一种快速判别不同化学型香樟树的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于检测技术领域，涉及一种不同化学型樟树的快速判别方法。
【背景技术】
[0002]樟树[Cinnamomum camphora (L.) Presl]是我国特有国家II级保护树种，是集材用、药用、香料、油用、化工、观赏、生态环境和生态文化建设等于一体的多用途树种，可作为樟科的代表种，具有重要的开发利用价值。樟树按叶精油主要化学成分种类及含量的不同，可分为芳樟(精油中主成分为芳樟醇，下同)、脑樟(樟脑)、油樟(1，8-桉叶油素)、异樟(异-橙花叔醇)和龙脑樟(右旋龙脑)5种主要化学类型。樟树的根、茎和叶中富含挥发性成分，有些成分是重要的香料和药用成分，如芳樟精油中含量最高的芳樟醇，是全球用量最大的香料；脑樟挥发性成分中含量最高的樟脑，因具有通关窍、利滞气、辟秽浊、杀虫止痒、消肿止痛等功效，医药方面用于制备中枢神经兴奋剂，还可用于制造赛璐珞和摄影胶片，无烟火药制造中用作稳定剂等。不同化学型的樟树经济价值和用途不尽相同，故樟树化学型的判别在生产实践和研究中具有重要意义。
[0003]目前，樟树化学型的判别方法主要有:(I)根据樟树形态、枝、叶和木材的气味，由专业人员进行直观判别；(2)利用GC-MS分析不同化学型樟树叶、茎精油成分判别；(3) RAPD标记及转录组分析。方法(I)需要有经验丰富的专业人员，而且判别准确率不好；后两种方法需要对样品进行复杂的预处理，分析时间一般在2小时以上，难以满足快速、直接判别樟树化学型的实际需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的提供一种灵敏度高、操作方便、检测时间短(30s以内)的对樟树化学型快速判别的方法。
[0005]为实现上述发明目的，本发明提供的不同化学型樟树的快速判别方法，采用离子迀移质谱检测技术，包括样品分子的电离、分离和检测三个步骤，特点是，由表面解吸常压化学电离装置作为电离源实施所述电离。这里，“常压”是指在大气压环境下。
[0006]所述不同化学型的快速判别方法中，表面解吸常压化学电离装置包括外接电压的电离针，由电离针针尖发生电晕放电使辅助解吸气体离子化进而使所述樟树叶中的分子电离为待测离子，这里的辅助解吸气体为检测环境空气中的水蒸气，在实验过程中并未加入其他额外的解吸剂和解吸气。
[0007]一种快速判别不同化学型香樟树的方法，包括如下步骤:
[0008](I)取樟树新鲜叶片，将新鲜樟树叶平行主叶脉撕开，撕开的截面放置在DAPCI离子源下进行DAPC1-MS分析，手动进样；
[0009](2) DAPC1-MS 分析:
[0010]设置DAPCI离子源为正离子检测模式，质量范围为50_400Da，电离电压3.5kV，离子传输管温度150°C，放电针与水平面夹角约45°，针尖与质谱口毛细管平行，距离约10mm，樟树叶片撕开的截面距放电针尖和距质谱口均约为7mm ;实验时室温25-27°C，湿度58-63% ;通过针尖电晕放电产生的大量初级离子轰击叶片撕开的截面，使叶片内部的挥发性物质解吸和电离，形成的离子引入质谱进行分析；
[0011]串联质谱分析:母离子的选择窗口为1.4Da，碰撞时间为30ms，碰撞能量为10-30% ；
[0012](3)分析结果:
[0013]经检测，所得DAPC1-MS —级指纹图谱中:
[0014]m/z 137、153、172、188、230 处有强信号的是芳樟；
[0015]m/z 102、119、155、170处有强信号的是龙脑樟；
[0016]m/z 153、170、295处有强信号的是脑樟；
[0017]m/z 108、158、205、254处有强信号的是异樟；
[0018]m/z 155、137、172处有强信号的是油樟。
[0019]放电针为镍镉金属的放电针。樟树叶可以为芳樟叶、龙脑樟叶、脑樟叶、异樟叶、油樟叶中的任一种。
【附图说明】
[0020]图1 DAPCI离子源装置示意图
[0021]图2 5种化学型樟树叶DAPC1-MS指纹谱图:a芳樟；b龙脑樟；c脑樟；d异樟；e油樟
[0022]图3蒎烯串联质谱图
[0023]图4樟脑串联质谱图
[0024]图5芳樟醇串联质谱图
[0025]图6桉叶油素串联质谱图
[0026]图7龙脑串联质谱图
[0027]图8 5种化学型樟树叶DAPC1-MS数据PCA分析结果:PCA三维得分图
[0028]图9 5种化学型樟树叶DAPC1-MS数据PCA分析结果:(b) 3个主成分的PCA载荷图
[0029]图10聚类分析树形图:A芳樟龙脑樟；C脑樟；D异樟；E油樟。
【具体实施方式】
[0030]本发明所述的实例使用的质谱仪为美国Finnigan公司的LTQ — XL型线性离子阱质谱仪，数据处理系统为美国Finnigan公司的XCalibur数据处理系统。
[0031]实施例1
[0032]I实验部分
[0033]DAPCI离子源，装置图示于图1 ;LTQ_XL增强型线性离子阱质谱仪(美国Finnigan公司)，配有Xcalibur数据处理系统。
[0034]1.1样品采集
[0035]5种化学型樟树叶片于2014年7月28日采集于江西省林业科学院实验基地金盘苗圃，由江西省林业科院助理研究员付宇新鉴定。所采樟树叶包括5种化学型，分别为异樟、脑樟、油樟、芳樟、龙脑樟。每棵树东、南、西、北和中间5个方位随机采集树枝若干。每种化学型随机取5棵树进行采样。将收集好的样本枝条插入水中待分析。
[0036]1.2 进样
[0037]分别取5种化学型樟树新鲜叶片(芳樟、龙脑樟、脑樟、异樟、油樟)进行检测。每种化学型取5棵树进行检测。将新鲜樟树叶平行主叶脉撕开，撕开的截面放置在DAPCI离子源下，手动进样，直接进行质谱分析，每片树叶重复3次，如图1。
[0038]1.3DAPC1-MS 分析条件
[0039]设置DAPCI离子源为正离子检测模式，质量范围为50_400Da，电离电压3.5kV，离子传输管温度150°C，放电针与水平面夹角约45°，针尖与质谱口毛细管平行，距离约10mm，樟树叶片撕开的截面距放电针尖和距质谱口均约为7mm。实验时室温25_27°C，湿度58-63%。通过针尖电晕放电产生的大量初级离子轰击叶片撕开的截面，使叶片内部的挥发性物质解吸和电离，形成的离子引入质谱进行分析。
[0040]串联质谱分析:母离子的选择窗口为1.4Da，碰撞时间为30ms，碰撞能量为10-30%。
[0041]1.4主成分分析
[0042]采集得到的质谱数据按质荷比规整为整数。以质荷比为独立变量，相应信号强度为变量值。通过Matlab软件内置的‘princomp’函数和部分自制函数对样本数据进行归一化和标准化处理，进行主成分分析，计算得出各个主成分变量，及其特征值、特征向量、贡献率和载荷。
[0043]1.5聚类分析
[0044]采用Matlab 7.8.0 (R2009a)软件计算样本之间的欧式距离，进行分层聚类分析。
[0045]2结果与讨论
[0046]2.15种化学型樟树叶一级谱图分析
[0047]樟树叶中精油中含有丰富烯烃类、醇类和酮类物质。芳樟、龙脑樟、脑樟和油樟的标志性挥发性物质分别为芳樟醇、(-)_龙脑、樟脑和桉叶油素；异樟由于含有的挥发性成分复杂多样，但标志性成分不明显。在正离子模式下，米用DAPC1-MS对5种不同化学型樟树叶直接进样分