气味梯度稀释方法的研究初探

包喜军 贺星亮 高一龙 龙成生 陈 舒 刘学辉

警犬的嗅探能力是警犬工作的基础，警犬嗅探能力研究是警犬技术工作的重要基础和组成部分，探嗅能力不仅反映了犬嗅觉功能的好坏，同时也决定了警犬训练使用效果的好坏。在实战训练过程中，由于嗅探能力弱导致许多犬最终丧失了成为警犬的可能，这不仅浪费了训练的人力、物力和财力，更严重影响了警犬的训练使用效益。然而，在对警犬进行嗅探能力检测时，其中最重要的环节是对嗅探气味的稀释。由于气味的无色、无固定形状等特殊物理属性，因而对气味浓度难以做到定量测定，从而对气味的梯度稀释研究也就更加困难。本研究在微孔滤膜过滤的基础上，依靠气相色谱——质谱联用仪，对气味浓度的梯度稀释进行了初步研究，研究结果表明，微孔滤膜对单一化学物质气味具有梯度稀释的效果。

一、材料与方法

（一）试剂

反式-2，4-葵二烯醛（Geel，Belgium，USA），购于南京天为生物公司。

（二）仪器

高纯氮；高纯氦；1.5ml样品瓶（美国Agilent）；二氯甲烷（色谱纯，上海凌峰化学有限公司）；气相色谱——质谱联用仪（Agilent7890A-5973c）。样品瓶在使用前用正丁醇清洗，并于180 ℃下烘干36 h。

（三）方法

用甲醇配制50mg/l的反式-2，4-葵二烯醛稀释，密封保存，备用。

取稀释液1.0ml于样品瓶中，样品瓶盖中空，分别放置1～5层的孔径为0.22μm的疏水性微孔滤膜，根据滤膜层数依次编号样品瓶，阳性对照瓶无滤膜，编号0。

将已放好试剂的样品瓶置于内径略大的气相色谱仪气味检测专用样品瓶中。

按照检测要求，将气味样品静置30min后上机检测。

（四）色谱质谱参数

以高纯氦气为载气，流速1.0ml/min；进样口温度250℃，接口温度280℃；色谱柱为 DB-5（30m×0.25mm×0.25μm），起始温度 50℃，保持2min，以1 5℃/min升至150℃，再以5℃/min升至280℃，保持10min；质谱EI电离能为70eV，扫描范围35u～350u。

（五）统计与分析

在分析前首先对每组数据进行处理，将0层数据按一定倍数整除为100，该组其它数据按相同倍数依次整除。

对试验数据用spss13.0软件进行分析。

二、结果

结果表明，0-5层的气味浓度呈现梯度降低（图1）。阳性对照的0层与各试验层相比均有极显著差异；1层与其余各层也有极显著差异；2层与3层差异显著， 与4层、5层有极显著差异；3层与4层、4层与5层均无差异，但3层与5层有显著差异（见表1，图 2）。

三、讨论

微孔滤膜的作用为通过对气味的不同通透性以达到气味稀释的目的。在通透滤膜的选择上，在预实验时曾选用牛皮纸等材料，但由于该类材料标准不统一，且试验结果间没有明显规律性，故未使用该类材料。而选用孔径确定的微孔滤膜进行本研究，具有标准客观、便于统一等优点，另外，对不同孔径的微孔滤膜也进行了相应的试验选择。经过预实验，孔径＞0.22μm的微孔滤膜因通透性较高，致试验结果间无明显差异，但选用孔径＜0.22μm的微孔滤膜且当滤膜的层数超过2层后，各层间透过滤膜的气味差异也无明显差异。选用0.22μm的微孔滤膜作为通透滤膜，试验结果表明，0.22μm微孔滤膜对确定的单一气味起到了稀释的作用，随着微孔滤膜层数的增加，气味浓度也有差异性变化。如：经1层滤膜过滤的气味浓度与其余各层滤膜过滤后气味浓度有极显著差异；2层与4、5层有极显著差异，2层与3层差异显著；3层与4层无差异，3层与5层有显著差异；4层与5层无差异。上述结果表明，该方法可以达到气味浓度梯度稀释的目的。

对于用香味提取物稀释分析法（aroma extract dilution analysis，AEDA）进行的气味梯度稀释研究，其主要原理为将萃取得到的浓缩提取物进行化学浓度的梯度稀释，然后再通过人在嗅闻口进行气味检测，直到这种香味物质不再被检测到为止，以此达到通过人机的有效结合来实现气味化合物对整体气味贡献大小的评估。

图1 气味浓度按照层数呈现梯度降低

图2 注：大写字母（A、B、D、E）表示有极显著差异（P＜0.01），小写字母（b、d）表示与该字母大写组比较差异显著（P＜0.05）

表1.试验各层间的统计分析结果

本研究中使用的方法与AEDA的主要区别为：AEDA法的研究目的是为了检测某种物质在人类嗅觉范围内的主要气味物质的含量多少，而本研究使用的方法研究目的则是为了明确一种微量气味的稀释方法；另外，本研究的试验方法和研究结果相对客观、可信度高。

在本研究中，对试验数据的变化原则为：将不同批次的0层试验数据统一规定为同一数值，同一批次试验数据以0层数据的变化倍数为依据进行相应的变化。对试验数据进行此种处理的原理是：相同体积、浓度的同一物质，在相同的外界环境下，置于相同规格的容器中，其在单位时间内的气味挥发浓度是相同的。但在试验过程中，由于气相色谱——质谱联用仪的高度敏感性，并且由于没有试验条件绝对完全相同的两次试验，所以在进行上述试验时，即使不同批次的0层数据也会产生显著变化，但是相较于不同批次的试验来说，同一批次的试验除了微孔滤膜层数的差异外，其余试验条件的差异可以忽略。因此，进行试验数据的上述变化是合理的。