一种黄花梨红木树种指纹图谱的构建方法及鉴别方法与流程

技术领域：

本发明属于分析测试领域，具体涉及一种黄花梨红木树种指纹图谱的构建方法及鉴别方法。

背景技术：
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海南黄花梨中文学名为降香黄檀，原产地在中国海南岛，为国家二级保护植物。因其成材缓慢、木质坚实、花纹漂亮，始终位列五大名木之一，在观赏、药用、尤其在家具制造中具有非常重要地位。由于海南黄花梨价格昂贵，市场上以假乱真、以次充好的情况并不鲜见，其中以低价越南黄花梨冒充高价海南黄花梨为典型。目前，国内外尚无对海南黄花梨和越南黄花梨的化学成分分析的相关报道，无法对红木家具木种的类别进行科学鉴别，急需建立一种能快速、简便、非破坏性地对红木家具进行木种鉴别的方法。

技术实现要素：
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本发明的目的在于提供一种黄花梨红木树种指纹图谱的构建方法及鉴别方法，用于红木家具木种鉴别，解决红木家具木种鉴别的难题，为打击以低价越南黄花梨冒充高价海南黄花梨的不法行为提供科学的检测方法。

本发明的第一个目的是提供一种黄花梨红木树种指纹图谱的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：采用顶空固相微萃取的方法分别富集海南黄花梨红木和越南黄花梨红木的气味成分，再采用气相色谱/质谱联用测定气味成分，以质谱全扫描方法记录总离子流色谱图，得到海南黄花梨和越南黄花梨的gc/ms指纹图谱，对海南黄花梨和越南黄花梨的gc/ms指纹图谱中各色谱峰对应的质谱图进行解析，确定海南黄花梨和越南黄花梨中含有5种共有特征成分：①2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮、②2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇、③橙花叔醇、④(2-甲基亚丁基)-环戊烷和⑤2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛。

优选，所述的采用顶空固相微萃取的方法分别富集海南黄花梨红木和越南黄花梨红木的气味成分具体为：分别取海南黄花梨红木和越南黄花梨红木粉末，装入顶空瓶中，密封，将固相微萃取针穿过密封塞插入顶空瓶中，推出萃取头，于50℃～80℃下萃取20min。

本发明的第二个目的是提供一种鉴别海南黄花梨红木树种和越南黄花梨红木树种的方法，其特征在于，采用顶空固相微萃取的方法富集待测黄花梨红木样品的气味成分，再采用气相色谱/质谱联用测定黄花梨红木的气味成分，以质谱全扫描方法记录总离子流色谱图，得到待测黄花梨的gc/ms指纹图谱，确定5种共有特征成分：①2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮、②2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇、③橙花叔醇、④(2-甲基亚丁基)-环戊烷和⑤2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛，并计算这五种共有特征成分的相对含量，如果待测黄花梨红木样品的gc/ms指纹图谱与海南黄花梨的gc/ms指纹图谱基本一致，并且含有①2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮、②2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇、③橙花叔醇、④(2-甲基亚丁基)-环戊烷和⑤2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛5种特征成分，同时特征成分①的相对含量小于②，④的相对含量大于⑤，判定为海南黄花梨；如果待测样品的gc/ms指纹图谱与越南黄花梨的gc/ms指纹图谱基本一致，并且含有①2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮、②2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇、③橙花叔醇、④(2-甲基亚丁基)-环戊烷和⑤2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛5种特征成分，同时特征成分①的相对含量大于②，④的相对含量小于⑤，判定为越南黄花梨。

所述的采用顶空固相微萃取的方法富集待测黄花梨红木样品的气味成分，再采用气相色谱/质谱联用测定黄花梨红木的气味成分，以质谱全扫描方法记录总离子流色谱图，得到待测黄花梨的gc/ms指纹图谱具体步骤为：

a)采用顶空固相微萃取的方法富集待测黄花梨红木样品的气味成分：取待测黄花梨红木样品粉末，装入顶空瓶中，密封，将固相微萃取针穿过密封塞插入顶空瓶中，推出萃取头，于50℃～80℃下萃取20min；

b)采用气相色谱/质谱联用测定待测黄花梨红木样品的气味成分：取出步骤a)的固相微萃取头迅速插入气相色谱进样口中，在240℃下解吸10min，gc-ms测定待测黄花梨红木样品的气味成分，以质谱全扫描方法记录总离子流色谱图，得到待测黄花梨样品的gc/ms指纹图谱。

本发明提供的方法样品用量小、操作简便快速、灵敏度高，色谱指纹信息及气味成分化学组成相结合，结果准确可靠，适合于成品家具中各部件的树种鉴别，不破坏家具整体结构，可用于红木及红木家具的树种鉴别。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的方法采用固相微萃取-气相色谱/质谱联用(spme-gc/ms)技术建立全新的红木树种鉴别方法；科学客观，唯一性强，不破坏家具的整体性，适用于鉴别海南黄花梨木材和家具的真伪。

(2)本发明的方法简便实用，是区分海南黄花梨与越南黄花梨的有效方法，具有非常明显的社会效益和经济效益。

附图说明：

图1是海南黄花梨气味成分的总离子流色谱图(tic)；其中，1、2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮；2、2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇；3、橙花叔醇；4、(2-甲基亚丁基)-环戊烷；5、2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛；

图2是越南黄花梨气味成分的总离子流色谱图(tic)；其中，1、2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮；2、2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇；3、橙花叔醇；4、(2-甲基亚丁基)-环戊烷；5、2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛；

图3某花梨木原木样品气味成分的总离子流色谱图(tic)；其中，1、2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮；2、2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇；3、橙花叔醇；4、(2-甲基亚丁基)-环戊烷；5、2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛；

图4是某红木家具样品气味成分的总离子流色谱图(tic)；其中，1、2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮；2、2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇；3、橙花叔醇；4、(2-甲基亚丁基)-环戊烷；5、2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛；

图5是红木板材样品气味成分的总离子流色谱图(tic)；其中，1、2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮；2、2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇；3、橙花叔醇；4、(2-甲基亚丁基)-环戊烷；5、2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛。

具体实施方式：

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：海南黄花梨与越南黄花梨

(1)分别取海南黄花梨红木家具和越南黄花梨红木家具，用电钻钻取木粉，称取约0.10g样品，装入20ml带有聚四氟乙烯密封塞的顶空瓶中，密封，样品放入进样器中；

(2)将带有pdms/dvb(65μm)萃取头的固相微萃取针穿过密封塞插入顶空瓶中，推出萃取头(萃取头距样品表面约1cm)，固相微萃取海南黄花梨或越南黄花梨的气味成分，于60℃下萃取20min，取出固相微萃取针迅速插入hp7890bgc/5977amsd气相色谱/质谱联用仪的气相色谱进样口中，在250℃下解吸10min，gc-ms测定气味成分。

气相色谱条件是：色谱柱：ab-ffap(30m×0.25mm×0.25μm)极性毛细管气相色谱柱。载气：he(99.999％)；柱流量：0.7ml/min，恒流；不分流进样，purgeflowtosplitvent:20ml/min，purgetime:0.25min；进样口温度：250℃；柱初温50℃，程序升温以8℃/min至80℃，再以12℃/min至240℃，保留2min，运行时间19.08min。固相微萃取的解吸时间为10min。

质谱条件是：离子源：ei源；离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；色谱-质谱连接口温度：280℃；电子能量：70ev；电子倍增器电压：在自动调谐基础上加200v；扫描方式：scan，扫描范围33～250u，threshold:50。

海南黄花梨红木样品的固相微萃取-气相色谱/质谱气味成分总离子流色谱图(tic)见图1，即为海南黄花梨的gc/ms指纹图谱；越南黄花梨红木样品的固相微萃取-气相色谱/质谱气味成分总离子流色谱图(tic)见图2，即为越南黄花梨的gc/ms指纹图谱。经谱库检索和人工解析，鉴定出海南黄花梨和越南黄花梨的主要气味成分有5个，其分子式、分子量和相对含量见表1。

表1海南黄花梨与越南黄花梨的气味成分组成及相对含量

海南黄花梨与越南黄花梨均含有①2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮、②2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇、③橙花叔醇、④(2-甲基亚丁基)-环戊烷、⑤2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛五种气味成分，但不同的是：海南黄花梨中各成分的相对含量很明显的①小于②，④大于⑤，越南黄花梨则反之。根据红木样品中的气味成分与上述5种特征成分的gc/ms指纹图谱及其相对含量进行比对，可以判断该种红木样品的树种。

实施例2：某花梨木原木的树种鉴别

(1)取该花梨木原木，用电钻钻取木粉，称取约0.10g样品，装入20ml带有聚四氟乙烯密封塞的顶空瓶中，密封，样品放入进样器中；

(2)将带有pdms/dvb(65μm)萃取头的固相微萃取针穿过密封塞插入顶空瓶中，推出萃取头(萃取头距样品表面约1cm)，固相微萃取花梨木原木气味成分，在50℃水浴加热萃取20min，之后将固相微萃取头迅速插入hp7890bgc/5977amsd气相色谱/质谱联用仪的气相色谱进样口中，在250℃下解吸10min，进行气相色谱/质谱联用(gc/ms)法分离、测定花梨木气味成分化学组成。

气相色谱条件是：色谱柱：ab-ffap(30m×0.25mm×0.25μm)极性毛细管气相色谱柱。载气：he(99.999％)；柱流量：0.7ml/min，恒流；不分流进样，purgeflowtosplitvent:20ml/min，purgetime:0.25min；进样口温度：250℃；柱初温50℃，程序升温以8℃/min至80℃，再以12℃/min至240℃，保留2min，运行时间19.08min。固相微萃取的解吸时间为10min。

质谱条件是：离子源：ei源；离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；色谱-质谱连接口温度：280℃；电子能量：70ev；电子倍增器电压：在自动调谐基础上加200v；扫描方式：scan，扫描范围33～250u，threshold:50。

某花梨木原木样品的固相微萃取-气相色谱/质谱气味成分总离子流色谱图(tic)见图3，经质谱鉴定该花梨木原木样品的特征成分如表2所示。

表2某花梨木原木样品的气味成分组成及相对含量

该花梨木原木样品的色谱保留时间与海南黄花梨的gc/ms指纹图谱(图1)吻合，且其各个色谱峰的相对含量很明显2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮小于2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇、(2-甲基亚丁基)-环戊烷大于2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛，也与海南黄花梨标准品相近，可确定该花梨木原木样品的树种为海南黄花梨。该结果与实际结果一致。

实施例3：某红木家具的树种鉴别

(1)取该红木家具，用电钻钻取木粉，称取约0.10g样品，装入20ml带有聚四氟乙烯密封塞的顶空瓶中，密封，样品放入进样器中；

(2)将带有pdms/dvb(65μm)萃取头的固相微萃取针穿过密封塞插入顶空瓶中，推出萃取头(萃取头距样品表面约1cm)，固相微萃取红木家具气味成分，在80℃水浴加热萃取20min，之后将固相微萃取针迅速插入hp7890bgc/5977amsd气相色谱/质谱联用仪的气相色谱进样口中，在250℃下解吸10min，进行气相色谱/质谱联用(gc/ms)法分离、测定红木气味成分化学组成。

气相色谱条件是：色谱柱：ab-ffap(30m×0.25mm×0.25μm)极性毛细管气相色谱柱。载气：he(99.999％)；柱流量：0.7ml/min，恒流；不分流进样，purgeflowtosplitvent:20ml/min，purgetime:0.25min；进样口温度：250℃；柱初温50℃，程序升温以8℃/min至80℃，再以12℃/min至240℃，保留2min，运行时间19.08min。固相微萃取的解吸时间为10min。

质谱条件是：离子源：ei源；离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；色谱-质谱连接口温度：280℃；电子能量：70ev；电子倍增器电压：在自动调谐基础上加200v；扫描方式：scan，扫描范围33～250u，threshold:50。

某红木家具样品的固相微萃取-气相色谱/质谱气味成分总离子流色谱图(tic)见图4，经质谱鉴定该红木家具样品的特征成分如表3所示。

表3某红木家具样品的气味成分组成及相对含量

该红木家具样品的色谱保留时间与越南黄花梨的gc/ms指纹图谱(图2)吻合，且其各个色谱峰的相对含量很明显2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮大于2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇、(2-甲基亚丁基)-环戊烷小于2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛，也与越南黄花梨标准品相近，可确定该红木家具样品的树种为越南黄花梨。该结果与实际结果一致。

实施例4：某红木板材的树种鉴别

(1)取该红木板材样品，用电钻钻取木粉，称取约0.10g样品，装入20ml带有聚四氟乙烯密封塞的顶空瓶中，密封，样品放入进样器中；

(2)将带有pdms/dvb(65μm)萃取头的固相微萃取针穿过密封塞插入顶空瓶中，推出萃取头(萃取头距样品表面约1cm)，固相微萃取红木板材气味成分，在80℃加热萃取20min，之后将固相微萃取头迅速插入hp7890bgc/5977amsd气相色谱/质谱联用仪的气相色谱进样口中，在250℃下解吸10min，进行气相色谱/质谱联用(gc/ms)法分离、测定红木气味成分化学组成。

气相色谱条件是：色谱柱：ab-ffap(30m×0.25mm×0.25μm)极性毛细管气相色谱柱。载气：he(99.999％)；柱流量：0.7ml/min，恒流；不分流进样，purgeflowtosplitvent:20ml/min，purgetime:0.25min；进样口温度：250℃；柱初温50℃，程序升温以8℃/min至80℃，再以12℃/min至240℃，保留2min，运行时间19.08min。固相微萃取的解吸时间为10min。

质谱条件是：离子源：ei源；离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；色谱-质谱连接口温度：280℃；电子能量：70ev；电子倍增器电压：在自动调谐基础上加200v；扫描方式：scan，扫描范围33～250u，threshold:50。

该红木板材样品的固相微萃取-气相色谱/质谱气味成分总离子流色谱图(tic)见图5，经质谱鉴定该红木样品的特征成分如表4所示：

表4某红木板材样品的气味成分组成及相对含量

该红木板材样品的色谱保留时间与海南黄花梨的gc/ms指纹图谱(图1)吻合，且其各个色谱峰的相对含量很明显2-(1,1-二甲基乙基)-5-庚基-5-甲基-1,3-二氧戊环-4-酮小于2,6,10-三甲基-7,10-环氧-2,11-十二碳二烯-6-醇、(2-甲基亚丁基)-环戊烷大于2-(5-甲基-2-呋喃基)丙醛，也与海南黄花梨标准品相近，可确定该红木板材样品的树种为海南黄花梨。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。