一种糠醇和2-甲基呋喃类物质的快速检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学物质检测的技术领域，具体涉及一种糠醇和2-甲基呋喃类物质 的快速检测方法。
【背景技术】
[0002] 糠醇是一种重要的有机化工原料。主要用于生产各种性能的呋喃树脂，糠醇脲 醛树脂及酚醛树脂等，并且还是清漆、颜料的良好溶剂，还可用于合成纤维，橡胶，农药和 铸造工业等。糠醇为刺激剂，高浓度持续吸入引起咳嗽、气短和胸部紧束感；极高浓度可 引起死亡；蒸气对眼有刺激性；液体可引起眼部炎症和角膜混浊；皮肤接触其液体，引起皮 肤干燥和刺激；口服出现头痛、恶心，口腔和胃刺激。2-甲基呋喃具麻醉作用，能使血液循 环、肠、胃、肝脏功能出现异常，对眼睛有刺激作用，呋喃类化合物属于持久性有机污染物 (Persistent Organic Pollutants，简称POPs)，具有很长的半衰期，且能通过食物网积聚， 并对人类健康及环境造成不利影响的有机化学物质。它们能够长期的在环境里存留，对人 体健康的威胁也好都会长期的存在。对于呋喃在环境或生物样品中的检测一般采用气相色 谱-质谱联用法（GC-MS)、液相色谱-质谱联用法（LC-MS)或ELISA方法。用超临界流体萃 取（SFE)、微波辅助提取（MAE)、加速溶剂萃取（ASE)、固相微萃取（SPME)等化学分析方法， 还有酶联免疫吸附分析法等。但是上述方法存在检测周期长、样品重复性较差等的缺陷。
[0003] PEN3型便携式电子鼻传感器是一种新颖的分析、识别和检测手段。其根据对不同 样品的气味信息进行简单的比对分析，通过采集标样信息建立数据库，再利用化学计量学 的统计分析方法对未知样品进行定性和定量分析，具有快速、便捷的特点，其工作原理类似 人的鼻子，也称之为"电子鼻"电子鼻检测方便、快捷，具有客观性好、重复性好、不易疲劳及 不损伤样品的特点，得到越来越广泛的应用。在国内外，电子鼻已应用于食品质量检测和控 制、环境监测、医疗卫生、航空航天等领域的气体信息分析和监测，但在呋喃等POPs的检测 中未见报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术中糠醇和2-甲基呋喃类物质的检测方法的缺 陷，提供一种利用电子鼻对糠醇和2-甲基呋喃类物质的快速检测方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种糠醇和2-甲基呋喃类物质的快速检测方法， 该方法包括以下步骤：
[0006] (1)取待测样品于15ml密闭的样品瓶内，50~80°C恒温水浴中加热30-40min ; [0007] (2)将电子鼻的进样针和进气针插入样品瓶的软盖内，进样针的针头与瓶口距离 为1/3瓶高，进气针的针头与瓶口距离大于进样针的针头与瓶口距离1mm ;进样针吸取样品 瓶内的气体，气体通过电子鼻装置中的气体传感器阵列进行检测；
[0008] (3)将检测得到的信号参数与与模板进行对照后，确定待测样品中是否含有糠醇 和2-甲基呋喃类物质。
[0009] 步骤⑶中，模板的建立方法包括以下步骤：
[0010] (1)取糠醇或2-甲基呋喃样品5-100mg于15ml密闭的样品瓶中，30-80°C加热 〇-30min ；
[0011] ⑵将TON3电子鼻的进样针和进气针插入样品瓶的软盖内，进样针的针头与瓶口 距离为1/3瓶高，进气针的针头与瓶口距离大于进样针的针头与瓶口距离1mm ;进样针吸取 样品瓶内的气体，气体通过PEN3电子鼻中的气体传感器阵列进行检测；将检测得到的数据 进行统计分析，得到模板。
[0012] 糠醇样品的浓度为lng/L、10ng/L、100ng/L、1000ng/L，2-甲基呋喃样品的浓度为 lng/L、10ng/L、100ng/L、1000ng/L。
[0013] 待测样品为海水l_5ml或海底泥沙2_8g。
[0014] 步骤（2)气体通过PEN3电子鼻中的气体传感器阵列进行检测的参数为：顶空产 生时间600s，振荡速度500r/min，信号总获取时间100s，信号频率1. 0s，停滞时间300~ 600s，载气为干燥洁净空气，载气流速150~200mL/min。
[0015] 步骤（3)中，若得到的信号参数在模板直径1. 7102~1. 7287圆环附近，为lng/ L二甲基呋喃；信号参数在模板直径1.6887~1.7061圆环附近，为10ng/L二甲基呋喃；信 号参数在模板直径1. 5971~1. 6403圆环附近，为100ng/L二甲基呋喃；信号参数在模板直 径1. 5769~1. 5998圆环附近，为1000ng/L二甲基呋喃；信号参数在模板直径1. 7334~ 1. 8283圆环附近，为空白对照组；信号参数在模板直径1. 6842~1. 6881圆环附近，为lng/ L糠醇；信号参数在模板直径1. 6728~1. 6829圆环附近，为10ng/L糠醇；信号参数在模板 直径1. 6563~1. 6785圆环附近，为100ng/L糠醇；信号参数在模板直径1. 6442~1. 6569 圆环附近，为1000ng/L糠醇。
[0016] 所述气体传感器阵列由10个金属氧化物传感器组成，10个金属氧化物传感器分 别对芳香成分、氮氧化合物、氨水、氢气、烷烃芳香成分、甲烷、硫化物、乙醇、有机硫化物、烷 烃检测灵敏。
[0017] 步骤（2)气体通过PEN3电子鼻装置中的气体传感器阵列进行检测前，分别清洗每 个传感器100~1200s。
[0018] 本发明的有益效果为：
[0019] (1)本发明是将电子鼻首次应用于糠醇和二甲基呋喃的检测中，检测方便、快捷， 客观性好、重复性好、不易疲劳及不损伤样品。通过电子鼻中10个金属氧化物传感器组成 的传感器阵列测定不同样品得到不同的信号，10个传感器分别对芳香成分、氮氧化合物、氨 水、氢气、烷烃芳香成分、甲烷、硫化物、乙醇、有机硫化物、烷烃具有不同的检测灵敏度，根 据检测到的电导率比值，运用模式识别方法将不同挥发性物质区分开。
[0020] (2)本发明的检测方法只需要少量的样品就能检测出样品中是否含有糠醇和二甲 基呋喃及其含量，检测周期短、检测成本低。
【附图说明】
[0021] 图1为实施例1中糠醇和二甲基呋喃样品的PCA图；
[0022] 图2为实施例1中空白样品的检测分析图；
[0023] 图3为实施例2中海水样品的检测分析图；
[0024] 图4为实施例3中海底泥沙样品的检测分析图； 图5为实施例4中海水样品的检测分析图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合实施例和附图对本发明进行详细地解释说明。
[0026] 实施例1
[0027] 糠醇和2-甲基呋喃类物质的检测方法中模板的建立包括以下步骤：
[0028] (1)标准溶液的配制：
[0029] 糠醇：空白组、11^凡、10叩/1、100叩/1、10001^/匕二甲基呋喃：空白组、11^凡、 10ng/L、100ng/L、1000ng/L。
[0030] ⑵检测：分别取上述样品50mg于15ml密闭的样品瓶中，50°C加热30min，每个样 品做5个平行样。打开PEN3电子鼻的金属氧化物气体传感器，预热30min，将气体传感器的 进样针插入进样瓶的软盖内，进样针的针头与瓶口距离为1/3瓶高，再将金属氧化物气体 传感器的进气针插入进样瓶的软盖内，进气针的针头与瓶口距离大于进样针的针头与瓶口 距离1_;进气针针头低于进样针针头有利于气味被进样针采集；然后设定该传感器的阵 列参数：顶空产生时间600s，振荡速度500r/min，信号总获取时间100s，信号频率1. 0s，停 滞时间600s，载气为干燥洁净空气，载气流速150mL/min ;PEN3电子鼻装置的各传感器名称 和性能见表1 ;进样针吸取样品瓶内的气体，气体通过PEN3电子鼻中的气体传感器阵列进 行检测；气体传感器阵列进行检测前，分别清洗每个传感器100s以上，使得10个传感器响 应值均达到1. 0 ;
[0031] (3)收集气体传感器阵列检测到的数据，将相同成分的检测结果屏蔽，将特异性的 部分进行分析和梳理，从而确定每种油的指纹图谱，通过PEN3电子鼻的内部软件进行主成 分分析（PCA)，其结果见图1和图2。在所建立的模板中，糠醇和二甲基呋喃的不同浓度能 被电子鼻区分开来。图1中PCI、PC2的贡献率分别为71. 17%、20. 61%。2号传感器检测 较灵敏，因此不同浓度的糠醇和二甲基呋喃的指纹图谱通过2号传感器的电导率比值的信 号参数来确定。
[0032] 二甲基呋喃浓度lng/L组的信号参数为1. 7102~1. 7287,二甲基呋喃浓度10ng/ L组的信号参数为1. 6887~1. 7061，二甲基呋喃浓度100ng/L组的信号参数为1. 5971~ 1. 6403,二甲基呋喃浓度1000ng/L组的信号参数为1. 5769~1. 5998,空白对照组的信号 参数为1. 7334~1. 8283,糠醇浓度lng/L组的信号参数为1. 6842~1. 6881，糠醇浓度 10ng/L组的信号参数为1. 6728~1. 6829,糠醇浓度100ng/L组的信号参数为1. 6563~ 1. 6785,糠醇浓度1000ng/L组的信号参数为1. 6442~1. 6569。
[0033] 用空白样品来验证建立