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一种使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的方法

阅读：124发布：2021-01-17

专利汇可以提供一种使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的方法，该方法应用于烟草加工行业，高场不对称场离子迁移谱(Field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry，简称FAIMS)是传统离子迁移谱基础上发展起来的气相离子分离技术，本发明是应用FAIMS检测技术对烟丝挥发性成份进行检测，通过建立霉变烟叶挥发性成份的特征FAIMS图谱模型，并利用样品检测图谱比对模型图谱鉴定烟叶霉变。，下面是一种使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的方法，其特征在于：应用FAIMS检测技术霉变烟叶挥发性成份进行检测，通过霉变烟叶特征挥发性成份的FAIMS图谱模型，并利用样品检测图谱比对模型图谱鉴定烟叶霉变。
2.根据权利要求1所述的使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的方法，其特征在于：FAIMS原理如下:气态的样品通过载气引入到离化区，样品分子在此被电荷转移或直接离化电离，同时形成正负离子。离子团进入施加有与离子气流运动方向垂直的射频波信号的电极沟道，不同种类的离子团在其中的运动轨迹也不同，这取决于离子在高压射频信号下的迁移率。一个横向直流补偿电压被叠加到射频电场上，补偿电压的方向和强度往复改变，从而使各个离子团的运行轨迹发生整体偏移，使得不同离子团有选择性地到达检测极板，进而区分不同的待测物质。
3.根据权利要求1所述的使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的方法，其特征在于：为更好实现烟草挥发性成份检测，载气流量合理设计为2000ml/min，样品气流量100ml/min；CV范围为-6～6V，DF范围为0～100％，载气为经过活性炭和分子筛净化的空气，生产过程中，选择合适位置取气扫描的烟丝图谱作为该样品检测图谱。每个图谱包括正模式和负模式，按照上述操作，使用FAIMS进行霉变烟叶样品检测，会有一个霉变特征峰，根据特征峰的存在判定烟叶是否霉变活是否含有霉变烟叶，并可根据特征峰的存在，判定烟叶的霉变程度。

说明书全文

一种使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的方法。

背景技术

[0002] 目前烟丝生产过程中，烟叶霉变检测和判定方式主要由人工观察，嗅闻进行判定，部分卷烟企业把近红外分析仪应用于烟叶霉变判定，近红外分析仪主要依据霉变后部分烟叶化学成分发生变化，根据变化情况进行辅助鉴定，准确率不高，且不能区别轻度霉变和重度霉变的差别，不能识别出正常烟叶中含有的少量霉变烟叶。

[0003] 烟叶霉变后，烟叶挥发性成分会产生变化，会产生特殊醛基类和酮基类化合物，烟叶挥发性成分检测可以由顶空+气象色谱分析，仪器昂贵，操作复杂，检测分析成本高昂，且分析速度慢，数据统计复杂，只能应用于实验室部分样品检测，目前尚没有一套能通过挥发性成分检测对霉变烟叶进行快速识别检测的方法。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种准确性高的使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的方法。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的方法，应用FAIMS检测技术霉变烟叶挥发性成份进行检测，通过霉变烟叶特征挥发性成份的FAIMS图谱模型，并利用样品检测图谱比对模型图谱鉴定烟叶霉变。

[0006] 作为优选，FAIMS原理如下:气态的样品通过载气引入到离化区，样品分子在此被电荷转移或直接离化电离，同时形成正负离子。离子团进入施加有与离子气流运动方向垂直的射频波信号的电极沟道，不同种类的离子团在其中的运动轨迹也不同，这取决于离子在高压射频信号下的迁移率。一个横向直流补偿电压被叠加到射频电场上，补偿电压的方向和强度往复改变，从而使各个离子团的运行轨迹发生整体偏移，使得不同离子团有选择性地到达检测极板，进而区分不同的待测物质。

[0007] 作为优选，为更好实现烟草挥发性成份检测，载气流量合理设计为2000ml/min，样品气流量100ml/min；CV范围为-6～6V，DF范围为0～100％，载气为经过活性炭和分子筛净化的空气，生产过程中，选择合适位置取气扫描的烟丝图谱作为该样品检测图谱。每个图谱包括正模式和负模式，按照上述操作，使用FAIMS进行霉变烟叶样品检测，会有一个霉变特征峰，根据特征峰的存在判定烟叶是否霉变活是否含有霉变烟叶，并可根据特征峰的存在，判定烟叶的霉变程度。

[0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：高场不对称波形离子迁移谱主要应用于气体特征成分分析，当气是一种在传统离子迁移谱基础上发展起来的气相离子分离技术，它是基于不同离子迁移率在常压高电场条件下呈非线性变化的特点，对正负离子同时进行扫描，离子在迁移区受非对称波形电场和补偿电压共同作用，到达检测器完成离子分离与识别，具有分析速度快、灵敏度高、低成本及无需复杂前处理的特点。基于烟草挥发性成分快速检测的各项需求，选择利用基于FAIMS技术原理开发对烟草品质进行吹气式快速检测仪器。附图说明

[0009] 图1为本发明霉变烟叶挥发性成分分析实验气路装置图；

[0010] 图2为本发明霉变烟叶挥发性成份检测结果例图；

[0011] 图3为本发明霉变烟叶挥发性成份中FAIMS原理示意图。

具体实施方式

[0012] 在本实施例中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0013] 另，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定或钉销固定，或销轴连接等方式，因此，在本实施例中不再详述。

[0014] 一种使用高场不对称离子迁移谱分析技术鉴定烟叶霉变的方法，应用FAIMS检测技术霉变烟叶挥发性成份进行检测，通过霉变烟叶特征挥发性成份的FAIMS图谱模型，并利用样品检测图谱比对模型图谱鉴定烟叶霉变。

[0015] 如图3所示，FAIMS原理如下:气态的样品1通过载气引入到离化区2，样品分子在此被电荷转移或直接离化电离，同时形成正负离子,离子团进入施加有与离子气流运动方向垂直的射频波信号的电极沟道，不同种类的离子团在其中的运动轨迹也不同，这取决于离子在高压射频信号下的迁移率,一个横向直流补偿电压被叠加到射频电场3上，补偿电压4的方向和强度往复改变，从而使各个离子团的运行轨迹发生整体偏移，使得不同离子团有选择性地到达检测极板，进而区分不同的待测物质。离子在迁移区受非对称波形电场和补偿电压共同作用，到达检测器5完成离子分离与识别。

[0016] 为使FAIMS适合检测烟丝挥发性成份，需要配套设计FAIMS检测技术设计烟草挥发性成份分析气路流程，具体如图1所示：包括样品分析部分6和仪器清洗和待机部分7，样品分析部分6包括样品气入口60，滤膜61、止回阀62、第三流控63和尾气排出口64，所述样品气入口60，滤膜61、止回阀62、第三流控63和尾气排出口64之间通过设置的循环气流路65连接；仪器清洗和待机部分7包括空气入口70、第一吸气泵71、第一流控72、第一活性炭/分子筛73、止回阀62、FAIMS74、缓冲罐75、第二吸气泵76、第二活性炭/分子筛77和第二流控78，所述空气入口70、第一吸气泵71、第一流控72、第一活性炭/分子筛73、止回阀62、FAIMS74、缓冲罐75、第二吸气泵76、第二活性炭/分子筛77和第二流控78之间通过设置的循环气流路连接。

[0017] 从图1可见，气路流程图分为两个部分，一部分样品分析流程图，另一部分为仪器清洗和待机过程流程图。在样品分析过程中，吸气泵提供整个流程气气源动力，通过控制流量控制器来控制整个分析过程的总流量大小，控制流量控制器的流量，可控制循环气路中有部分气体排出，而作为废气排出的气体通过样品气吸入的方式补充，这就为引入样品气提供了可能。而样品分析后的清洗过程及待机时仪器会自动进入清洗流程。

[0018] 为更好实现烟草挥发性成份检测，载气流量合理设计为2000ml/min，样品气流量100ml/min；CV范围为-6～6V，DF范围为0～100％。载气为经过活性炭和分子筛净化的空气。
生产过程中，选择合适位置取气扫描的烟丝图谱作为该样品检测图谱。每个图谱包括正模式和负模式，图2中左侧为正模式，右侧为负模式。

[0019] 按照上述操作，使用FAIMS进行霉变烟叶样品检测，会有一个霉变特征峰(红圈内)，根据特征峰的存在判定烟叶是否霉变活是否含有霉变烟叶，并可根据特征峰的存在，判定烟叶的霉变程度。

[0020] 目前FAIMS检测技术已经开始应用于海关检验、机场安检、反恐行动、毒品侦缉方面，并获得成功，但应用于霉变烟叶进行检测和鉴定尚无相关资料和报道。

[0021] 烟叶霉变检测和判定方式主要由人工观察、判定，或使用近红外分析仪，根据化学成分变化情况进行辅助鉴定，准确率不高，且不能区别轻度霉变和重度霉变的差别，不能识别出正常烟叶中含有的少量霉变烟叶。本发明应用FAIMS检测技术霉变烟叶挥发性成份进行检测，通过霉变烟叶特征挥发性成份的FAIMS图谱模型，并利用样品检测图谱比对模型图谱鉴定烟叶霉变，可以实现快速、简便、准确检测，并能区别轻度霉变和重度霉变的差别，能识别出正常烟叶中含有的少量霉变烟叶。

[0022] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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