CN111830184B - 一种鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及分析检测技术领域，提供了一种鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的方法。本发明基于顶空‑气相色谱‑离子迁移谱技术对氯吡脲施用后的薄皮甜瓜果实样品中的挥发性有机化合物进行检测分析，通过气相色谱保留时间和离子迁移时间确定挥发性有机物对应的特征峰对比图；采用偏最小二乘判别分析法从测得的挥发性有机物中筛选标志性差异物并进行半定量比较分析，从而对氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实的质量进行快速准确的差异分析。本发明将气相色谱(GC)与离子迁移谱(IMS)联用，利用了GC突出的分离特点和IMS快速响应、灵敏度高的优势，鉴别方法具有检测成本低、灵敏度高、过程简便、样品前处理简单、分析速度快、结果直观的优点。

Description

一种鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的方法
技术领域
本发明涉及分析检测技术领域，尤其涉及一种鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的方法。
背景技术
薄皮甜瓜(Cucumis melon L.)因其独特的风味及丰富的营养物质，在中国各地广泛栽培。近年来，氯吡脲作为一种人工合成的植物生长调节剂，被广泛用于设施薄皮甜瓜的坐果或增产。报道显示氯吡脲施用后，薄皮甜瓜的品质产生差异，并进一步影响其市场属性，进而对薄皮甜瓜产业产生较大影响。随着氯吡脲在农业生产上使用的日益增多，关于其施用后对农作物品质的可能影响一直成为社会关注及研究的热点，鉴别施用氯吡脲后薄皮甜瓜果实和不施用氯吡脲的薄皮甜瓜果实之间的质量差异，可以对氯吡脲施用规范的制定提供参考依据，且对薄皮甜瓜的质量控制和评价具有一定意义。
目前，农产品质量分析方法如传统感官分析主要依靠人体自身进行，具有一定的主观性，会随着评价环境及评价者自身条件变化等因素而产生不同的结果，同时也具有评定时间较长，效率低等缺点；并且感官分析法无法确切得知氯吡脲施用后薄皮甜瓜的挥发性有机物成分差异，判定结果不精确，无法为氯吡脲对甜瓜品质的影响提供科学依据。其它质量控制方法(如气相色谱-嗅闻-质谱法)也存在过程复杂、前处理程序多、耗时长，无法对新鲜薄皮甜瓜的质量做出精准鉴定的缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的方法。本发明提供的方法可快速、直观、批量鉴别氯吡脲施用后新鲜薄皮甜瓜果实的质量差异，且无需复杂的样品前处理，鉴别结果可靠。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)使用顶空-气相色谱-离子迁移谱法对不同处理组的匀质新鲜薄皮甜瓜样品进行分析，获得不同处理组的气相离子迁移谱三维谱图；所述不同处理组包括施用氯吡脲的处理组和不施用氯吡脲的处理组；
(2)对所述气相离子迁移谱三维谱图中测得物质进行提取识别，生成不同处理组薄皮甜瓜样品中挥发性有机物对应的特征峰对比图；
(3)在步骤(2)测得的挥发性有机物中筛选差异性标志物，对所述差异性标志物进行半定量比较分析，得到施用氯吡脲后薄皮甜瓜果实的质量差异。
优选的，所述顶空-气相色谱-离子迁移谱法中气相色谱检测的条件包括：色谱柱为石英毛细管柱；分析时间为30min；色谱柱温度为60℃；载气为高纯氮气；载气流速程序：初始流速2.0mL/min，保持2min，2～10min内线性升至10.0mL/min，10～20min内线性升至100.0mL/min，20～25min内线性升至150.0mL/min，整体运行时间为25min；
所述顶空-气相色谱-离子迁移谱法中的离子迁移谱检测的条件包括：载气为高纯氮气；在正模式下检测；温度为450±5℃；电离源迁移气体流速为150mL/min；漂移管长度为98mm；管内线性电压为500V/cm；漂移管温度为45±5℃。
优选的，所述匀质新鲜薄皮甜瓜样品的制备方法包括以下步骤：
提供不同处理组代表性新鲜薄皮甜瓜各8～12个，去蒂去籽后进行匀浆，得到匀质新鲜薄皮甜瓜样品。
优选的，所述顶空-气相色谱-离子迁移谱法中的顶空进样方法为：取匀质新鲜薄皮甜瓜样品2～5g，置于顶空瓶中，在35～40℃下孵育20～30min后进样，进样量为200～300μL。
优选的，所述步骤(2)中挥发性有机物对应的特征峰对比图的生成方法具体为：使用Gallery插件对所得气相离子迁移谱三维谱图进行分析，根据测得物质的保留指数和迁移时间数据、各挥发性有机物在不同样品中的峰体积数据得到挥发性有机物对应的特征峰对比图。
优选的，所述步骤(2)中得到挥发性有机物对应的特征峰对比图后，还包括使用仪器自带插件GC×IMS Library Search内置的NIST数据库和IMS数据库对图中物质进行定性分析。
优选的，所述步骤(2)中，得到挥发性有机物对应的特征峰对比图后，还包括在图中选择氯吡脲施用后薄皮甜瓜的特征区域。
优选的，所述步骤(3)中差异性标志物的筛选方法为：采用偏最小二乘判别分析法，对步骤(2)测得的施用氯吡脲的处理组与不施用氯吡脲的处理组甜瓜果实中所有挥发性有机物进行分组和筛选，以差异度贡献值＞1的挥发性有机物作为差异性标志物。
优选的，所述步骤(3)中所筛选到的标志性差异物包括酯类挥发性有机物、醛类挥发性有机物和酸类挥发性有机物。
优选的，所述差异性标志物包括乙酸乙酯、3-乙酸丁酯、丙酸乙酯、乙酸异丁酯、己酸乙酯、乙酸戊酯、己酸乙酯、2-8-甲基丁酸乙酯、戊酸乙酯、2-甲基丁酸甲酯、己酸甲酯、苯甲醛和乙基-2-甲基丁酸。
本发明基于顶空-气相色谱-离子迁移谱技术对氯吡脲施用后的薄皮甜瓜果实样品中的挥发性有机化合物进行检测分析，对所得气相离子迁移谱三维谱图中的物质进行提取识别，得到不同处理组薄皮甜瓜样品中挥发性有机物对应的特征峰对比图，选择特征区域后筛选差异性标志物并进行半定量比较分析，以半定量比较分析结果作为评判氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的依据。本发明提供的方法能够得到氯吡脲施用后薄皮甜瓜挥发性有机物物的变化，结果直观精确，且具有分析速度快、灵敏度高、易于操作、成本低廉的优点，适合批量快速鉴别检测新鲜薄皮甜瓜样品质量差异。
进一步的，本发明提供的方法前处理简单，无需使用有机试剂对甜瓜样品进行提取，方法环境友好。
进一步的，本发明使用化学计量学方法(偏最小二乘判别分析法)对氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实中所测得物质进行分组筛选，进一步提取氯吡脲施用后薄皮甜瓜所产生的差异性标志物，最终所得分析结果准确可靠。
附图说明
图1为本发明提供的鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的方法的流程图；
图2为实施例1中不同处理组薄皮甜瓜样品的气相离子迁移谱图；
图3为实施例1中不同处理组薄皮甜瓜中挥发性有机物对应的特征峰对比图；
图4为实施例1中对照组与10mg/kg施药组薄皮甜瓜中挥发性有机物的OPLS-DA分析图；
图5为实施例1中对照组与15mg/kg施药组薄皮甜瓜中挥发性有机物的OPLS-DA分析图；
图6为实施例1中对照组与20mg/kg施药组薄皮甜瓜中挥发性有机物的OPLS-DA分析图。
具体实施方式
本发明提供了一种鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的方法，包括以下步骤：
(1)使用顶空-气相色谱-离子迁移谱法对不同处理组的匀质新鲜薄皮甜瓜样品进行分析，获得不同处理组的气相离子迁移谱三维谱图；所述不同处理组包括施用氯吡脲的处理组和不施用氯吡脲的处理组；
(2)对所述气相离子迁移谱三维谱图中测得物质进行提取识别，生成不同处理组薄皮甜瓜样品中挥发性有机物对应的特征峰对比图；
(3)在步骤(2)测得的挥发性有机物中筛选差异性标志物，对所述差异性标志物进行半定量比较分析，得到施用氯吡脲后薄皮甜瓜果实的质量差异。
本发明使用顶空-气相色谱-离子迁移谱法对不同处理组的匀质新鲜薄皮甜瓜样品进行分析，获得不同处理组的气相离子迁移谱三维谱图。在本发明中，所述不同处理组具体是指不施用氯吡脲的处理组和施用氯吡脲的处理组；本发明所述方法可以鉴别施用氯吡脲后的薄皮甜瓜和不施用氯吡脲的薄皮甜瓜的质量差异；在本发明的具体实施例中，所述施用氯吡脲的处理组可以同时包括多组不同氯吡脲施用量的处理组，对多组不同氯吡脲施用量的处理组同时进行测试，以提高检测速率，实现批量检测；在本发明的具体实施例中，所述施用氯吡脲的处理组中优选使用总有效成分含量为0.1wt％的氯吡脲溶液剂为原料药，将原料药加水稀释，通过控制稀释液中氯吡脲的含量来控制氯吡脲的施用量，具体的，氯吡脲的施用量优选为10mg/kg、15mg/kg和20mg/kg，即在1kg稀释液中分别含有10mg、15mg和20mg的氯吡脲。
在本发明中，所述匀质新鲜薄皮甜瓜样品的制备方法优选包括以下步骤：提供不同处理组代表性新鲜薄皮甜瓜各8～12个，去蒂去籽后进行匀浆，得到匀质新鲜薄皮甜瓜样品；本发明优选在薄皮甜瓜的成熟期进行采摘；所述薄皮甜瓜的成熟期具体为施药后的第34天；本发明优选在去蒂去籽后进行粉碎，之后再进行匀浆；本发明对所述匀浆的方法没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的方法即可；在本发明的具体实施例中，优选从每组的代表性样品的同一部位取样，将取得的试样分别匀浆后混合，得到匀质新鲜薄皮甜瓜样品，其中，每个样品的取样量优选为2g，将取得的试样分别进行匀浆的匀浆时间优选为30s，处理样品的过程中速度需较快，避免挥发性物质挥发及长时间均浆产生高温，避免污染。本发明利用上述方法对薄皮甜瓜进行前处理，处理方法简单，无需使用有机试剂进行提取，方法环境友好。
在本发明中，所述顶空-气相色谱-离子迁移谱法中的顶空进样方法优选为：取上述匀质新鲜薄皮甜瓜样品2～5g，置于顶空瓶中，在35～40℃下孵育20～30min后进样，进样量为200～300μL；所述顶空瓶的容量优选为20mL。本发明采用顶空进样的方式进行进样，采用气体进样，恒温传递，可专一性收集薄皮甜瓜样品中的易挥发性成分，又可降低共提物引起的噪音，同时避免外部干扰；具更高灵敏度和分析速度，能够批量连续检测，测定结果重复性好，分析速度快；在本领域中，采摘后2～3h内的甜瓜果实为“新鲜甜瓜果实”，传统的感官分析法分析速度慢、效率低，难以保证果实的新鲜程度，一些易挥发有机物在分析过程中挥发出去，造成分析结果更加不准确，本发明的分析方法速度快，能够保证果实在新鲜状态下进行检测，测试结果更加准确。
在本发明中，所述顶空-气相色谱-离子迁移谱法优选采用型号为
Figure BDA0002622804110000051
的气相色谱-离子迁移谱设备，设备的生产商为德国G.A.S仪器公司。
在本发明中，所述顶空-气相色谱-离子迁移谱法中气相色谱检测的条件优选包括：色谱柱优选为石英毛细管柱，色谱柱型号优选为FS-SE-54-CB-1，尺寸优选为15m(柱长)×0.53mm(内径)×1μm(膜厚)；分析时间优选为30min；色谱柱温度优选为60℃；载气优选为高纯氮气(纯度≥99.999％)；载气流速程序优选为：初始流速2.0mL/min，保持2min，2～10min内线性升至10.0mL/min，10～20min内线性升至100.0mL/min，再在20～25min内线性升至150.0mL/min，整体运行时间为25min。
在本发明中，所述顶空-气相色谱-离子迁移谱法中离子迁移谱检测的条件优选包括：载气为高纯氮气；在正模式下检测；温度为450±5℃；电离源迁移气体流速为150mL/min；漂移管长度为98mm；管内线性电压为500V/cm；漂移管温度为45±5℃。
本发明将气相色谱条件和离子迁移谱条件控制在上述范围内，能够在较短的时间内将新鲜甜瓜样品中的挥发性有机物进行良好的分离识别，较短的分析时间有利于减少挥发性有机物的损失，而合适色谱柱的选择及载气流程的设置可将大量的挥发性有机物进行良好分离，有利于进一步识别定性分析。
获得不同处理组的气相离子迁移谱三维谱图后，本发明对所述气相离子迁移谱三维谱图中测得挥发性有机物进行提取识别，生成不同处理组薄皮甜瓜样品中挥发性有机物对应的特征峰对比图。在本发明中，所述挥发性有机物对应的特征峰对比图的生成方法具体优选为：使用Gallery插件对所得气相离子迁移谱三维谱图进行分析，根据测得物质的保留指数和迁移时间数据、各挥发性有机物在不同样品中的峰体积数据得到挥发性有机物对应的特征峰对比图(即Gallery对比图)。
得到挥发性有机物对应的特征峰对比图后，本发明优选使用仪器自带插件GC×IMS Library Search内置的NIST数据库和IMS数据库对图中物质进行定性分析，以明确不同特征峰对应的挥发性有机物种类。在本发明中，根据特征峰对比图可以看出每种样品的完整挥发性有机物信息以及样品之间挥发性有机物的差异。
得到不同处理组挥发性有机物对应的特征峰对比图后，本发明优选在图中选择氯吡脲施用后薄皮甜瓜的特征区域。本发明优选根据挥发性有机物对应的特征峰对比图，将施用氯吡脲的处理组的特征峰及峰强与不施用氯吡脲的处理组的特征峰和峰强进行比对，将特征峰及峰强存在差异的区域作为特征区域。
本发明得到挥发性有机物对应的特征峰对比图后，可以从图中得到不同处理组组挥发性有机物的信息，本发明从测得的所有挥发性有机物中筛选差异性标志物，并对不同处理组的差异性标志物进行半定量比较分析，鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异。在本发明中，所述差异性标志物的筛选方法优选为：采用偏最小二乘判别分析法，对步骤(2)测得的的施用氯吡脲的处理组与不施用氯吡脲的处理组甜瓜果实中所有挥发性有机物进行分组和筛选，选择差异度贡献值(VIP)＞1的挥发性有机物作为差异性标志物；当施用氯吡脲的处理组包括多组不同氯吡脲施用量的处理组时，各个不同氯吡脲施用量的处理组分别和不施用氯吡脲的处理组进行偏最小二乘判别分析。
在本发明的具体实施例中，优选先对挥发性有机物对应的特征峰对比图中所有的信号峰的峰体积进行提取，然后使用SIMCA 14.1进行偏最小二乘判别分析，并建立区分氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实的判别模型，之后根据差异度贡献值(VIP)＞1，进一步提取氯吡脲施用后薄皮甜瓜所产生的差异性标志物，在本发明的具体实施例中，利用仪器自动生成的数据模型作为判别模型即可，本发明不做具体限定；在本发明的具体实施例中，可以发现筛选出的差异性标志物均处于前述的特征区域中，能够进一步证明本发明的准确性。
在本发明中，筛选到的标志性差异物包括酯类挥发性有机物、醛类挥发性有机物和酸类挥发性有机物，具体包括乙酸乙酯、3-乙酸丁酯、丙酸乙酯、乙酸异丁酯、己酸乙酯、乙酸戊酯、己酸乙酯、2-8-甲基丁酸乙酯、戊酸乙酯、2-甲基丁酸甲酯、己酸甲酯、苯甲醛和乙基-2-甲基丁酸。
本发明对所述半定量比较分析的方法没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的半定量比较分析方法即可，具体可根据差异性标志物的峰体积进行半定量比较分析，峰体积越大，则差异性标志物的含量越高，通过峰体积的对比，可以看出相对于未施用氯吡脲的处理组，施用氯吡脲的处理组的薄皮甜瓜果实中差异性标志物含量是增加还是减少。
在本发明中，对差异性标志物的半定量比较分析结果即为本发明的鉴别结果，根据该分析结果可以得知氯吡脲施用后薄皮甜瓜中挥发性有机物含量的变化(即施用氯吡脲后的薄皮甜瓜和未施用氯吡脲的薄皮甜瓜的质量差异)，该结果直观精确。在本发明的具体实施例中，结合鉴定结果中挥发性有机物的含量以及香气阈值等可以实现对薄皮甜瓜质量等级的鉴定，进而为氯吡脲施用规范的制定提供参考，具体的根据本领域技术人员熟知的方法进行即可，本发明不做具体限定。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例中选取我国北方地区主要薄皮甜瓜品种459为研究对象，试验于2018年7月至10月在中国农业科学院蔬菜花卉研究所试验基地的温室进行(北京)。
本发明选用四川省兰月科技有限公司生产的总有效成分含量为0.1wt％的氯吡脲溶液剂，其中氯吡脲的推荐剂量为10～20mg/kg，本发明在推荐剂量下选取10、15和20mg/kg(即氯吡脲溶液剂加水稀释，控制每1kg稀释液中氯吡脲的含量分别为10mg、15mg和20mg)使用剂量为氯吡脲施药组，温室平均分为对照组及3个不同浓度施药组，共计4个小区。施药组采用100mL烧杯对当天开花的薄皮甜瓜瓜胎进行浸蘸处理3～5s，并对每个薄皮甜瓜进行编号；对照组在薄皮甜瓜瓜胎开花当天使用同株雄花对雌花授粉，并进行编号。
在薄皮甜瓜成熟期(施药或授粉后34d)，分别在各处理小区随机采摘代表性完整薄皮甜瓜果实8～12个，去蒂去籽后粉碎后密封备用。
本发明实施例中鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的方法流程图如图1所示。
实施例1
步骤S101：将去蒂去籽后粉碎后的薄皮甜瓜进行匀浆，得到新鲜匀质薄皮甜瓜样品，称取新鲜匀质薄皮甜瓜样品2g，置于20mL顶空瓶中，40℃孵育20分钟后顶空进样；根据CK、10mg/kg、15mg/kg、20mg/kg的顺序，依次进样(待前一样品分析完成后，进样下一样品)，重复五次(即每种样品进样5次)，减少因进样时间不同造成的各处理组之间差异。
步骤S102：使用顶空-气相色谱-离子迁移谱对待测薄皮甜瓜样品进行分析，获得薄皮甜瓜中挥发性有机物的气相离子迁移谱图；
气相色谱条件：色谱柱类型FS-SE-54-CB-1石英毛细管柱(15m×0.53mm，1μm)；分析时间30min；色谱柱温度60℃；载气为N2(纯度≥99.999％)；载气流速程序：初始流速2.0mL/min，保持2min，8min内线性升至10.0mL/min，10min内线性升至100.0mL/min，再在5min内线性升至150.0mL/min，整体运行时间为25min。
离子迁移谱条件：载气为高纯氮气；在正模式下检测；温度为450℃；在电离源迁移气体流速为150mL/min；漂移管长度98mm；管内线性电压500V/cm；漂移管温度45℃。
所得气相离子迁移谱图如图2所示，其中ck表示对照组，c10表示施药量为10mg/kg的实验组，c15表示施药量为15mg/kg的实验组，c20表示施药量为20mg/kg的实验组。在离子迁移谱图中，整个图背景为蓝色，横坐标1.0处红色竖线为RIP峰(反应离子峰，经归一化处理)；纵坐标代表气相色谱的保留时间(s)，横坐标代表离子迁移时间(归一化处理)；RIP峰两侧的每一个点代表一种挥发性有机物。颜色代表物质的浓度，白色表示浓度较低，红色表示浓度较高，颜色越深表示浓度越大。
从离子迁移谱图的对比图中可以看出各组薄皮甜瓜样品的气相离子迁移谱图相似，氯吡脲施用后薄皮甜瓜样品的离子迁移谱图差异不明显，需要进一步处理分析。
步骤S103：为了进一步明确对比氯吡脲施用后薄皮甜瓜样品中具体的差异物质，对步骤S102中所有峰进行指纹图谱对比，使用Gallery插件对氯吡脲施用后薄皮甜瓜样品进行分析，得到挥发性有机物对应的特征峰对比图；并根据应用软件内置的NIST数据库和IMS数据库对物质进行定性分析，并通过特征峰及峰强的比对在挥发性有机物对应的特征峰对比图上选择特征区域。
所得挥发性有机物对应的特征峰对比图以及所选择的特征区域如图3所示，图3中(I)为挥发性有机物对应的特征峰对比图，(II)为具有明显差异的挥发性有机物的指纹图谱(注：图3中(II)中的1-27物质分别为：3-甲基丁醛单体；3-甲基丁醛二聚体；2-甲基丁醇单体；2-甲基丁醇二聚体；2-丁酮单体；2-丁酮二聚体；1-辛烯-3-醇单体；1-辛烯-3-醇二聚体；α-蒎烯；硫化丁基；壬醛；己酸乙酯单体；己酸乙酯二聚体；2-甲基丁酸甲酯单体；2-甲基丁酸甲酯二聚体；乙酸戊酯单体；乙酸戊酯二聚体；戊酸酯单体；戊酸酯二聚体；丙酸乙酯单体；丙酸乙酯二聚体；己酸甲酯单体；己酸甲酯二聚体；庚烯；异丁酸甲酯单体；异丁酸甲酯二聚体；二甲基三硫化物)，图3中线框内的区域(A、B、C、D区)为特征区域，图3中每个样品有5组测试数据，从上到下依次按照进样时间顺序排列。图3中每一行代表一个薄皮甜瓜样品中选取的全部信号峰；每一列代表同一挥发性有机物在不同薄皮甜瓜样品中的信号峰，从图中可以看出每种样品的完整挥发性有机物信息以及样品之间挥发性有机物的差异。
根据图3可以看出，共检测到挥发性有机物104种，其中可与仪器现有谱库对比定性物质47种，其中酯类物质最多，共有25种，其次为醛、醇、酮类物质。对比发现氯吡脲施药组与自花授粉组整体情况类似，但部分化合物存在差异。具有明显差异的挥发性有机物的指纹图谱如图3(II)所示，在A区域中，对照组中的挥发性有机物浓度高于施药组，其中主要挥发性有机物为3-甲基丁醛、2-甲基丁醇和2-丁酮等；同时在B区域中的挥发性有机物不稳定，随着时间延长各物质浓度逐渐降低，主要包括：1-辛烯-3-醇、α-蒎烯、硫化丁基和壬醛等；C区域部分的挥发性有机化合物在对照组中浓度低或不存在，而在施药组中此类物质相对浓度较高，此区域的挥发性有机物主要包括己酸乙酯、2-甲基丁酸甲酯、乙酸戊酯、丙酸乙酯、己酸甲酯和异丁酸甲酯等酯类物质；D区域观察出此部分的挥发性有机物仅存在于中浓度施药组(15mg/kg)，但此类物质不稳定并在几个小时后消失，通过比较分析，对照组与氯吡脲施药组之间的挥发性有机物存在差异，并且在对照组中醛、醇和酮类物质较为丰富，而氯吡脲施用后薄皮甜瓜中的酯类物质含量增多。
步骤S104：筛选差异性标志物，并对不同处理组差异性标志物进行半定量比较分析，鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异。
为进一步明确施用氯吡脲后可能对薄皮甜瓜的挥发性有机物产生的影响，将三个浓度的施药组分别与对照组进行偏最小二乘判别(OPLS-DA)分析，此方法可对两组中所有挥发性有机物中进行分组和筛选，并可进一步提取各施药组与自花授粉组之间得差异性标志物。
图4～6分别为对照组与10mg/kg、15mg/kg和20mg/kg施药组薄皮甜瓜中挥发性有机物的OPLS-DA分析结果，每组选择前四个进样的样品测试结果进行分析，在图4～6中分别表示为ck1～ck4、c10.1～c10.4、c15.1～c154、c20.1～c20.4。根据图4～6可以看出，同一处理组可得到很好的聚集，对照组与各氯吡脲施药组之间呈现明显的分离，说明无论低中高浓度的氯吡脲施药，氯吡脲施用都会对薄皮甜瓜中的挥发性有机物造成影响。
为进一步筛选造成差异的物质(即差异性标志物)，对三个对比组中所有VIP＞1的差异物质进行归类分析，在各浓度施药组与对照组之间筛选得到13种可在已有谱库中定性的差异物质，其中包括苯甲醛、乙基2-甲基丁酸和11种酯类物质，均为薄皮甜瓜中主要的风味物质；将筛选出的13种差异物质列于表1中，并根据峰体积进行半定量比较分析，差异物质的峰体积列于表1中。
表1不同处理组薄皮甜瓜中13种挥发性有机物差异物及半定量比较分析结果
Figure BDA0002622804110000111
Figure BDA0002622804110000121
Figure BDA0002622804110000131
表1中：RI表示保留指数，Rt[sec]表示保留时间，Dt[RIPrel]表示迁移时间。
根据表1可以看出，在13种挥发性有机物中，仅乙酸乙酯及乙酸异丁酯的含量在对照组中较高。而其他11种挥发性有机物在施药组含量较高，其低、高浓度施药组的挥发性有机物含量普遍高于中浓度施药组，中浓度施药组挥发性有机物含量与对照组更为接近。
综上所述，本发明所提供的一种氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的方法，基于顶空-气相色谱-离子迁移谱技术对氯吡脲施用后的薄皮甜瓜果实样品中的挥发性有机化合物进行检测分析，通过气相色谱保留时间和离子迁移时间确定薄皮甜瓜样品挥发性有机物对应的特征峰对比图，并确定特征区域；对测得的挥发性有机物采用化学计量学算法进行分析，筛选标志性差异物质，从而对不同处理组薄皮甜瓜果实的质量进行快速准确的差异分析。本发明将气相色谱(GC)与离子迁移谱(IMS)联用，利用了GC突出的分离特点和IMS快速响应、灵敏度高的优势，鉴别方法具有检测成本低、灵敏度高、过程简便、无需样品前处理、分析速度快、结果直观的优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种鉴别氯吡脲施用后薄皮甜瓜果实质量差异的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)使用顶空-气相色谱-离子迁移谱法对不同处理组的匀质新鲜薄皮甜瓜样品进行分析，获得不同处理组的气相离子迁移谱三维谱图；所述不同处理组包括施用氯吡脲的处理组和不施用氯吡脲的处理组；
(2)对所述气相离子迁移谱三维谱图中测得物质进行提取识别，生成不同处理组薄皮甜瓜样品中挥发性有机物对应的特征峰对比图；
(3)在步骤(2)测得的挥发性有机物中筛选差异性标志物，对所述差异性标志物进行半定量比较分析，得到施用氯吡脲后薄皮甜瓜果实的质量差异；
所述顶空-气相色谱-离子迁移谱法中气相色谱检测的条件包括：色谱柱为石英毛细管柱；分析时间为30min；色谱柱温度为60℃；载气为高纯氮气；载气流速程序：初始流速2.0mL/min，保持2min，2～10min内线性升至10.0mL/min，10～20min内线性升至100.0mL/min，20～25min内线性升至150.0mL/min，整体运行时间为25min；所述石英毛细管柱的型号为FS-SE-54-CB-1，尺寸为15m×0.53mm×1μm；
所述顶空-气相色谱-离子迁移谱法中的离子迁移谱检测的条件包括：载气为高纯氮气；在正模式下检测；温度为450±5℃；电离源迁移气体流速为150mL/min；漂移管长度为98mm；管内线性电压为500V/cm；漂移管温度为45±5℃；
所述匀质新鲜薄皮甜瓜样品的制备方法包括以下步骤：提供不同处理组代表性新鲜薄皮甜瓜各8～12个，去蒂去籽后进行匀浆，得到匀质新鲜薄皮甜瓜样品；
所述顶空-气相色谱-离子迁移谱法中的顶空进样方法为：取匀质新鲜薄皮甜瓜样品2～5g，置于顶空瓶中，在35～40℃下孵育20～30min后进样，进样量为200～300μL；
所述步骤(3)中差异性标志物的筛选方法为：采用偏最小二乘判别分析法，对步骤(2)测得的施用氯吡脲的处理组与不施用氯吡脲的处理组甜瓜果实中所有挥发性有机物进行分组和筛选，以差异度贡献值＞1的挥发性有机物作为差异性标志物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中挥发性有机物对应的特征峰对比图的生成方法具体为：使用Gallery插件对所得气相离子迁移谱三维谱图进行分析，根据测得物质的保留指数和迁移时间数据、各挥发性有机物在不同样品中的峰体积数据得到挥发性有机物对应的特征峰对比图。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中得到挥发性有机物对应的特征峰对比图后，还包括使用仪器自带插件GC×IMS Library Search内置的NIST数据库和IMS数据库对图中物质进行定性分析。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，得到挥发性有机物对应的特征峰对比图后，还包括在图中选择氯吡脲施用后薄皮甜瓜的特征区域。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中筛选到的差异性标志物包括酯类挥发性有机物、醛类挥发性有机物和酸类挥发性有机物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述差异性标志物包括乙酸乙酯、3-乙酸丁酯、丙酸乙酯、乙酸异丁酯、己酸乙酯、乙酸戊酯、2-8-甲基丁酸乙酯、戊酸乙酯、2-甲基丁酸甲酯、己酸甲酯、苯甲醛和乙基-2-甲基丁酸。
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