基于氣相色譜質譜聯用技術對含瘤疤油梨木材的鑒定

摘 要：基于氣相色譜質譜聯用技術對含瘤疤油梨木材進行鑒定，采用頂空進樣方式，探究其主要特征峰及化學成分。結果表明，含瘤疤油梨主要有6個特征峰，出峰時間集中在20～25min之間;其主要化學成分為烯炔類物質，同時根據其主要特征峰構建對應的指紋圖譜，為含瘤疤油梨準確快速鑒定提供理論基礎。。

關鍵詞：氣相色譜質譜;含瘤疤油梨;木材鑒定

中圖分類號 TS261文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）21-0075-03

Abstract：Dalbergia odorifera （youli） with burl have been identified using headspace sampling method based on gas chromatography mass spectrometry technique，and its main characteristic peaks and the chemical compositions were explored aimed at providing the theoretical foundation for identification rapidly and accurately. Results showed that six main characteristic peaks existed in Dalbergia odorifera （youli），and the peak time concentrated between 20 ～ 25 min. Meanwhile its main chemical compositions were alkene and acetylene chemicals. Also，the fingerprint has been built according to its main characteristic peaks.

Key words：Gaschromatographic mass spectrometry;Dalbergia odorifera （youli） with burl;Wood identification

降香黃檀（Dalbergia odorifera）屬豆科（Leguminosae）黃檀屬（Dalbergia）木材，隸屬國家標準規定的紅木香枝木類木材（GB/T 18107-2017），市場常見的有油梨、紫油梨、糠梨等，其中含有天然瘤疤的油梨顏色暗紫紅色、花紋美麗、紋理錯落有致，外觀性能及價值顯著，以其作為原材料制作的高檔工藝品深受消費者喜愛。因該木材含有瘤疤，紋理交錯扭曲，無法通過傳統的木材鑒定方法對其鑒定，一旦檢測機構收到含有瘤疤油梨木材的委托鑒定，往往束手無策，需要尋求其他新技術。

目前，檢測機構對于木材材種鑒定是基于傳統木材鑒定方法，即通過對木材宏觀特征（質量、紋理、顏色、氣味等）和微觀構造特征（管孔特征、木射線類型、軸向薄壁組織類型等）進行觀察記載[1-2]，后查閱相關專業書籍并與標樣進行比對，進而實現對待測木材樣品鑒定。隨著科學技術的不斷發展，越來越多的新技術被應用于木材鑒定之中[3-5]。其中，氣相色譜質譜聯用技術（GC-MS）因對待測木材樣品具有較好的分離和定性作用[6]，近年來已被應用于木材鑒定當中[7-9]。鑒于油梨自身具有特殊性氣味，通過對基于GC-MS技術獲得的總離子流圖進行分析，有望確定其主要特征峰以及特征性化學成分，最后構建其特征性指紋圖譜，實現對含瘤疤油梨木材的鑒定。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 含瘤疤降香黃檀（油梨）心材由莆田市家具產品質量監督檢驗中心樣品室提供，產地為海南省。

1.2 試驗儀器 試驗用主要儀器設備如表1所示。

2 試驗方法

2.1 樣品制備 挑選除去灰塵、沙粒等雜質的油梨心材樣品用微型帶鋸機鋸成小木條，氣干后放置于粉碎機中磨成細末，篩選40～60目木粉，放置于干燥器中避光保存備用。

2.2 氣相色譜質譜條件 色譜柱：Rxi-5MS為分離色譜柱，其尺寸為30μm×250μm×0.25μm（長度×內徑×涂層厚度）;載氣及流速：氦氣，1.4mL·min-1;進樣口溫度：280℃;分流比：20∶1;進樣量：1μL。氣相質譜條件：掃描模式：Scan;離子源掃描范圍：35～550aum;離子源溫度：250℃;傳輸線溫度：280℃;電離方式：EI;電子能量：70eV。

2.3 總離子流圖獲取 采用頂空直接進樣法，對含瘤疤油梨進行上樣分析，升溫程序如表2所示。對獲取的總離子流圖利用化學工作站5975C數據分析軟件對所獲得的總離子流圖進行積分，得到含瘤疤油梨的保留時間及其相對應的色譜峰面積（A%），篩選相對峰面積大于1%的作為有效峰面積，小于或等于1%的色譜峰面積則不予統計[10]。

2.4 指紋圖譜構建 以不同保留時間為橫坐標，篩選有效峰面積與最大峰面積比值作為縱坐標，利用origin繪圖軟件繪制其指紋圖譜。

3 結果與分析

3.1 主要特征峰 采用頂空直接進樣法不需對樣品進行抽提預處理，縮短鑒定周期，方法便捷高效，可快速實現對待測樣品的鑒定分析。基于GC-MS技術頂空直接進樣法獲取含瘤疤油梨總離子流圖，由圖1可知，其主要出峰時間集中在20～25min之間。由于色譜柱并不能將待測樣品的色譜峰完全分離，對于無法完全分離的色譜峰，依據保留時間對其進行處理，即以相鄰保留時間大于0.1min的作為2個特征峰來處理，小于或等于0.1min的則作為1個色譜峰[11]。由于頂空采樣法只適用于一些含有低沸點揮發性物質樣品的測定[12]，所以當保留時間超過26min后，總離子流圖中未見明顯色譜峰，由表3可知，含瘤疤油梨共篩選出6個主要色譜峰，其中主要出峰時間是24.05、24.38和27.74min，對應的相對峰面積分別為24.23%、47.02%和11.63%，可將這3個主要的色譜峰作為油梨主要特征峰，剩余3個色譜峰作為輔助特征峰進行比對，可實現對含瘤疤油梨的鑒定。

3.2 主要化學成分及指紋圖譜 利用GC-MS自帶NIST2017和Wiley10.0質譜數據庫對獲取油梨的總離子流圖的色譜峰進行鑒定分析，以獲取其主要化學成分。由表4可知，其所含主要化學物質為3-二十烷炔、6，7-環氧-蛇麻烯以及（1R，3E，7E，11R）-1，5，5，8-Tetramethyl-12-oxabicyclo[9.1.0]dodeca-3，7-diene等3種物質，均為不飽和的烯炔類物質，其中含量最多的物質為6，7-環氧-蛇麻烯，其含量為47.02%。對其鑒定時，可將待測樣品進行上樣分析后，與含瘤疤油梨所含的主要特征性化學成分對比分析，同時輔助以其余3種化學成分進行匹配分析，根據化學成分法可實現對待測樣品的鑒定。

為更直觀的反映含瘤疤油梨的主要特征峰及其對應的保留時間，采用柱狀化的指紋圖譜進行表征[7]。不考慮峰高和峰寬的影響，保留時間作為橫坐標，相對色譜峰面積做為縱坐標繪制含瘤疤油梨指紋圖譜，結果如圖2所示。當待測樣品為疑似含瘤疤油梨樣品時，因無法通過三切面觀察樣品宏觀和微觀構造特征，可根據本試驗條件先對其進行上樣分析后繪制待測樣品的指紋圖譜，并與圖2進行對比分析，進而實現對含瘤疤油梨木材的鑒定。

4 結論與討論

采用GC-MS頂空直接進樣法可以獲得含瘤疤油梨的總離子流圖，對其色譜峰進行篩選后，共得到6個特征峰，其中3個主要特征峰對應保留時間為24.05、24.38和25.74min，最大特征峰面積為47.02%（保留時間為24.38min處），其次為24.23%（保留時間為24.05min處）和11.63%（保留時間為24.38min處）;對其特征性化學成分進行分析得到其主要化學成分為烯炔類物質，主要包括3-二十烷炔、6，7-環氧-蛇麻烯以及（1R，3E，7E，11R）-1，5，5，8-Tetramethyl-12-oxabicyclo[9.1.0]dodeca-3，7-diene，其中6，7-環氧-蛇麻烯含量最高，為47.02%;以保留時間為橫坐標，相對峰面積為縱坐標繪制含瘤疤油梨的指紋圖譜。當待測樣品為含瘤疤油梨時，可通過特征峰法、主要化學成分匹配以及指紋圖譜對比實現對其鑒定。由于樹種因樹齡、地理生長環境、種間變異等因素影響，同為含瘤疤油梨的木材其特征峰的出峰時間、峰面積以及主要特征峰對應化學成分可能會存在差異

參考文獻

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（責編：楊 林）