[发明专利]一种基于离子迁移谱技术的乙烯检测方法

说明书

本发明公开了一种基于离子迁移谱技术的乙烯检测方法，采用正离子模式以及紫外光电离源的离子迁移谱进行检测，且检测时无需添加试剂分子提高乙烯的信号强度；测定时，先采用已知浓度的标准乙烯气体进行检测条件的优化，随后采用优化后的条件建立乙烯检测标准曲线，通过与已知标准曲线进行对比计算从而可以对乙烯进行定量分析。此外，通过对乙烯气体迁移时间和信号峰的检测，表明基于离子迁移谱技术检测乙烯气体的响应时间小于10s且信号强度的相对标准偏差小于2％的优点。本发明的检测方法具有灵敏度高、检测快、操作简单等优点，可实现ppm量级乙烯的快速检测。

技术领域

本发明属于食品检测技术领域，涉及一种基于离子迁移谱技术的乙烯检测方法。

背景技术

乙烯(Ethylene)是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物，两个碳原子之间以双键连接。乙烯是一种无色稍有气味的气体，密度为1.256g/L，难溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂。乙烯存在于植物的某些组织、器官中，是由蛋氨酸在供氧充足的条件下转化而成的。乙烯为植物生长的调节剂，几乎所有的植物组织均有产生乙烯的能力，但在多数情况下乙烯产量较少。当植物受到伤害后产生乙烯量增加，称为伤乙烯。伤乙烯产生后会对产品产生很多不利影响，如使果实呼吸增加，组织软化，产生褐变等，因此乙烯是影响采后果蔬尤其是鲜切果蔬的质量的关键指标。乙烯的测定方法主要是气相色谱法、光学法、化学电阻法和电化学传感法等检测方法,但这些方法具有制造成本高、灵敏度有限和不便携带等缺点。

离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry，IMS)是一种大气压条件下依据离子在电场中的迁移速度差异进行快速测量气相分子的分析手段，具有灵敏度高(ppm量级，不需要样品预富集)、分析速度快(ms量级)，操作简单、价格低廉、体积小易于便携、功耗低等优点，特别适合于挥发性气体成分的快速检测分析，已经广泛应用于环境、人体呼出气和微生物代谢产生的挥发性气体的分析当中。近年来，离子迁移谱逐渐被用在食品检测领域当中。

发明内容

本发明针对现有乙烯检测技术存在的不足，提出了一种基于离子迁移谱技术的乙烯检测方法，有利于实现乙烯的快速、高灵敏度和准确测定。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于离子迁移谱技术的乙烯检测方法，采用正离子模式(电离产生的乙烯离子为正离子)以及紫外光电离源(光子能量为10.6eV)的离子迁移谱进行检测，且检测时无需添加试剂分子提高乙烯的信号强度即可得到乙烯的离子迁移谱谱图。

具体检测原理为：空气压缩机压缩产生空气，经过过滤器过滤后的空气到达流量计，随后分别进入载气管路和尾吹气管路，其中载气管路中的空气用于将待测的乙烯气体分子由乙烯气体贮存器带进入到离子迁移谱电离区，形成特征的乙烯产物离子，产物离子通过脉冲开启的离子门进入迁移区，在迁移区中进行迁移，到达法拉第盘后得到检测，最后被信号接收与检测系统接收与检测，形成典型的离子迁移谱的谱图；其中，所述过滤器过滤的目的是除去空气中的水蒸汽和二氧化碳，避免对后续检测产生干扰；所述尾吹气管路用于将反应结束之后的产物离子由排气管路吹出迁移区，避免对后续检测产生干扰。

本发明先采用已知浓度的标准乙烯气体进行检测条件的优化，随后采用优化后的条件建立乙烯标准曲线，通过将测定的乙烯谱图的峰面积代入到已知的标准曲线中即可得到相对应的乙烯浓度，从而可以对乙烯进行定量分析。

此外，通过还对乙烯气体进行了响应时间的测定以及乙烯气体与几种常见的挥发性有机气体响应信号强度的比较测定。

本发明利用标准乙烯气体建立基于离子迁移谱技术的乙烯测定标准曲线，实现对乙烯气体的快速、准确、高灵敏度测定。

上述基于离子迁移谱技术的乙烯检测方法，具体内容包括：

采用正离子模式的紫外光电离源的离子迁移谱检测待测乙烯气体，检测时无需添加试剂分子提高乙烯的信号强度。