量仪。在本应用说明中,我们将介绍这两个仪器的工作原理,并为不同的应用场景提供仪器选择指南。介绍锁相放大器和相位表(数字相位测量仪)是两种常用于从振荡信号中获取相位信息的仪器。锁相放大器可以被视为开环相位检测器。相位是由本地振荡器、混频器和低通滤波器直接计算出来的。相比而言,相位表则采用数字锁相环(PLL)作为其相位检测器,使用一个反馈信号来实时调节本地振荡器的频率。这可以被视为一种闭环相位检测方法。在我们介绍这两种仪器之前,我们先来总结一下Moku:Pro锁相放大器和相位表(用于相位检测)的区别。请注意,本表中的参数规格是基于Moku:Pro的。工作原理锁相放大器原理如图1所示,锁相放大器有三个关键组成部分:一个本地振荡器、一个混频器和一个低通滤波器。图1: 锁相放大器的简化原理图输入信号Vin和本地振荡器VLO可以用正弦和余弦函数来描述。A1和A2代表振荡器的振幅。ωin和ωLO代表输入和本地振荡器的频率。∆ϕ 表示输入信号和本地振荡器之间的相位角差。混频器的输出Vmixer是输入和本地振荡器的产生的。应用三角函数示意假设 ωLO ≅ ωin= ω, Vmixer可写为低通滤波器过滤掉了高频率分量sin(2×2ωt+∆j)。假设输入信号和本地振荡器的振幅是固定的,输出信号Vout可以表示为在此有几个需要注意的地方:单相锁相放大器的输出与sin(∆ϕ)成正比,而不是与成正比。这大大限制了相位检测的线性动态范围,因为正弦函数是一个周期性的函数,它只在一个非常小的范围内提供(近乎)线性响应。另外,任何振幅的波动都可能引起一些系统误差。Liquid Instruments的Moku锁相放大器提供了双相解调的选项,可有效地区分了来自振幅和相位对输出的影响(可以通过此链接更深入了解双相位解调)但线性动态范围仍然限制在2π以内。另一方面,锁相放大器的数字信号处理(DSP)比相位表简单得多。这使锁相放大器能够以更高的速率处理数据,从而提供更宽的解调带宽。用户也可从外部设备输入一个本地振荡器作为参考,以直接测量两个振荡器之间的相对相位差。锁相放大器的开环特性确保仪器能够提供有效即时的响应,不容易受信号突变或损失造成的影响。因此,用户可使用锁相放大器测量接近或处于输入本底噪声的信号。相位表/PLL 原理相位表的核心相位检测单元是一个锁相环(PLL)。相位表的基本测量原理是将一个内部振荡器锁定在输入信号上,然后从内部振荡器的已知相位推断出输入信号的相位。图2显示了PLL的运作原理。锁相环的运作原理与锁相放大器非常相似,但有两个重要的区别:1)本地振荡器被一个压控振荡器(VCO)所取代;2)低通滤波器的输出反馈形成一个闭环。 图2: 锁相环的简化原理图VCO的输出 VVCO可以表述为 ωset是VCO的设定/中心频率。K是VCO的灵敏度 VCO, VVCOinput 是VCO的输入。AVCO是VCO的振幅。K和AVCO在正常工作时都保持不变。在不深入了解闭环控制理论的情况下,这种配置试图保持输入信号Vin和VCO之间的瞬时频率差为零。因此:由于ωset和K都是基于已知的仪器设置,输入的频率可以根据VVCOinput来计算。同时,ωset在时间t的累积相位可以表示为输入信号的累积相位可以用来近似表示。这里我们把K∙Vvcoinput项定义为ωdiff。因此,输入信号和参考信号(振荡器在设定的频率下)之间的累积相位差可以通过测算环路的频率差/误差信号积分获取。这种方法为相位检测提供了一个原生的相位解包支持,使输出与相位差呈线性关系。输入信号的瞬时频率也通过进行测量。此外,相位表有一个内置的二级振荡器来计算输入信号的振幅,类似于一个双相锁相放大器。除了来自环外积分器的相位,相位表的输出可以被设置为直接从数控振荡器(NCO;它可以被认为是数字的VCO)生成输入信号的正弦锁相副本,具有任意的振幅和可调相位。另一方面,输入和NCO之间的稳定锁定是PLL正常运行所必须的,不连续的输入可能会导致测量中断。由于这个原因,PLL在非常低的频率上保持稳定的锁定更具挑战性,相位表对比于锁相放大器在低载波频率边界更受限制,因此不建议用于测量接近输入本底噪声的信号。应用中考量因素和演示在本节中,我们将通过演示讨论在对Moku锁相放大器和相位表之间进行选择时的一些实际注意事项。在这个演示中,通过多仪器模式(MIM)(点此详细了解MIM)同时开启波形发生器、锁相放大器、相位表和示波器功能。一个10MHz的相位调制信号以单相和双相模式输入Moku:Pro的锁相放大器和相位表。相位检测的输出通过示波器进行记录。
  • 全二维气相色谱-飞行时间质谱仪:破译白酒风味组分的秘密武器——访中国食品发酵工业研究院标准信息研究发展部基础研究中心高红波主任
    在竞争激烈的白酒行业,白酒的“品质”越来越受到社会和广大消费者的关注。为了更深入了解“十四五”白酒品质和安全标准化研究方向,日前,仪器信息网采访了中国食品发酵工业研究院标准信息研究发展部基础研究中心(以下简称:发酵院)高红波主任,请其为大家介绍白酒食品质量安全、风味标准化研究相关的内容。发酵院标准信息研究发展部长期致力于食品与发酵工业领域标准化工作,承担了全国白酒(SAC/TC358)、酿酒(SAC/TC471)等7个全国标准化技术委员会秘书处工作。高红波,教授级高工,2008年硕士毕业后入职发酵院标准信息研究发展部,专注于酒类食品质量安全标准基础研究工作,参与完成国家级、省级科研课题6项,负责完成酒类等食品质量安全检测标准近20项、授权专利2项,参与编写酒类检测标准化书籍2部;在酒类食品全产业链潜在食品安全风险因子预警检测技术及预防控制措施技术、危害分析与关键控制点技术体系等、酒类特征风味物质鉴定研究技术等具有十分丰富的经验。中国食品发酵工业研究院标准信息研究发展部基础研究中心 高红波主任仪器信息网:请介绍下您现在主要的研究方向?高红波:我本人2008年入职发酵院标准化中心,我们研究团队主要从事酒类食品质量安全指标、酒类风味组分标准化基础研究,具体工作如下: 食品安全方向:跟踪国际食品质量安全风险最新动态,开展酒类全产业链潜食品质量安全风险研究,研究其酿造全过程(酿酒原料-酿造过程-成品酒及酒接触的包装材料等)潜在食品安全风险因子的形成机理、最新检测技术、预防控制措施技术、酒类系列重要食品安全风险因子快速检测仪器的开发应用等。 食品风味研究方向:采用气相色谱、气相色谱质谱联用仪、气相色谱-嗅闻-质谱联用仪、全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪、高分辨质谱仪等国际领先综合分析技术开展酒类关键风味物质分析、年份酒的鉴别、基酒分级等技术研究应用,构建中国白酒关键风味物质标准化数据库和高通量风味物质标准化检测技术,为白酒质量分级、白酒品质可视化表达等相关标准研制提供技术支持和科学依据。仪器信息网:酒类食品安全与品质检测目前最常用的仪器及技术手段有哪些?它们的优劣势分别是什么?高红波:白酒风味物质分析从薄层层析色谱法开始,逐渐采用气相色谱仪与红外光谱仪及质谱仪联用鉴定香味组分。然而,由于白酒的风味物质有上千种,用传统一维色谱作分离基础的分析技术存在严重的峰容量不足问题,白酒风味物质无法有效分离,使得质谱定性非常困难。同一样品通常需要采用多种不同极性的色谱柱进行分离,再通过保留指数等进行定性 ,难以满足白酒类等复杂体系的风味物质剖析研究工作。仪器信息网:请问您团队当时为什么选择使用全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪进行酒类风味分析研究工作?高红波:我工作以来采用过各类分析技术开展酒类食品质量安全检测方法标准制定和相关科研项目研究,白酒风味物质的研究之前主要是采用固相微萃取(SPME)-气相色谱-质谱仪,但由于白酒的风味成分特别多,某些风味组分物质无法较好地分离鉴定。机缘巧合下,我们接触到了禾信仪器的全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪(GGT 0620),并采用该仪器合作开展白酒风味物质分析研究,该设备具有峰容量大、分离能力强、灵敏度高、定性准确度高,且拥有便捷的前处理进样平台和联动的软件控制功能。可以有效避免色谱峰共流出的问题,一次进样分析可得到几百种甚至上千种有效风味组分,极大提高了我们白酒风味物质分析的准确性和工作效率,这是常规的一维气质联用仪无法企及的。同时禾信仪器采用固态热调制器技术,摆脱了传统的液氮和其他制冷剂的使用,它无需使用任何制冷剂、成本也低、操作非常简便,且不受使用环境的影响,大大提高了用户体验,可极大程度地降低全二维气质联用仪的使用门槛,此外,该设备不需要频繁更换液氮和其他制冷剂,仪器的操作便捷性和低成本都利于推进该技术在食品行业风味分析中的应用研究。 全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪(GGT 0620) 酱香型白酒风味物质质谱图(GGT 0620) 典型白酒风味物质的比例示意图仪器信息网:基于科研需求和食品行业需求,您认为现在全二维气质联用技术有哪些需要提升或者改进的地方?高红波:全二维气质联用仪较一维气质联用仪具有更高的分辨率、灵敏度和更大的峰容量,在食品风味分析中发挥重要的作用,该技术解决了一些复杂组分定性定量分析的难题,能够同时对多种化合物进行定性定量分析,并对复杂体系中的未知成分具有更好的非靶向鉴别能力,在现代食品风味分析中有着广泛的应用前景。同时全二维气质联用仪作为一种新型的分析技术仪器,许多研究及相关技术需要进一步深入和改进。如全二维气质联用仪可分离出许多新型化合物,目前这些化合物缺少有效的标准样品,且现有的质谱库未收录相关的质谱数据,因此建立专业化标准化全二维气质联用仪定性谱库具有重要意义。其次,经全二维气质联用仪分析产生了大量数据,这些海量数据需要应用统计学方法或其他技术来分析,因此希望合作单位可以深度优化数据分析软件功能,把大量的化合物信息充分利用好,配置一个功能全面、强大的软件,比如嵌入一些常用的统计学软件,进行聚类分析、差异化分析等。另外希望完善中英文翻译功能,让企业用户方便使用。酒类风味分析室掠影仪器信息网:能否介绍下贵单位在白酒风味物质标准化数据库相关的工作?高红波:我国已经建立了近千种农药残留标准化数据库,但白酒风味研究还存在专业风味数据库缺乏的问题。在没有合适的谱图库的情况下,为了提高风味剖析的的准确性和科学性,相关高校、科研院所及龙头生产企业都会分别购买几百种或上千种风味标准物质,但是相关资源共享还存在一定难度。发酵院作为白酒行业的第三方权威单位,正在联合有能力并且愿意为行业做贡献的仪器公司,一起开展白酒挥发性和非挥发性风味物质标准化数据库开发,该数据库可进行资源共享推广到白酒行业及科研院所,极大提高白酒行业风味分析的准确性,推动技术进步、减少行业的重复工作。开展不同香型、相同香型不同产区白酒样品的风味物质分析,不断完善升级中国白酒风味物质大数据库组分数量和相关信息,建立白酒的风味物质标准化数据库,为白酒真实性鉴别提供科学技术依据。白酒风味物质标准化数据库仪器信息网:请介绍下“十四五”期间贵单位计划在白酒领域开展哪些基础研究工作?高红波:“十四五”期间白酒标准基础研究工作主要从白酒酿造微生态大数据、白酒感官标识、白酒关键风味等三个方面开展白酒品质表达标准化关键技术研究等,同时基于全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪(GGT 0620),开展白酒风味物质的高通量鉴定分析,结合风味阈值和风味特征等,筛选出关键组分物质,形成白酒关键风味物质可视化表达体系,积累白酒质量评价科学大数据,为白酒质量分级、白酒品质可视化表达,制定科学合理的白酒技术标准体系提供支持依据,丰富和完善标准内容,提升标准修订工作水平,发挥白酒国家标准的技术引领作用。
  • 上海高研院在相位显微成像方面获进展
    近日,中国科学院上海高等研究院王中阳团队提出基于相位恢复算法的单次曝光定量相位显微技术。相关研究成果以Phase microscopy using band-limited image and its Fourier transform constraints为题,发表在Optics Letters上。相位恢复技术作为非干涉的定量相位重构技术,为透明细胞结构和三维表面形貌等提供了无标记、无接触、无损伤的重要测量手段。然而,以迭代投影算法为核心的相位恢复技术,其有效性依赖于解的唯一性和算法的收敛性。在现有同类技术中,X射线相干衍射成像技术(CDI)需要成像物体的先验信息(如准确的成像物体尺寸)来施加“紧”约束条件使算法收敛到正确的相位信息。进一步发展的叠层成像技术和傅里叶叠层显微技术通过物面或傅里叶面的多帧冗余测量来提高算法的收敛性。然而,在实际的生物成像中,准确的物体尺寸通常难以获得,且多帧冗余测量降低了成像的时间分辨率。上述问题限制了它在无标记生物动态成像中的应用。基于此,王中阳团队提出了新型的单次曝光定量相位显微技术,称为BIFT(Bandlimited Image and its Fourier Transform)显微镜。科研人员在传统光学显微镜上引入分束器和傅里叶透镜,同时采集显微物体的像以及透镜变换后的傅里叶像。BIFT显微装置如图a所示。研究通过利用显微系统中固有的视场、频谱受限以及有限照明等作为约束条件,从而避免了成像物体的先验约束,去除了CDI技术中常见的三类模糊解(即无法区分原始物体的平移、共轭旋转以及全局相移),提升了解的唯一性和算法的收敛性。同时,该技术的空间带宽积(SBP,衡量显微系统成像信息容量的不变量)仅受显微物镜参数限制,打破了CDI技术成像系统SBP依赖于采样率,会因其过采样需求而SBP降低至少一半的限制。由于采集了像的幅度信息,该技术的采样率相比CDI技术降低了一半,同时改进的算法提升了算法收敛速度和相位重构精度。此外,该工作还讨论了采样率、像素响应、噪声等因素对相位恢复的影响。实验演示了光栅和血红细胞的单次曝光相位成像。在血红细胞的定量相位恢复的实验研究中显示,该技术单次曝光的条件下即达到了数字全息显微中10帧图像才能达到的效果。重构的红细胞光学高度如图b所示。因此,该技术单次曝光相位成像的能力有望在无标记生物动态成像中得到广泛应用。研究工作得到上海市科学技术委员会的支持。相关技术已得到国内专利授权,并申请国际PCT专利。显微系统装置示意图与血红细胞重构结果文章链接:https://doi.org/10.1364/OL.487626
  • 安光所在虚像相位阵列光谱仪研制及吸收光谱应用方面取得新进展
    近日,中国科学院合肥物质院安徽光机所张为俊研究员团队在虚像相位阵列光谱仪装置研制及其吸收光谱应用方面取得新进展,相关研究成果以《基于虚像相位阵列的可见光波段皮米分辨宽带CCD光谱仪》和《基于虚像相位阵列光谱仪的宽带高分辨CO2吸收光谱测量技术研究》为题分别发表在学术期刊Analyst(SCI二区, IF=4.20)上和光学学报(ESCI)上。   宽带、高分辨光谱可同时精准识别多种物质成分,获取相关的理化特性,在精密测量等众多科学研究与应用领域具有重要的应用价值。然而传统光谱仪难以兼顾高光谱分辨率与宽光谱检测范围,近年来发展的新型色散元件虚像相位阵列为解决该问题提供了新的紧凑型方案。   团队赵卫雄研究员和周昊博士设计并建立了可见光和近红外波段两台虚像相位阵列光谱仪(分别工作于可见光660 nm和近红外1.4 μm波段)。使用近红外光谱仪于1.42 ~ 1.45 μm波段测量了CO2气体的吸收光谱,并利用HITRAN数据库实现了一维光谱信息的高精度提取,测量结果与数据库模拟光谱吻合,证明了研制的虚像相位阵列光谱仪的测量准确性及相关光谱反演算法的可靠性。该装置在大气痕量探测、精密测量及基础物理化学研究等领域有着重要的应用前景。   本研究工作得到国家自然科学基金(42022051, U21A2028)、中国科学院青年创新促进会(Y202089)、中国科学院合肥物质科学研究院院长基金(YZJJ202101)项目的资助。VIPA 光谱仪示意图。(a)结构示意图;(b)二维光谱图像示意图宽带 CO2吸收光谱测量装置示意图
  • 中石油发布“近红外”和“重油四组分”2项快检技术
    近日,中国石油炼油与化工分公司首次主办“中国石油自主先进分析技术推介会”,并向中国石油所属30余家炼化、销售企业重点推介由石油化工研究院自主开发的“重油四组分自动快速分析技术”和“近红外快速分析技术”。本次推介的两项技术不仅是集团公司炼化技术、装备自主创新的重要成果,也是炼化技术开发、推广一体化解决方案的有益尝试。其中,“重油四组分自动快速分析技术”是中国石油在炼化领域首个实现自主技术开发、自主装备开发和标准引领的技术,为全球首创,已列入集团公司国际标准培育项目。与现行标准相比,这项技术测定时间和人工分别减少80%以上,且精密度更高。“近红外快速分析技术”可部署面向装置采样口的在线应用模式,为用户提供炼化物料数据在线、全面、实时的分析数据,为炼化智能化最为基础的“感知能力”的建设提供了有力支撑。目前,这两项技术已在国内5家企业应用。大连石化和庆阳石化代表使用单位在会上分享应用效果时均表示,新技术有效缓解了质检部门样品分析检测压力,缩减了数据反馈时间,可实现传统方法无法实现的高频次分析,为装置操作调整优化提供了更加及时、准确的数据支持。炼油与化工分公司主办这次推介会,旨在落实集团公司“科技自立自强上要见到新气象”的要求,加强生产企业和科研单位之间的沟通,确保科研投入能够有的放矢,鼓励企业积极了解并尝试新技术,开拓应用市场,促进自主创新成果的高效转化。据悉,多家与会企业对此高度关注,纷纷表示希望尽快实现先进分析技术的落地实施。这两项先进分析技术的推广应用,是中国石油先进标准引领技术进步、掌握市场话语权的重要步骤,将为集团公司建设智能炼厂和引领炼化转型升级提供有力支撑,也为科研单位与企业用户充分交流、实现科技与生产融合发展开辟了新天地。
  • 解决方案 | 全二维气质联用仪鉴别白酒风味组分
    背景介绍白酒是我国历史悠久的传统蒸馏酒,目前主要有以酱香型、清香型、浓香型、米香型四种香型为主的十二大香型白酒。由于原料及生产工艺的差异,不同香型白酒有着不同的风味组分特征,构成了白酒丰富多彩的风味特色。因此,白酒中的特征风味化合物分析已成为当今研究者的关注重点。方案简介随着科技的发展,白酒风味物质的分析方法逐渐由传统化学方法引向高端仪器分析。为了更好地支持白酒风味物质分析,禾信仪器秉承“做中国人的质谱仪器”发展理念,与中国食品发酵工业研究院标准和数字化研究发展部合作开展基于全二维气质联用仪(GGT 0620)等国际领先的白酒分析技术,推出白酒风味组分分析检测解决方案。方案以全二维气质联用仪(GGT 0620)为核心设备,搭载全自动智能进样平台、全新半导体制冷固态热调制器和海量化合物数据分析软件,开展白酒中风味物质的高通量定性鉴定、定量分析,将现代高新技术融合进庞大复杂的白酒风味成分体系研究中,逐渐揭开不同香型白酒所含风味物质的神秘面纱,从而科学地引导中国白酒行业的快速发展。全二维气质联用仪(GGT 0620)产品图片应用案例 01某浓香型白酒风味成分分析仪器配置参数部分测试结果风味成分定性分析下图是该浓香型白酒样品的全二维色谱图,通过自动峰检测,共检测到1864种挥发性有机物成分,化合物组成非常丰富,且不同种类的化合物(酯类、醇类、有机酸类)在全二维色谱图呈现规律性分布。某浓香型白酒样品的全二维色谱图风味化合物组成分析通过海量化合物数据分析软件(MDT)可以实现一键自动分析,一键完成数据自动分类及统计,确定该浓香型白酒中烷烃、烯烃、芳烃、酯类、醛类等类别化合物占比和主要风味成分,具体数据见下表。某浓香型白酒样品的各类化合物数量及占比表不同年份酒差异性分析通过对该浓香型白酒的不同年份酒统计分析,较好地实现了对三个储存年限的年份酒的鉴别。下图中绿色Y3代表储存3年,蓝色Y6代表储存6年,红色Y9代表储存9年,通过图示可以看出,Y3与Y6、Y9不同年份酒能达到很好区分。不同年份某浓香型白酒样品的聚类分析图酒越陈越香,白酒储存年限越长,陈味越突出,入口感觉越细腻。通过GGT 0620可以对不同存储年限的酒风味物质进行鉴别,有助于各大白酒厂商筛选出口感较好的陈年老酒。实验结论使用 GGT 0620 结合海量化合物数据分析软件对某浓香型白酒样品进行非靶向分析,共测得1864多种挥发性有机物成分。与此同时,有效完成了对该白酒主要风味成分的类别和占比分析,并对不同年份酒开展了准确鉴别分析,为浓香型白酒风味物质的研究和不同年份酒的鉴定提供了一种准确有效的分析方法。 02某清香型白酒挥发性成分分析仪器配置参数部分测试结果风味成分定性分析下图是九类清香型白酒样品的全二维色谱图,每类样品检测出400-700种挥发性有机物,总计检出1600多种挥发性有机物成分,其中以 2-3#样品中检测到的化合物种类最多,达到 609 种,化合物组成非常丰富。9个某清香型白酒样品的全二维色谱图风味化合物组成分析通过MDT数据处理软件对检测到的化合物组成进行统计分析,结果如下图,九类白酒样品中含量最高的化合物种类均是以癸酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯、己酸乙酯酯等为主的酯类化合物,相对含量都在50%以上。酮类、醇类、烯烃类及酸类化合物含量略低一些。某清香型白酒样品的各类化合物数量及占比表主成分物质分析PCA是常用的无监督统计方法,用于降低大数据集的维数,以揭示样本间的差异,它对复杂数据集能提供直观解释,并从中揭示出数据集中观测数据的分组、趋势以及离群。采用PCA方法对九类清香型白酒样品采集数据进行差异化分析,并经MDT软件分析处理后得到832个变量,按类别区别划分为九组进行PCA分析,得分图如下图所示。9个某清香型白酒样品的全二维色谱图实验结论使用 GGT 0620 结合化学计量学方法对九个清香型白酒样品进行非靶向分析,共测得 1600 多种挥发性有机物成分。Canvas 软件、MDT 软件可以联合处理和挖掘全二维气质联用数据,找出差异/相似化合物,最后通过商业化多元数据分析软件得到样品间的聚类关系,为区分不同类别的清香型白酒提供了一种快速、可靠的分析思路。 03某白酒样品中的氨基甲酸乙酯(EC)测定分析仪器配置参数部分测试结果某白酒样品中的风味成分定性分析下图是某白酒样品的全二维色谱图,通过自动峰检测,成功分离了上千种挥发性化合物,在选择离子模式下有助于从这个庞大的数据中找到目标物EC,并且白酒基质对目标物没有任何的影响。△ EC 和 D5-EC在白酒基质中二维色谱图△ EC 和 D5-EC在选择离子模式(M/Z 62,64)二维色谱图某白酒样品中的EC定量曲线分析按照实验方法依次从低浓度到高浓度对标准白酒样品溶液进行分析,在10-500μg/L的范围内,线性相关系数达到0.998,可以满足国标方法GB 5009.223-2014的要求。EC测定的标准曲线实验结论禾信仪器GGT 0620是分析白酒中EC的有力工具,分析过程不需要繁琐的人工操作以及衍生试剂和有毒有害试剂的消耗,同时可保留丰富的样品挥发性物质
  • 合肥研究院提出三维荧光光谱组分识别新方法
    p   近期,在国家自然科学基金的支持下,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所研究员赵南京课题组在三维荧光光谱组份识别方面取得新进展,相关研究成果发表在近期的美国John Wiley& amp Sons Ltd 出版社出版的J.CHEMOMETRICS 上。 /p p   随着工业发展、城镇化提速以及人口数量的膨胀,水污染情况仍然非常严重。水污染主要可分为:生物污染,物理污染和化学污染三大类。多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons)具有极强的“三致”效应,在环境中很难降解,成为化学污染监测的重点之一。检测多环芳烃的传统方法主要有气相色谱法和液相色谱法,由于多环芳烃在水里的溶解度很低,这些方法通常需要对样本进行预处理,费时费力且不适合在线实时监测水中的多环芳烃。三维荧光光谱法具有非破坏性、高灵敏度等特点,已成为一种重要的多组分物质分析手段。而多环芳烃由于自身的结构受到紫外光及可见光的激发可产生荧光,因此,三维荧光光谱成为在线监测痕量多环芳烃的最佳选择。但是目前阻碍这一技术广泛应用的困难主要有:谱线较宽、同一类物质光谱相似等原因造成光谱重叠,影响单一成份提取与识别。因此,三维荧光光谱组分解析成为亟待解决的问题之一。 /p p   该文中,赵南京课题组提出了右因子非负矩阵分解用于光谱组分解析,该新方法在信号提取方面有优越的表现,能实现实际水体中多环芳烃荧光光谱组分的成功提取与识别。 /p
  • 细微之处见真知丨微米、纳米颗粒物组分,SPAMS全知道!
    4月9日,由仪器信息网联合中国颗粒学会召开的首届“颗粒研究应用与检测分析”主题网络大会顺利召开。会议邀请了业内著名颗粒学学者、检测分析专家以及龙头企业代表,针对颗粒学研究应用及检测分析的前沿热点和疑难杂症进行探讨,促进颗粒学的研发应用端与我国颗粒学事业的良性发展。广州禾信仪器股份有限公司(以下简称“禾信仪器”)受邀参加了会议,分享了近年来关于颗粒物分析仪器研发的新进展及其在科研方向的应用成果。早在2013年,禾信仪器就成功推出了第一代“在线单颗粒气溶胶质谱仪”,现已衍生研发出适用于不同监测场景、需求的系列产品--“SPAMS 05系列”,以该系列产品为核心的“PM2.5在线源解析系统”应用案例遍布全国。那么,在科研领域,禾信仪器SPAMS 05系列产品又能做哪些研究呢?又获得了哪些成效呢?接下来,笔者详细介绍下禾信仪器“在线单颗粒气溶胶质谱仪 SPAMS 05系列”。专业的气溶胶颗粒组分分析仪器--“在线单颗粒气溶胶质谱仪”在线单颗粒气溶胶质谱仪 SPAMS 05系列,是禾信仪器拥有全面自主知识产权并完全正向开发的,专业的应用于微米、纳米级气溶胶颗粒分析仪器,广泛应用于各个需要气溶胶颗粒组分分析的领域。其中,以该仪器为核心的PM2.5在线源解析系统的应用已覆盖全国31个省、200多个地市。在科研方面,SPAMS可谓“上山下海,无所不能”。曾两次跟随雪龙号前往极地进行海洋气溶胶科考,并于泰山顶监测站进行气溶胶传输通道颗粒物组分混合态研究。利用SPAMS发布的论文达百余篇。在线单颗粒气溶胶质谱仪SPAMS 05系列产品应用领域凡是涉及到微米、纳米级颗粒物分析的领域都有SPAMS发挥作用的空间!点击可查看大图1生物气溶胶相关研究--利用负离子特征峰快速在线识别活性细菌气溶胶何为生物气溶胶?其是一类含有生物性粒子的气溶胶,含有细菌、病菌、霉菌、真菌、病毒、花粉、孢子等。2019年,曾真[1]等人利用单颗粒质谱仪对细菌气溶胶颗粒进行分析,获得了独特的细菌指纹图谱。以m/z -26、42、79、97和159等氰酸和磷酸盐离子峰为细菌气溶胶的特征峰,能够实现快速在线识别活性细菌气溶胶。实验流程外场实际采集细菌气溶胶谱图[1] 曾真,利用单颗粒气溶胶质谱仪分析细菌气溶胶颗粒, 2019.2大气气溶胶组分研究--泰山顶京津冀-长三角气团传输通道气溶胶混合态研究 2019年夏季,南京信息工程大学银燕教授[2]团队在泰山玉皇顶开展气溶胶综合观测实验,首次使用了单颗粒气溶胶质谱仪对泰山顶气溶胶混合状态及其粒径分布特征进行研究,并探讨气溶胶混合状态对新粒子增长过程的影响。2016年1月,Lin[3]等人采用GCVI与单颗粒气溶胶质谱仪相结合,对华南南岭(1690μm A.S.L.L)中单个云状残渣颗粒的化学组成和混合状态进行了评价。这项研究是首次报道了中国单个云团颗粒的化学组成和混合状态的现场观测。
  • 解决方案 | 循“香”溯源,解读香气密码
    人们常常会因为一种味道,而喜欢上某种东西。香水也不例外。一缕清香,惹人驻足;与你“气味相投”的香气因子会将你唤醒,使你为它的香味着迷、驻足。香水散发的香气能让人心旷神怡、精神愉悦,亦能在炎炎夏日起到掩盖“体味”的作用,给人干净、清爽的感觉。那么,你知道香水的香味是从哪里来的吗?香水的香味来源于其重要的构成组分香精的挥发,而要解开香味的秘密就必须知晓香精的物质组成及比例。但组成香精的物质种类繁多,甚至多达上千种,且浓度范围宽,化学性质、组成结构也各不相同;某些组分在分析过程中又存在相互干扰的情况,使分析工作面临巨大挑战!传统分析技术多次分析费时费力难觅心中所想传统分析检测技术大多采用气相色谱质谱联用仪配备电子鼻或嗅闻仪的方式来分析目标香气的成分。传统技术在分析不同性质的组分时需要配置不同极性的柱系统,即分析强极性和弱极性的化合物时需要用极性柱系统和弱极性柱系统逐一分析样品。导致单个样品的分析时间过长,另外一维色谱峰容量小、分离度较低、对于理化性质相近的化合物共流出严重等局限性也限制了传统技术对复杂香精样品的分析能力。禾信解决方案一次分析快速精准捕获倾心所思全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪(GGT 0620)采用最新型固态热调制器将两根不同极性的色谱柱以串联方式连接,可实现样品中全组分的近正交分离,极大的提高了色谱系统的分离能力,峰容量的提升达10倍以上。搭配高性能飞行时间质谱检测器,使整套系统具备高采集速率、高灵敏度、高质量精度等优异性能。GGT 0620搭载全二维数据处理工作站(Canvas),可对被测物质进行自动峰积分,一键完成定性。结合Mass Data Trace软件的自动分类及差异比对、多模型溯源算法等功能,可以快速准确地获得混合香精中单体香精的占比。分析效果与效率显著优于常规分析方法,正在成为香精组分检测、工艺优化、真假鉴别等方面的全新质谱检测技术。案例分析案例1:某香精的成分分析将液体香精样品经乙醇溶剂稀释10倍后,利用禾信GGT 0620进行分析。谱图如下:某香精样品全二维TIC局部图样品经过分析共得到化合物909种,其中醇类、含氧化合物、烯烃、酯类、酮类总占比达79%;此外,还检测出微量的芳烃、酚类、酸酐类、呋喃酮类等化合物。结合分析结果,初步得出该样品由天然精油与合成香料按一定比例配制而成。样品结果分析及分类结果如下:上下滑动查看更多案例2:某洗发水样品成分分析取2.0g样品到20mL顶空瓶中,经SPME Arrow萃取后利用禾信GGT 0620进样分析。结果谱图如下:某洗发水样品全二维TIC局部图通过样品分析获得化合物270种,其中醇类、烯烃、酯类、酮类、含氧化合物、醛类等占比达83.6%。此外还有微量的胺类及吡啶类、呋喃类、酸类等让人感受不愉悦的气味组分。通过分析产品各批次主香剂的含量及杂质的含量,可作为产品质量控制及提升的重要技术依据。样品结果分析及分类结果如下:上下滑动查看更多案例3:混合香精样品的成分溯源利用GGT 0620对精油、酊剂进行全成分分析,得到其指纹谱图,并通过禾信Mass Data Trace软件多模型溯源算法建立相应的指纹谱库。最后将混合香精分析结果导入溯源系统内与指纹谱库比对,分析混合香精中各精油/酊剂的成分占比。某香精样品配方成分溯源结果通过分析结果可知,由禾信GGT 0620进行全成分分析并结合指纹谱库的溯源算法,能快速、准确地获得混合香精中各主成分的占比,获得更为精准的分析结果。香水已然贯穿人们生活中的各个方面,是人们日常或出席各种重要场合的必备化妆品之一。香水的香味类型随着市场的需求一直层出不穷,而香味则是每款香水的独特“标识”,亦是人们选购时考虑的重要因素。禾信仪器GGT 0620可提供高效精准的香精分析解决方案,满足企业及实验室对香气分析的需求,助力解读香气密码!
  • 【微升级灌装利器】SPF25同相位线性泵
    SPF25同相位线性泵,这一量身打造的精细灌装神器,将传统的分装技术推向了一个全新的领域。以其迅疾如风的工作速度,精准如镊的分装精度,以及宽广的适应性,恰如一位细致工匠,将小微装量的流体精准地点滴如数,毫不浪费。它借助精妙的电控技术,巧妙解决了传统灌装泵在连续作业过程中精度不断降低的难题,如同呵护着每一滴珍贵的液体,确保每次分装都如同初次般精确。  它的结构,小巧而不失匠心,采用SUS304不锈钢作为泵头主体,兼具坚固与雅观。表面层层耐腐蚀处理,即使面对强力的消毒液如双氧水、臭氧或酒精,甚至是环己烷,它也能昂首挺立,保持着内外的清洁与卫生。自由而轻盈的控制方式,结合专为其设计的管路,驱使这一灌装泵能够单手操控,简便自如。在不与任何泵体接触的状态下,它将液体安全送达目的地,全程无污染,确保了液体的纯净与安全。  这款高速、高精度、高适应性的小微装量灌装泵,集结了现代制造业技术的尖端智慧,每一次运作都仿佛进行一次高精密的舞蹈,达到了误差范围不超过±0.5%的惊人标准。在化工、医药、食品以及精细化学品的精确灌装中,这一黑科技般的装置无疑将成为业内瞩目的焦点,推动生产力的飞跃,向无限可能的未来进发。
  • 中石化自主开发微痕量气体组分同位素分析新技术
    近日,石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所实验研究人员应用自主开发的微痕量气体组分同位素分析新技术,对鄂尔多斯盆地的富烃类气藏、云南腾冲的温泉气、济阳坳陷地区二氧化碳气藏中的气体进行氢同位素分析,收到让地球化学研究人员满意的分析效果。历经40多年发展的无锡石油地质研究所实验研究中心在稳定同位素分析领域方面有着深厚的技术积累,逐步形成具有特色的同位素分析技术系列,得到国内外同行认可。面对油气勘探研究需要和目前同位素分析技术难题,在上级的支持下,这个所不断更新实验技术装备,引进3台不同型号的稳定同位素质谱仪,包括与其相配套的水平衡装置、预浓缩装置、气相色谱仪等先进设备。   同时,这个所着力加强技术创新和新技术的开发应用,坚持将传统技术方法与创新分析技术相结合,在原有稳定同位素分析技术的基础上,通过将稳定同位素质谱仪与其相配套的设备互相联接,成功开发了新同位素分析技术。   燃烧/高温裂解元素分析仪与稳定同位素质谱仪(Delta V)联机使用碳—氮、氢—氧同位素连续测定技术,可进行批量样品分析,具有样品量小、检测速度快、准确度高的特点,能满足沉积有机质碳、氢、氧、氮4种元素同位素组成的分析要求。使用燃烧装置能够实现一次进样同时检出样品中碳、氮同位素组成的目标,而使用裂解装置可同时在线测定其氢、氧同位素组成,还可用于水中氢氧同位素分析。   预浓缩装置与稳定同位素质谱仪(MAT253)联用测定微痕量气体组分的同位素分析技术,能满足低浓度甲烷气样品的碳氢同位素分析,同时利用天然气中各个组分在低温下被特定填料吸附的物理性能差异,对天然气中微痕量氢气的富集与分离,有效消除天然气中微痕量氢气同位素分析的技术瓶颈,为幔源流体中氢的地球化学研究提供有力技术支撑。   据悉,稳定同位素分析新技术的开发与应用,为石油天然气地质研究提供了丰富的地球化学信息,在油气成因类型判识、油气源对比、运移示踪和成藏机理研究等方面发挥着独特作用,深受课题科研攻关人员和油气田生产单位的欢迎。
  • 烯烃中常量和微量组分分析,中心切割一招搞定
    导读烯烃是人类社会经济和生产生活的重要原料之一,它是含有碳碳双键的一类碳氢化合物,通过聚合反应能形成具有各种特性与牌号的功能高分子材料,经过再加工成型为众所熟知的塑料器具、管材、人造纤维、合成橡胶等,满足并丰富人们多彩的物质生活需求。烯烃中不仅有常量组分,还有微量物质,它们共同影响着最终加工成型材料的特性。烯烃中乙烯、丙烯,一直被誉为石油化工的基石,如今,乙烯被视为定义化工产业水平的关键指标,丙烯则被称为化工产业链延伸的重要基础原料。我国现有⼄烯产能约4200万吨/年,丙烯产能约5000万吨/年,预计到“十四五”末,国内⼄烯产能将达到6500万吨/年,丙烯产能将达到7200万吨/年。市场需求带动烯烃的增长动力持续强劲,对于高品质烯烃质量的要求也更加严格。常见的乙烯、丙烯和丁烯等烯烃主要源于能源化工生产,不同厂家烯烃的生产工艺路线各异,既有石油催化裂化和裂解产生,也能从煤基合成气进行制备,组成比较复杂,往往含有大量烷烃、烯烃,同时还存在微量的杂质如极性的含氧化合物等。这些杂质不仅增加了烯烃聚合加工过程的氢耗和催化剂损耗,也影响了聚合烯烃的等级与品质。常规的气相色谱方法需要多次进样并更换不同色谱柱才能完成烯烃中的主要成分和各种杂质分析。有没有一种简便方法,一次进样就能实现烯烃中常量组分和微量物质的分析呢?答案是肯定的。想要“一招搞定”,实现如此复杂样品的高效率分离,就不得不提“先进流路技术”。先进流路技术——实现复杂组成的高效分离先进流路技术是什么?岛津公司的先进流路技术(Advanced Flow Technology,简称AFT)是采用新型流路控制技术的毛细管分析系统,可以高精度地将目标成分从复杂的原始样品中分离出来,实现高分离度并提高分析工作效率。它主要分为四种方式:反吹,检测器分流,检测器切换和中心切割。岛津先进流路技术软件界面主要特点和应用场景各控制方式的主要特点和应用场景示例如下。表1. 先进流路技术的控制方式特点与应用场景示例中心切割——简单实用的二维色谱分离中心切割是二维气相色谱常用的一种操作方式,通过无阀自动气体控制实现在设定时间段被分离物质切换流向,从第一根色谱柱一维模式进入第二根色谱柱二维模式分离。与全二维气相色谱中需要将所有一维分析组分再通过第二维分离的方式相比,采用中心切割后,可以根据需要选择一维色谱中难以分离的组分进入二维色谱继续分离,其他组分则在一维色谱中被分析检测。目前在能源化工分析领域已有很多标准方法都采用了中心切割二维色谱方法,常见的列于下表。对于烯烃分析,现在仍通过不同的方法去分别检测其中的含氧化合物和烃组成,影响分析效率,中心切割的方法有望在未来烯烃分析工作中大放光彩。表2. 国内外采用中心切割二维色谱方法的部分标准应用案例分享——烯烃的中心切割色谱分离• 仪器GC-2010Pro气相色谱仪• 分析条件进样方式:高压液体阀,0.2μL内置定量环;六通进样阀,500μL定量环进样口温度:150℃;分流比:3:1;FID检测器温度:200℃柱温程序:60℃(3min)→15℃/min→150℃(2min)→15℃/min→170℃(6min)色谱柱:Lowox 10m×0.53mm×10μm(1st柱);PLOT Al2O3/S50m×0.53mm×15μm(2nd柱);Rtx-1 1.8m×0.32mm×5μm(平衡柱)• 典型二维色谱图中心切割二维气相色谱法通过特殊的接口,两种分离机理不同的色谱柱串接在一起,将第一根色谱柱难分离的部分转移到第二根色谱柱做进一步分离分析。图1. 烯烃中常量和微量组分分析色谱图• 重复性和检出限采用中心切割技术,对烯烃样品连续进样6次,计算各组分的重复性和检出限(S/N=3),结果显示该方法对含氧化合物的检出限1 ppm,重复性RSD0.4%;烃类检出限0.4 ppm,重复性RSD0.5%。结语“十四五”期间我国烯烃产能持续攀升,尤其是高品质烯烃新工艺与新产品的开发水平不断提高,将对化工行业高质量发展起到积极促进作用。岛津先进流路控制的中心切割二维色谱可以有效应对愈加严格的烯烃质量控制,一招搞定烯烃中复杂常量和微量化合物组成分析,提高质量分析能力和工作效率。本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 气质百川丨悠悠奶“香”知多少?
    “早上喝牛奶,白天工作精神满;晚上喝牛奶,美容养颜助睡眠”,随着健康饮食的普及,牛奶逐渐成为大多数人日常生活中的必需品,尤其是疫情期间,国家卫健委发布抗击疫情膳食指导,“牛奶及其奶制品”被重点推荐!市场上牛奶品牌繁多,口味各异,其香味成分是决定牛奶美味程度和是否被消费者接受的重要因素之一,不同的产地、不同的动物饲料、不同的杀菌和储藏方式都会使牛奶的香味成分产生较大差异。然而牛奶中香味物质的含量都比较低,给香味成分的综合分析带来不小的挑战,尤其是如何从大量检出组分中确定哪些化合物才是引发牛奶香味的关键物质。岛津特色香味物质数据库(Smart Aroma Database)1是在大量实验及生产实践的基础上针对性开发的,其包含了500多种影响香味的化合物的保留时间、保留指数、特征离子/离子对、质谱图谱库、半定量校准曲线以及非常重要的气味特征等信息,无需标准品即可进行大范围的目标分析,不仅节省标准品购买成本,更能大大提高实验工作效率,轻松帮您搞定牛奶香味分析难题。香味物质数据库主要特点▶ 根据SCAN模式得到的谱图自动检测注册的香味化合物▶ 气味特征信息实现快速锁定引发香味的关键化合物▶ 无需标准品和重新探索分析条件即可快速轻松创建高灵敏度SIM和MRM方法▶ 半定量功能预判化合物浓度应用实例基于岛津GCMS-QP2020 NX系统,采用更耐用、更高吸附容量的固相微萃取技术(SPME Arrow)2对6种不同产地、不同灭菌方法的牛奶样品进行萃取(样品密封在3ml小瓶中,40℃加热30min后进行SPME萃取),并利用香味物质数据库对样品进行分析,结果共鉴定出45种香味成分(见下图)。采用多变量数据分析软件SIMCA 17 (Infocom Corporation)对鉴定出的结果进行主成分分析(PCA),以表征和比较不同牛奶的香味差异,由得分图可以看出牛奶样品2和牛奶样品6距离较远,说明它们的香味特征差异较大,对比载荷图找到引起两份牛奶香味主要差异的相对含量较高的化合物。牛奶2和牛奶6中引起主要差异的相对含量较高的香味组分牛奶2 和牛奶6中正己醛和己酸乙酯的质量色谱图对比因此,利用岛津专业的香味物质数据库(Smart Aroma Database)对不同牛奶样品的香味成分进行GCMS对比分析,可实现快速锁定引发不同牛奶香味的关键化合物。关联仪器AOC-6000 Plus+GCMS-QP2020 NX文献题目:Analysis of Aroma Components in Milk Using Smart Aroma Database™ 作者:Y. Takemori, Y. Higashi, and E. Shimbo声明:1. 本文不提供文献原文2. 所引用文献仅提供读者研究和学习参考,不得用于其他营利性活动3. 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 纯相位空间光调制器(SLM)零级光的产生及消除方法
    引言:空间光调制器(一般指相位型SLM)可以对光的振幅、相位、偏振态等进行调制,在光学研究领域拥有广泛和悠久的历史。目前相位型空间光调制器在全息光学,全息光镊,激光并行加工,自适应光学,双光子/三光子/多光子显微成像,散射或浑浊介质中的成像,脉冲整形,光学加密,量子计算,光通信,湍流模拟等领域应用广泛。很多的科研人员在使用空间光调制器时,往往会受到零级光的困扰,零级光对研究结果也产生了非常大的影响。可以说大家苦零级光久矣。本文对液晶空间光调制器零级光的产生原因及其消除方法进行了阐述。Meadowlark Optics公司拥有40年纯相位SLM研发经验,可以提供模拟寻址的纯相位空间光调制器(1920x1200 & 1024x1024分辨率),产品工作波段可以覆盖400-1700nm,相位稳定性可以达到0.1%,帧频可以到1436Hz,损伤阈值可以达到200W/cm2以上。 关键词:空间光调制器、SLM,液晶空间光调制器,纯相位,LCOS,零级光,一级衍射空间光调制器零级光产生的原因?要想了解SLM零级光产生的原因,我们需要先了解下空间光调制器的结构构成。如下图所示,LC-SLM光学头主要由:保护玻璃,透明电极,液晶层,像素电极层(Wafer)构成。1) 保护玻璃的透过率窗口片保护玻璃的透过率在相应的工作波段(400-800nm,500-1200nm,850-1650nm)内通常在98.5-99.5%范围内,因此有少量的光被直接反射回去。2)透明电极的透过率透明电极的透过率一般都在99%以上,该部分造成的零级光基本可以忽略。3)空间光调制器填充率像素电极层(Wafer)由一个个的独立像元构成,从而SLM可以实现针对单个像元的独立调制。相邻像元之间会有微小的缝隙,缝隙部分无法加载电压,因此对应的液晶层无法加载相位,这部分未被调制的光会反射回去,产生零级光。4)入射光照射到非工作区域如果入射光照射到了非工作区域,则这部分光也会不被调制,直接反射回光路,产生零级光。5)入射光的偏振态或者偏振方向错误目前市面上所有的相位型空间光调制器(SLM)均要求线偏光入射,线偏方向与液晶的e轴平行(extraordinary axis)。如果入射光与e轴存在夹角,或者入射光的偏振态不是线偏光,则会有一部分分量的光不被调制,从而产生零级光。Meadowlark公司SLM零级光消除方法?硬件方面:1)提高空间光调制器的填充率,蕞小化缝隙影响。Meadowlark Optics公司可以提供1024x1024的纯相位空间光调制器,填充因子可以达到目前世界蕞高的97.2%,大大减小了缝隙产生的影响。2)提高空间光调制器的线性度。1920x1200的液晶空间光调制器,MLO公司在出厂前会对每一台SLM进行高精度的校准,保证每一台空间光调制器都具有高度的线性准确性,从而提高相位调制精度,达到蕞优的调制效果。软件方面:a)叠加闪耀光栅Meadowlark公司的SLM控制软件提供生成任意周期闪耀光栅的功能,该光栅可以方便的与客户的全息图进行叠加,从而把结果偏转到1级位置,客户只需要用光阑将零级光滤掉,只让一级光通过即可。b)叠加菲涅尔透镜MLO公司的调制器控制软件提供生成任意焦距菲涅尔透镜的功能,用户可以将全息图与该菲涅尔灰度图进行叠加,从而零级光与衍射光的焦平面会发生错位,零级光在衍射光的焦平面上会发散掉,从而减小零级光的影响。光路方面:1)光路中添加偏振片和半波片,提高入射光的偏振态准确性为了使用SLM作为相位调制器,入射偏振必须是线性的,并且与LC分子对齐。为了确保入射光的偏振是线性的,建议在激光光源后放置一个偏振器。为了确保偏振与LC分子对齐,建议在偏振器和SLM之间放置半波片,通过半波片的旋转可以将0级光调到最小。2)光路中添加使用0阶块(0th order block),阻挡零级光上海昊量光电设备有限公司可以提供什么样的空间光调制器?1)1920x1200纯相位空间光调制器(标准速度) 2)1024x1024纯相位空间光调制器(超高速度)关于昊量光电:昊量光电可以给客户提供SLM样品试用,以及全面的技术支持。上海昊量光电设备有限公司是国内知名光电产品专业代理商,代理品牌均处于相关领域的发展前沿;产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等,涉及应用领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及更细分的前沿市场如量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等;可为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等优质服务。您可以通过昊量光电的官方网站了解更多的产品信息,或直接来电咨询。
  • 纯相位空间光调制器在PSF工程中的应用
    纯相位空间光调制器在PSF工程中的应用一、引言2014年诺贝尔化学奖揭晓,美国及德国三位科学家Eric Betzig、Stefan W. Hell和William E. Moerner获奖。获奖理由是“研制出超分辨率荧光显微镜”,从此人们对点扩散函数 (PSF) 工程的认识有了显着提高。Moerner 展示了 PSF 工程与 Meadowlark Optics SLM 的使用案例,用于荧光发射器的超分辨率成像和 3D 定位。 PSF工程已被证明使显微镜能够使用多种成像模式对样本进行成像,同时以非机械方式在模式之间变化。这允许对具有弱折射率的结构进行成像,以及对相位结构进行定量测量。 已证明的成像方式包括:螺旋相位成像、暗场成像、相位对比成像、微分干涉对比成像和扩展景深成像。美国Meadowlark Optics 公司专注于模拟寻址纯相位空间光调制器的设 计、开发和制造,有40多年的历史,该公司空间光调制器产品广泛应用于自适应光学,散射或浑浊介质中的成像,双光子/三光子显微成像,光遗传学,全息光镊(HOT),脉冲整形,光学加密,量子计算,光通信,湍流模拟等领域。其高分辨率、高刷新率、高填充因子的特点适用于PSF工程应用中。图1. Meadowlark 2022年蕞新推出 1024 x 1024 1K刷新率SLM二、空间光调制器在PSF工程中的技术介绍在单分子定位显微镜(SMLM)中,通过从相机视场中稀疏分布的发射点来估计单个分子的位置,从而克服了分辨率的衍射限制。可实现的分辨率受到定位精度和荧光标签密度的限制,在实践中可能是几十纳米的数量级。有科研团队已经将这种技术扩展到三维定位。通过在光路中加入一个圆柱形透镜或使用双平面或多焦点成像,可以估算出分子的轴向位置。光斑的拉长(散光)或光斑大小的差异(双平面成像)对轴向位置进行编码。将空间光调制器(SLM)与4F中继系统结合到成像光路中,可以设计更广泛的点扩散函数(PSF),为优化显微镜的定位性能提供了可能。利用空间光调制器(SLM)对荧光显微镜进行校准,可以建立一个远低于衍射极限的波前误差,SIEMONS团队就利用Meadowlark空间光调制器实现了高精度的波前控制。原理证明和实验显示,在1微米的轴向范围内,在x、y和λ的精度低于10纳米,在z的精度低于20纳米。对这篇文献感兴趣的话可以联系我们查阅文献原文《High precision wavefront control in point spread function engineering for single emitter localization 》下面我们来具体看看是如何应用的,以及应用效果如何。图2. A)SLM校准分支和通过光路的偏振传输示意图。额外的线性偏振滤波器没有被画出来,因为它们与偏振分光器对齐。B)相机上的强度响应作为λ/2-板不同方向α的SLM的相位延迟的函数。C) 光学装置的示意图。一个带有SLM的中继系统被添加到显微镜的发射路径中(红色),一个单独的SLM校准路径(绿色)被纳入发射中继系统中。这允许在实验之间进行SLM校准。BE:扩束器,DM:分色镜,L:镜头,LPF:线性偏振滤镜,M:镜子。OL:物镜,PBS:偏振分光镜,TL:管镜。光路如上图2所示,包括一台尼康Ti-E显微镜,带有TIRF APO物镜(NA = 1.49,M = 100),一个200毫米的管状镜头,一个带有SLM的中继系统被建立在显微镜的一个出口端口。中继系统包括两个消色差透镜,一个向列型液晶空间光调制器(LCOS)SLM(Meadowlark,XY系列,512x512像素,像素大小=15微米,设计波长=532纳米)和一个偏振分光器,用于过滤未被SLM调制的X偏振光。di一个消色差透镜在SLM上转发光束。第二个中继镜头确保在EMCCD上对荧光物体进行奈奎斯特采样。显微镜配备了一套波长为405nm、488nm、561nm和642nm的合束激光器。 这个配置增加了一个用于校准SLM的第二个光路。这个空降光调制器校准光路是为测量入射到SLM上的X和Y偏振光之间的延迟差而设计的,为了测量某个SLM像素的调制,需要将SLM映射到校准路径的相机上。这种映射是通过在SLM上施加一个电压增加的棋盘图案来获得的。平均捕获的图像和没有施加电压时的图像之间的差异被用作角落检测算法(来自Matlab - Mathworks的findcheckerboard)的输入,以找到角落点。对这些点进行仿生变换,并用于找到对应于每个SLM像素的CMOS像素。图3. SLM校准程序。A) 单个SLM像素的测量强度响应作为应用电压的函数。每一个极值都对应于等于π的整数倍的相位变化,并拟合一个二阶多项式以提高寻找极值的精度。强度被分割成四个部分,它们被缩放为[0 1]。这个归一化的强度(B)被转换为相位(C),并反转以创建该特定电压段和像素的LUT(D)。E)20个随机选择的SLM像素的归一化强度响应,显示像素间的变化。F) 测量的波前均方根误差是校准后立即使用校准LUT的相位的函数,45分钟后,以及制造商提供的LUT。G) 在不同的恒定相位下,用于成像光路的SLM部分的LUTs。暗点表示没有3个蕞大值的像素。H) 测量的平均相位和预定相位之间的差异作为预定相位的函数。 图3解释了SLM像素的校准程序。首先,以256步测量作为应用电压函数的强度响应,产生一连串的蕞小值和蕞大值,它们对应于π或2π的迟滞。在被照亮的SLM平面内的所有像素似乎有三个蕞大值,这意味着总的相位调制为4π或1094纳米。这些极值出现的电压是通过对极值附近的三个点进行拟合抛物线来找到的,这增加了精度,并充分利用了SLM的16位控制。然后,强度被分为四段,用公式(11)的逆值对这些段进行缩放并转换为相位。相位响应被用来为每个SLM像素构建一个单独的查找表(LUT),以补偿SLM的非均匀性。LUT参数在SLM上平滑变化,并与肉眼可见的法布里-珀罗条纹大致对应,表明相位响应的差异是由于液晶层厚度的变化造成的。额外的像素与像素之间的变化可能来自底层硅开关电路的像素与像素之间的变化。完整的校准需要大约5分钟(在四核3.3GHz i7处理器上的3分钟扫描和2分钟计算时间),但原则上可以优化到运行更快。实验结果:图4 测量的PSF与矢量PSF模型拟合之间的PSF比较。G-I)平均测量的PSF是由大约108个光子携带的信号通过上采样(3×)和覆盖所有获得的斑点编制而成。比例尺表示1μm。 图4显示PSF模型的预测结果。通过这种方式,实验的PSF是由∼108个光子的累积信号建立起来的。实验和理论上的矢量PSF之间的一致性通常是非常好的,甚至在蕞大的离焦值的边缘结构也是非常匹配的。剩下的差异,主要是光斑的轻微变宽,是由于入射到相机上的光的非零光谱宽度,由于发射光谱的宽度和四带分色器的带通区域的宽度。边缘结构中也有一个小的不对称性,这可能是由光学系统中残留的高阶球差造成的。 所有工程PSF的一个共同特点是,与简单的二维聚焦斑点相比,它们的复杂性必须在PSF模型中得到体现,该模型被用于估计三维位置(可能还有发射颜色或分子方向)的参数拟合算法。简化的PSF模型,如高斯模型、基于标量衍射的Airy模型、Gibson-Lanni模型,或基于Hermite函数的有效模型都不能满足这一要求。一个解决方案是使用实验参考PSF,或用花样拟合这样的PSF作为模型PSF,或者使用一个或多个查找表(LUTs)来估计Z-位置。矢量PSF模型也可以用于复杂的3D和3D+λ工程PSF。众所周知,矢量PSF模型是高NA荧光成像系统中图像形成的物理正确模型。复杂的工程PSF的另一个共同特点是对扰乱设计的PSF形状的像差的敏感性,并以这种方式对精度和准确性产生负面影响。为了实现精确到Cramér-Rao下限(CRLB),即无偏估计器的蕞佳精度,光学系统的像差水平应该被控制在衍射极限(0.072λ均方根波前像差),这个条件在实践中往往无法满足。因此,需要使用可变形镜或为产生工程PSF而存在的SLM对像差进行校正。自适应光学元件的控制参数可以使用基于图像的指标或通过测量待校正的像差来设置。后者可以通过基于引入相位多样性的相位检索算法来完成,通常采用通焦珠扫描的形式。这已经在高数值孔径显微镜系统、定位显微镜中实现,并用于提高STED激光聚焦的质量。三、PSF应用对液晶空间光调制器的要求1.光利用率 对于这个应用来说,SLM将光学损失降到蕞低是很重要的。PSF工程使用SLM来操纵显微镜发射路径上的波前。在不增加损失的情况下,荧光成像中缺乏信号。使用具有高填充系数的SLM可以蕞大限度地减少衍射的损失。 Meadowlark公司能提供标速版95.6%的空间光调制器,分辨率达1920x1200,高刷新率版像素1024x1024,填充因子97.2%和dielectric mirror coated版本(100%填充率)。镀介电膜版本的SLM反射率可以做到100%,一级衍射效率可以做到98%。高分辨率能在满足创建复杂相位函数的同时,能够提升系统的光利用率。2.刷新率(蕞高可达1K Hz)高速度可以实现实时的深层组织超分辨率成像。可见光波段蕞高可达1K Hz刷新速度(@532nm)。3.分辨率(1920x1200) 高分辨率的SLM是创建三维定位所需的复杂相位函数的理想选择,如此能够对每个小像元区域的光场进行自由调控。上海昊量光电作为Medowlark在中国大陆地区总代理商,为您提供专业的选型以及技术服务。对于Meadowlark SLM有兴趣或者任何问题,都欢迎通过电话、电子邮件或者微信与我们联系。欢迎继续关注上海昊量光电的各大媒体平台,我们将不定期推出各种产品介绍与技术新闻。 关于昊量光电:昊量光电 您的光电超市!上海昊量光电设备有限公司致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品!与来自美国、欧洲、日本等众多知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。代理品牌均处于相关领域的发展前沿,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等,所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及前沿的细分市场比如为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等。我们的技术支持团队可以为国内前沿科研与工业领域提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等优质服务,助力中国智造与中国创造! 为客户提供适合的产品和提供完善的服务是我们始终秉承的理念!
  • 宾朋满座处,闻香识人时
    人类使用香味物质有着悠久的历史,香水的出现甚至可以追溯至人类远古石器时代。现代社会中,不论对于男人还是女人,香水扮演了更为复杂的角色。一款香水对人的吸引主要取决于它的味道,而非强度。所以,香水组成的相关知识和研究引起人们的兴趣。现代香水由天然或合成精油混合而成,其中的香味物质成分基于适当的溶剂介质如乙醇等,在体温下散发。因此,气相色谱(GC)成为分离、鉴定和定量香水主要成分的理想方法,而其与质谱(MS)的联用,则进一步增强了对香水成分的定性能力。珀金埃尔默气质联用-SNFR嗅觉表征系统(闻香仪),通过将可以加热的传输线与配备带捕集阱TuiboMatrix HS顶空进样器的Clarus SQ8 GC-MS系统连接,在使用 GC-MS检测各类香味化合物的同时,通过SNFR提供记录人的嗅觉感官评估,适用于日化用品特别是香水的香味化合物检测和气味表征。01表征流程样品经GC色谱柱分离后,分流进入检测器和SNFR闻香仪。分离后的各类香味化合物的SNFR表征时间(检测者嗅闻)与检测器测定的保留时间保持准确一致。这种同步性使得用户可以在检测器上观察到某一香味化合物出峰的同时,嗅到通过SNFR系统传来的气味,并可以口述个人感觉。SNFR内置的声音识别软件记录口述内容,在实验数据处理时可将记录的语音文件转化成文字文本,叠加到色谱质谱图上,形成对样品香味化合物的全面检测和气味表征。02表征系统样品处理和进样——带捕集阱TuiboMatrix HS顶空进样器。使用顶空进样法,可以有效地将挥发性有机物输送进入气相色谱柱。样品的前处理只需简单地将已知量的样品放入适当的小瓶中,顶空进样器将会进行后续工作。传统顶空进样技术的潜在问题是只有小部分样品进入到GC柱,而采用捕集阱顶空系统,可以大大提高挥发性物质的收集量和传输量,并对样品中低浓度的物质进行更好的检测和观察。气相色谱分离——可靠耐用的Clarus® 680 GC气相色谱。由于需要同步进行GC分离和嗅觉识别,所以两个相邻的色谱峰之间需要有足够的时间间隔。在不过载的情况下,进入GC柱的样品量越大,使用者嗅觉辨别到不同香味化合物的机会就越大。因此,需要使用具备厚固定相的较长的气相色谱柱。分流系统——性能出色的S-Swafer™ 装置。色谱柱的流出物需要同时进入质谱检测器与闻香仪,在这种情况下需要一种分流装置。这种装置不能影响气相色谱的功能,而且是化学惰性的,且其体积要小。在分流器中使用尾吹气可以提供额外的控制能力,并且能使分流率更加稳定。质谱检测——快速灵敏的Clarus SQ 8 MS,定性鉴定定量分析GC色谱柱分离流出的各个化合物组分。通过将谱图与仪器配置的NIST数据库进行比对,可以快速地对化合物进行定性与定量分析。NIST数据库软件也可以与相关嗅觉信息相互配合。嗅觉识别——SNFR闻香仪,通过一根灵活的加热传输线连接到GC上。色谱柱流出组分经过分流后,通过钝化的熔融石英管传输到玻璃嗅闻口。使用者在使用质谱监测从GC柱洗脱出的香味化合物的同时,可以通过SNFR嗅闻口辨别气味,并借助内置的麦克风口述香味的特点和强度。在实验数据处理时可将记录的语音文件转化成文字文本,叠加到色谱质谱图上,形成对样品香味化合物的全面检测和气味表征。在添加了闻香仪之后,GC/MS系统在诸如香水等香味物质检测上应用空间被延伸了。依靠相关的直接感官知觉,再加上硬性的分析数据,两者合一所带来的数据说服力无可比拟。欲了解珀金埃尔默《利用GC/MS,捕集阱顶空和闻香仪对香水的特性描述》的详细内容,请扫描下方二维码即刻获取应用资料。更多详情请联系当地销售。扫描上方二维码即可下载右侧资料➡
  • 慧眼识酒香 岛津GCMS让您看得更通透
    酒作为一种特殊的饮品,一直以来就备受大众的宠爱,酒中种类十分丰富的香味物质形成了各种各样的特色酒。香味是评判酒品质的一个重要感官指标,科研和分析工作者对这些香味物质的探究乐此不疲。 由于酒中重要香味成分的浓度一般都很低,在对这些低含量组分进行分析时就要对样品进行很大程度的萃取和浓缩,因此样品的预处理是测定挥发性物质的关键环节。固相微萃取-气相色谱质谱联用技术(SPME-GC-MS)因其操作简单、不需要有机溶剂等特点常用于食品风味物质的检测,选用此技术分析酒样品时通常选择极性较强的聚乙二醇固定相的色谱柱,但由于酒中含有的脂肪酸的羧基会与色谱柱固定相中的羟基相互作用而导致其色谱峰拖尾,进而会妨碍共流出组分的检测和分析,给全面分析酒的香味成分带来了困难。 岛津提供基于AOC-6000 Plus多功能自动进样器和GCMS-TQ8050 NX联用的系统平台,通过采用具有更大承载能力的SPME Arrow技术、调整样品pH值的方法不仅获得了更高的萃取效率和灵敏度,同时也降低了脂肪酸对共流出组分出峰的影响,建立了含酸量较大的食品中挥发性成分的分析方法。该方法自动化程度高,大大简化了样品的前处理过程,同时萃取效率高,为复杂样品的分析提供了一种很好的手段。 01实验内容在清酒样品中加入难挥发的三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶液来调整样品的pH值,使用直接浸入式SPME提取(萃取纤维头PDMS),对原始样品及不同pH值下的样品进行对比分析,结果见图1和图2。从结果中可以清晰的看到调整样品pH前己酸、辛酸、癸酸、十二酸等脂肪酸的色谱峰较大,并出现了严重的拖尾现象,干扰了其他共流出组分的出峰,随着pH值的增大脂肪酸的色谱峰明显减小,部分与其共流出的组分获得了很好的分离和检测效果。 图1 SPME Arrow-GC-MS法直接测定储存在雪莉桶中清酒的TIC图图2 不同pH值下储存在雪莉桶中清酒的TIC图 以上建立的方法在另一个应用中得到了验证,采用顶空固相微萃取的方式对含有大量醋酸的苹果醋进行分析,添加Tris调节pH值后醋酸出峰明显减小,多种之前共洗脱的组分被很好的分离(如下图3),进而验证了该方法的可行性。 图3 SPME Arrow-GC-MS法测定苹果醋的TIC对比图 02关联仪器AOC-6000 Plus +GCMS-TQ8050 NX 阿克级三重四极杆GCMS系统给您带来更好的体验 优异的性能:★ 全时三重降噪技术有效抑制中性噪声和干扰,获得更高灵敏度。★ 全新设计的高灵敏度检测器,即使应对超痕量级样品,也能提供很好的稳定性,成就阿克级IDL水平。 智能的操作:★ 基于保留指数的Smart系列数据库为不同领域提供全方位应用支持,从方法创建到数据处理全智能。 耐用的硬件:★ 高辉度抗污染离子源和全新长寿命检测器,确保分析工作长期稳定的进行。 灵活的搭配——多功能自动进样器★ 全新的SPME Arrow和ITEX DHS动态顶空富集技术,助力高灵敏度分析。★ 液体进样、顶空进样、SPME进样三种进样模式自动切换,大大提高工作效率。★ GCMSsolution软件嵌入式控制AOC-6000 Plus,轻松便捷。 文献题目《Analysis of Aroma Compounds in Fatty Acid Containing Foods Using SPME Arrow-GC-MS》使用仪器岛津AOC-6000 Plus +GCMS-TQ8050 NX作者Moyu Taniguchi1, Kazuhiro Kawamura2, Eiichiro Fukusaki1,31. Department of Biotechnology, Graduate School of Engineering, Osaka University2. Analytical & Measuring Instruments Division, Shimadzu Corporation3. Osaka University Shimadzu Omics Innovation Research Laboratories 声明 1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考,不得用于其他营利性活动。3、本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 中国农业科学院油料作物研究所魏芳团队新成果:利用新型拟靶向脂质组学策略综合分析蓝蓟油中脂质组分
    2021年3月,中国农业科学院油料作物研究所油料品质化学与营养创新团队建立了一种新的拟靶向脂质组学策略,将靶向的Paternò–Büchi (PB)-MS/MS与非靶向脂质组学技术融合,综合分析了蓝蓟油中的脂质组分,并解析了多不饱和脂质的精准结构。有利于蓝蓟油的营养价值评价以及为蓝蓟油中独特的生物活性脂质的加工利用提供理论基础。相关研究成果发表在国际知名期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》(IF: 4.192)上。  研究背景  蓝蓟是一种原产于欧洲和地中海地区的草本植物,其种子的油脂具有两个独特的特点:含有丰富的n-3多不饱和脂肪酸,例如α-亚麻酸(ALA, 18:3n-3)和十八碳四烯酸(SDA, 18:4n-3),并且天然含有α-亚麻酸(ALA, 18:3n-3)和γ- 亚麻酸(GLA, 18:3n-6)。ALA和SDA是EPA(20:4n-3)和DHA(22:6n-3)的前体物质。研究表明n-3长链多不饱和脂肪酸EPA和DHA具有有效的抗炎、保护神经系统和降低患心血管疾病的功效。并且有研究报道SDA转换成EPA的比率接近30%,是ALA的4-5倍。因此,富含SDA的蓝蓟油是潜在的可持续性n-3多不饱和脂肪酸的来源,并且有替代鱼油的可能性。FDA和欧盟也将蓝蓟油列为新资源食品原料。蓝蓟油的营养和功能特征主要由其脂质组成决定,主要是由甘油三酯(TGs)、甘油二酯(DGs)和游离脂肪酸(FFAs)组成。因此,分析蓝蓟油整体的脂质组对评价其营养价值和探索其生物活性有重要的作用。目前,关于蓝蓟油的脂质分析主要集中在使用GC/GC-MS获得脂肪酸组成,而缺乏对于单独的脂质分子的精准结构如TGs、DGs和固醇酯(SEs)上脂肪酰基链的组成,尤其是不饱和脂肪酰基链上不饱和键的位置信息的研究。  研究内容  图1. 新拟靶向策略的流程图  针对蓝蓟油的整体脂质组信息缺乏,以及多不饱和脂质精准结构未知的现状,中国农业科学院油料作物研究所油料品质化学与营养创新团队建立了一种新的拟靶向策略全面分析蓝蓟油中的脂质组并鉴定了其中不饱和脂质双键的位置。新的拟靶向策略是将非靶向脂质组分析与以2-乙酰吡啶为衍生化试剂的PB-MS/MS靶向分析结合,实现高覆盖度的脂质组分析和脂质的双键位置的鉴定。具体来说,首先经过非靶向脂质组分析,共得到了158种脂质分子信息,包括123种TG, 20种DG,6种SE和9种FFA。基于非靶向脂质分析的结果,再进一步进行靶向PB-MS/MS分析,根据二级质谱图中的诊断离子得到双键位置信息,共鉴定出蓝蓟油中有209种脂质分子,并对其中162种不饱和脂质的双键位置进了行鉴定,包含32对TG双键位置异构体,5对DG双键位置异构体,4对SE双键位置异构体和1对FFA双键位置异构体。这种高覆盖和精准结构阐述的脂肪组学分析有助于更好地了解蓝蓟油的营养价值,并对进一步提高蓝蓟油中具有独特生物活性的脂质成分的加工利用研究提供理论基础。  图2.(a) 非靶向脂质组分析得到的蓝蓟油总离子流图(正离子模式) (b)TG 54:10的二级谱图 (c)DG 34:1的二级谱图  图3. 蓝蓟油中不饱和TG分子的双键位置的鉴定。2-AP-labeled TG 54:9 (a), TG 54:11 (b), TG 54:6 (c) and TG 54:5 (d)的MS/MS 谱图  中国农业科学院油料作物研究所魏芳研究员为论文的通讯作者,博士生徐淑玲为论文第一作者。上述研究得到了国家自然科学基金(31571926),湖北省技术创新项目(2018AHB014),武汉市科技计划项目(2019020701011468),中国农业科学院创新工程(CAAS-ASTIP-2013-OCRI),中国农业科学院“青年英才计划”培育工程计划等项目的资助。  论文链接:  https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jafc.0c07268  关于中国农业科学院油料作物研究所油料品质化学与营养创新团队脂质分析实验室:团队致力于突破脂质组分析所面临的生物基质复杂、脂质及其代谢产物种类繁多且结构复杂、定性和定量分析困难等共性关键技术瓶颈,建立高效,高通量的脂质组分析平台,并将该平台广泛应用于:(1)不同生物种质资源中脂质组成 (2)应用于食品安全与质量控制 (3)脂质的生物功能与营养学评价 (4)开发新的功能脂质。  脂质组分析平台:
  • 破解国际难题!工程热物理所原创质谱定量分析理论实现气相组分产率实时原位检测
    p   利用气相组分的变化分析反应过程特征广泛应用于众多领域,如能源、材料、医药、化工等等,目前普遍采用的气相组分检测参数是“浓度”,然而其作为相对值,无法真实地反映出反应过程质量的动态变化 而物质质量的变化率(产率)虽能够客观代表反应动态特征,但实现多组分气体产率的同步实时精确检测一直是国际性技术难题。 /p p   研究所创新提出了质谱定量分析的多输入多输出非线性系统理论模型,发展为多组分气体产率的质谱定量测试分析方法-等效特征图谱法(ECSA)。该方法遵循质谱检测工作原理与气体流动过程特点,基于气体动力学、热力学、信号处理等多学科、领域的基础理论,通过建立气体流动、采样、电离、质量分析等多环节相耦合无量纲参数,自适应消除检测过程的温度依赖特性、压力变动造成的信号漂移,实现复杂多组分气体产率的同步原位检测。在国际上首次破解了质谱检测信号从理论上未能与气体参数建立定量物理关系的核心科学问题。 /p p   在研究活性焦的吸附与再生性能的典型应用实例中,通过吸附前、后活性焦的燃烧特性研究,利用吸附气体污染物组分的释放产率,可以准确定量获得活性焦自身吸附气相污染物的能力、确定再生工艺条件,检测结果实现了物料、组分、元素的质量三平衡,具有高度的重复性与再现性,充分体现了等效特征图谱法对气相组分产率实时分析的可靠性。 /p p   目前等效特征图谱法(ECSA)已经在能源、地质、医药、材料、环境、化工等多领域支持国内外的科学研究与技术发展,支持了中科院过程所的有机物质检测、中国医学科学院药物所的心脑血管药物及辅料分析、北京有色金属研究院的金属氢化物特性分析、北京化工大学的石墨烯催化特性研究等,相关成果已发表在Nature Chemistry、Carbon、Fuel、Fuel Processing Technology等国际期刊 并针对上百种气体已完成标定并形成标准的三维指纹信息图谱库,与国际知名设备企业如日本理学公司、德国耐驰公司等形成了良好的合作关系。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 276" title=" 质谱定量分析理论-等效特征图谱法ECSA模型.png" style=" width: 500px height: 276px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 质谱定量分析理论-等效特征图谱法ECSA模型.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/4cb3a8b9-6756-4c4b-8ba7-3636b9132754.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 图1. 质谱定量分析理论-等效特征图谱法ECSA模型 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 335" title=" 气相组分产率实时分析在活性焦的吸附特性与再生工艺条件研究中的应用.png" style=" width: 500px height: 335px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 气相组分产率实时分析在活性焦的吸附特性与再生工艺条件研究中的应用.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/513873ab-bb56-47f8-ada1-68bafbd277a5.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 图2. 气相组分产率实时分析在活性焦的吸附特性与再生工艺条件研究中的应用 /p p    strong 背景资料: /strong /p p   热重质谱联用TG-MS: /p p   热重分析法(TG)是应用热天平在程序控制温度下,测量物质质量与温度关系的一种热分析技术,具有仪器操作简便、准确度高、灵敏快速以及试样微量化等优点,因此广泛应用于无机、有机、化工、冶金、医药、食品、能源及生物等领域。但热重分析法无法对体系在受热过程中逸出的挥发性组分加以检测,这给研究反应进程,解释反应机理带来了一定的困难。质谱具有灵敏度高,相应时间短等突出优点,在确定分子式方面具有独特的优势。通过TG-MS联用,可以扩大分析内容,是现代热分析仪器的发展趋势。 /p p   具体仪器信息请点击查看: a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/68.html" target=" _self" 热分析联用仪专场 /a /p p   TG-MS系统的等效特征谱分析方法(ECSA): /p p   在ECSA中,对所有被测气体的特征光谱和相对灵敏度进行了标定。该方法有效地分离了质谱,消除了特征峰重叠时的质量分辨和温度依赖效应。在碳酸钙和碳酸钙分解的基础上,动态测定了实际气体流量和单个组分浓度,分析的逸出气体质量流量与ECSA和TG分析的实验数据吻合较好。 /p p   日本理学: /p p   理学公司的前身是理学电机制作所,创立于1923年,是世界上研制和生产X射线科学分析仪器的开拓者之一。1951年正式创立理学电机株式会社,十年后1962年又创立理学电机工业株式会社,此后又相继创立了理学计测株式会社、日本仪器株式会社、理学服务株式会社和株式会社理学等机构。半个多世纪以来,理学公司一直致力于研制和开发X射线科学分析仪器,并为世界科学分析仪器的发展做出了重要的贡献。 /p p   德国耐驰: /p p   德国耐驰仪器制造有限公司(NETZSCH Scientific Instruments Trading (Shanghai) Ltd.)是世界著名的分析仪器制造厂商之一,其产品主要包括热分析仪器、导热分析仪与树脂固化监测仪三大类。 在热分析仪器领域,耐驰公司拥有60余年的软、硬件研制及应用经验,其产品覆盖了热分析的各个分支领域。 /p p   相关文献: /p p   Equivalent characteristic spectrum analysis in TG–MS system, Thermochimica Acta 602 (2015) 15–21. /p p   Quantitative Study on Adsorption and Regeneration Characteristics of Activated Coke using Equivalent Characteristic Spectrum Analysis [J]. Ind. Eng. Chem. Res. 2019 58 5080-5086. /p p br/ /p
  • 卷烟香气知多少?岛津GCMS、NDI一起来解惑(上篇)
    烟叶种类繁多,即使是同一品种烟叶,其香气也因干燥的方法、时间、发酵过程中的温度和湿度等不同而相异。此外,不同地区的烟叶成分和化学特性也不同,烟叶的营养价值和风味也因土壤成分和气候条件而异。某些品牌的卷烟为了增强口感和香气,并减少烟叶特有的臭味化合物,会在烟叶天然香气的基础上,添加调味剂;部分卷烟的过滤嘴中会添加甜味微胶囊。卷烟点燃后的气味会随着燃烧而变化——初期平淡气味之后,随之会感觉到微甜,继而是强烈而苦涩的烟味。气味也与烟丝的填充情况有关,如果碎叶填充过多,烟气气味会变强,有时会有刺激性的香味;如果碎叶填充松散,烟气气味就会变淡,有时甚至感觉不到香气。本文使用岛津气相色谱质谱联用仪GCMS-TQ8040NX结合固相微萃取(SPME)对三种不同品牌卷烟的烟叶气味组分进行分析,并利用岛津台式X射线CT系统Xseeker 8000测量卷烟烟丝的填充度,与GCMS测量数据相结合,综合分析不同品牌特征气味化合物、卷烟点燃后的香气变化以及烟丝填充度对卷烟香味的影响。使用岛津特色香味物质数据库(Smart Aroma Database)和异味数据库(Off-Flavor Analyzer)快速筛查卷烟气味成分(GCMS)香味数据库和异味数据库是岛津基于GCMS针对气味检测开发的专业性数据库,数据库包含数百种香味或异味化合物的保留时间、保留指数、特征离子/离子对、半定量校准曲线以及非常重要的气味特征等信息,无需标准品即可轻松进行气味组分的泛靶向分析。01分析流程三种不同品牌的市售香烟,将卷筒纸展开,称取约500 mg的干燥烟叶于固相微萃取小瓶中(每个品牌3支,n=3)。将50 mL气密注射器从过滤嘴侧插入香烟中,点燃后每1分钟收集30mL,并将10mL密封在小瓶中进行固相微萃取。02各品牌烟叶特征化合物分析使用多组学方法包(Multi-omics analysis Package)对在香味数据库筛查出的206种气味化合物和异味数据库筛查出的89种化合物进行主成分分析。如图中的载荷图所示,在PC1的右侧检测到许多甜味化合物,如5-甲基糠醛和香叶醇。因此,以绿色显示的样本组被指定为“香烟A品牌(甜香烟)”。同样在PC1的左侧,在PC2的下部检测到坚果味的2-甲基吡嗪和咖喱味的对乙烯基愈创木酚,红色显示的样本组被指定为“香烟B品牌(辛辣香烟)”。由于含有大量具有塑料气味的间二甲苯,蓝色样品组被标记为“香烟C品牌(标准香烟)”。并通过层次聚类分析的柱状图证实了用主成分分析直观识别的聚类分离(如下图所示)。03火山图分析,捕捉随时间变化将甜烟点燃后两分钟内检测到的化合物浓度与燃烧最后两分钟内的化合物浓度进行比较(如下图)。图中左上方绿色显示的是在前2分钟内检测到的浓度较高的化合物,右上方红色显示的是在最后2分钟内检测到的浓度较高的化合物。04小结利用香味数据库和异味数据库可以轻松建立卷烟烟叶气味成分中及点燃卷烟后气味成分变化的筛查方法,并利用检测到的气味组分,通过主成分分析、层次聚类分析、火山图分析等多种手段,综合分析不同品牌、不同燃烧过程中气味差异,基于此可以更好地指导卷烟品质的提升或是开发新香型卷烟。本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 中国科学家创制全波段相位匹配晶体
    激光是20世纪人类最重大的发明之一,60多年来,13项诺贝尔奖与激光技术密切相关。非线性光学晶体可用来对激光波长进行变频,从而扩展激光器的可调谐范围。近期,我国科学家成功创制了一种新型非线性光学晶体——全波段相位匹配晶体,为整个透光范围内实现双折射相位匹配提供了新思路。   该研究由中国科学院新疆理化技术研究所晶体材料研究中心潘世烈团队完成,相关成果于近期在国际学术期刊《自然-光子学》在线发表。   非线性光学晶体是获得不同波长激光的物质条件和源头。在晶体中实现应用波段相位匹配被普遍认为是重要的技术挑战之一,决定最终激光输出的功率和效率。目前有多种技术方案可供选择,其中利用晶体各向异性的双折射相位匹配技术是应用最广泛的弥补相位失配的有效途径。该方案转换效率高,但现有晶体均存在相位匹配波长损失,即可用晶体紫外截止边和最短相位匹配波长的差值表征。   团队前期在特邀综述(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 20302-20317)中提出关于非线性光学晶体一种理想状态的假设,即在基于双折射相位匹配的非线性光学晶体中,是否可以实现“紫外截止边等于最短匹配波长”的理想状态?近期,该团队创制了一类新非线性光学晶体,即全波段相位匹配晶体。该类晶体基于应用广泛的双折射相位匹配技术,且可以实现对晶体材料透过范围内任意波长的相位匹配。该研究揭示了全波段相位匹配晶体的物理机制,并以此为指导获得一例非线性光学晶体(GFB)。基于晶体器件实现了193.2-266 nm紫外/深紫外激光输出,该材料193.2 nm处晶体透过率
  • 橙达仪器联袂中石油携重油四组分自动分析系统SARAlyzer Elite亮相宁波
    橙达仪器联袂中石油携重油四组分自动分析系统SARAlyzer Elite亮相宁波大会背景2023年4月13-14日,为加快转型升级步伐,引领和推动石化工业高质量发展,更好地交流炼油与石化工业技术进展,搭建智能化、数字化产业转型升级科学技术创新成果展示平台,促进行业发展和技术进步,中国石化出版社有限公司联合中国科协企业创新服务中心、中国化工学会、中国石油石化杂志社、宁波市石油和化工行业协会、宁波绿色石化产业集群发展促进中心共同举办“第十二届炼油与石化工业技术进展交流会暨国产化装备智能化好技术展示会”。橙达参会北京橙达仪器有限公司(以下简称橙达仪器)受邀参会,并联袂中石油携最新一代重油四组分自动分析系统 SARAlyzer Elite亮相大会现场。该产品具有智能、精准、便捷的特点。化身精致小巧的现代分析仪器,协助用户告别柱层析的原始时代;便捷流畅的工作站界面,让样品运行状态一目了然。 大会现场,中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院分析检测与标准化研究室副主任曹青博士以《渣油四组分自动分离分析技术介绍》为主题,深入阐述了SARAlyzer Elite在做重油四组分分析时的优势。目前,我们的产品与手动方法相比,有明显优势:1. 节约大量人力成本2. 及时、准确、自主获取数据3. 大幅降低安全环保风险4. 定制个性化的重油分析方案一直以来,橙达仪器充满热情和干劲,在开发全新方法,优化实际应用的路上不断前进。SARAlyzer Elite重油四组分分析系统不仅仅是一款设备,更是我们通过优化方法,解决实际问题的开端。未来,我们将与您一起不断创新,共同定义制备色谱新世代!
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