FlavourSpec 全自動風味分析儀
產品型號： F003
GC-IMS 氣相層析離子遷移譜技術可用於測量樣品中揮發性物質的成分，並以可視化指紋圖譜呈現分析結果，適用於固體與液態樣品的頂空氣體分析。
- 高靈敏度偵測技術，達 ppb 或次 ppb 級。
- 常壓恆溫操作，溫度範圍 ≤ 80°C。
- 以氮氣作為載氣，在常壓條件下進行分析。
- Vocal 分析軟體，支援定性與定量功能。
該技術適用於建立可視化指紋圖譜分析，應用範圍包括：新鮮度檢測、臭味溯源、早期霉味監測、輔助品評、製程優化及防偽鑑別等。
適用產業範疇：肉類及蛋製品、水產品、糧食穀類、果蔬、菸草與酒類、中草藥、食用菇類、茶葉與咖啡、香料香精、化妝品與清潔劑、油脂、環保水質與空氣檢測，以及醫學代謝物分析等。
測量原理：
FlavourSpec 全自動風味分析儀採用 GC 多管柱快速層析技術，將化合物快速洗脫後，自動送入離子室，以氚 (H3) 作為輻射源將分子離子化。整個過程中使用高純度氮氣吹掃，並因微量水氣的存在，生成反應離子 H+(H2O)n。當有機化合物的質子親合力大於水分子（691.0 KJ/mol）的親合力時，即會與反應離子 H+(H2O)n 發生反應。
通過離子閘門，依據分子結構及大小進行離子漂移（Time of Flight）分離各物質。有機分子與反應離子發生質子交換，生成單聚體（Monomer）；當化合物濃度較高時，則生成雙聚體（Dimer）。系統生成的二維譜圖可結合 Vocal 分析軟體進行定性及定量分析。
Vocal分析軟體：
- 簡單易用，學習門檻低。
- Reporter 模組快速呈現圖譜，便於比較樣品中特徵訊號的強弱。
- Gallery 模組提供樣品特有指紋圖譜分析，根據指紋圖譜進行相似度或品質分級。
- 支援 PCA 主成分分析及 KNN 鄰近分析，適用於產品分級或差異分析。
- FlavourSpec 系統功能特點：
- 配備全自動取樣裝置，將頂空氣體直接送入氣相層析管及離子遷移譜儀分析。
- 分析速度快，操作簡便，樣品無需前處理。
- 對於含氮、氧、硫等雜原子的小分子（如醛、酮類）特別靈敏，這些物質在風味分析中佔據重要地位，其他分析儀器難以檢測。
GC-IMS分析技術亮點：
- 自動取樣進樣分析，適用於快速頂空氣體分析。
- 無需溶劑進行樣品前處理。
- 高靈敏度，達 ppb 或次 ppb 級。
- 使用 5N 氮氣作為載氣，在常壓下進行分析。
- 根據二聚體峰位進行定性，峰面積用於定量分析。
- Vocal 分析軟體支援 Reporter、Gallery 指紋圖譜、PCA 及 KNN 分析。
- 根據保留時間及漂移時間鑑別未知物質，提供 NIST 資料庫。
應用範疇：
該系統適用於建立產品指紋圖譜分析、風味檢測、新鮮度評估、臭味溯源、早期霉味監測、輔助品評、製程優化及防偽檢測等。
適用產業：
包括但不限於：肉蛋製品、水產品、糧食穀類、果蔬、菸草與酒類、中草藥、食用菇類、茶葉與咖啡、香料香精、化妝品與清潔劑、油脂、環保水質與空氣監測，以及醫學代謝物分析等領域。
主體規格
- 工作原理：離子遷移譜分析 (IMS)
- 離子化源：ß-放射，放射源 (氚 (3H))
- 活度：300 MBq，低於歐洲原子能委會 (EURATOM )
- 1 GBq規定，免於管制
- 漂移電壓極性：可切換正電壓或負電壓模式
- 取樣方式：自動取樣上部氣體自動氣相層析前分離注射器
- 偵測極限：ppb 或低於 ppb
- 動態極數：1-3 數量級
- 顯示器：6。4吋 TFT，VGA 顯示器
- 輸入單元：旋轉脈衝編碼器
- 處理器：400 MHz
- 數據擷取：超快 ADIO 板
- 數據處理：X-板 / 基板
- 資料儲存：2 GB 儲存卡
- 傳輸方式：RS-232， USB， Ethernet
- 電源：AC 100-240V 外部供電，DC 24V/5A 內部供電
- 電力消耗：< 180 Watt
- 尺寸：449 x 375 x 177 mm (WxDxH)
- 重量：15。5 kg
- 外殼：19 吋，IP 20 外殼，EMC 證書
全自動取樣氣相層析頂空氣體注射器
- 單機操作系統整合電腦。
- 加熱式 IMS、管柱、管路溫度 (< 80°C)。
- 純化模式。
- 可建立相關參數條件來發展分析方法：IMS溫度控制、層析管柱、注射器、漂移及攜帶氣體流量控制。
- 軟體控制正/負離子化模式切換。
- 全自動或手動操作包括：數據擷取、分析、視覺化呈現。
- 內部資料儲存、網路資料分享及傳輸外部儲存介面。
- LAV PC軟體套件。
自動上部氣體採樣注射器
- 特色：控溫箱，攪拌及加熱式氣密注射器
- 樣品容量：標準32管，可選配 96 管 (10 or 20 mL)
- 操作：操作面板上有四個功能鍵， 圖示，滾動操作按鈕
- 尺寸：828 x 385 x 648 mm (WxDxH)
- 重量：10 kg
蜂蜜蜜源及種類區分
FlavourSpec® 以頂空氣體分析方式可以區分不同產地蜂蜜如台灣蜜、泰國蜜、荔枝蜜及龍眼蜜差異種類，鑑別產地及蜂蜜摻假，樣品無須前處理。
FlavourSpec® 蜂蜜分析條件：蜂蜜1g
分析條件和結果
- 樣品恆溫預熱時間/上部氣：20分/ 60°C
- 注射器注射溫度：80°C
- 上部氣體注射量：600μl
- 注射流量：170μl/sec
- 氣相層析分析時間：10分鐘 (+10分鐘 )
- 氣相層析管柱 MCC OV-5：40°C 恆溫
- 載體(GC)及漂移(IMS)氣體：氮氣 5.0 等級(99.999%)
- 載體流量：10ml/分(>150ml/分)
- IMS 離子遷移譜儀偵測器恆溫：45°C
Vocal軟體樣本分析圖譜x軸IMS漂移時間，y軸GC滯留時間，顏色深淺代表訊號強度，T8台灣龍眼蜜、T15台灣龍眼蜜、LC台灣荔枝蜜、TL泰國龍眼蜜、IL台灣百花蜜
蜂蜜圖譜型態相似，需以手動選取圖譜上43訊號區域作各樣品比對，a/b為同樣品作二次，重覆性極佳，所有樣品上部氣體所組合獨特訊號強度和出現區域，可作區分各產品指紋。
PCA 主成份分析
LAV軟體所作蜂蜜PCA以訊號強度來區分樣品，a/b相同樣品重覆性高，T8與T15非常相似，LC及IL各有獨特的氣味。
高粱酒/米酒/混米酒區分
分析條件和結果 樣品恆溫預熱時間/上部氣：20分鐘/室溫
注射器注射溫度：80°C
上部氣體注射量：600μl
注射流量：170μl/sec
氣相層析分析時間：10分鐘 (+10分鐘 )
氣相層析管柱 MCC OV-5：40°C 恆溫
載體(GC)及漂移(IMS)氣體：氮氣 5.0 等級(99.999%)
載體流量：10ml/分(>150ml/分)
IMS 離子遷移譜儀偵測器恆溫：45°C
茶葉區分
LAV 軟體樣本色譜型態
x 軸 IMS 漂移時間，y 軸 GC 滯留時間，顏色深淺代表訊號強度
茶1 2013年9月高山烏龍茶、茶2 龍冬茶、茶3 中培茶、茶4 陳年高山烏龍茶、茶5 冬特級原茶
LAV Plugin_Gallery 不同茶的色譜型態相似，需以手動選取色譜上51訊號區域作各樣品圖譜訊號比對，a/b為同樣品測二次，重覆性高，所有茶樣都能以特別不同訊號強度(產品指紋)來分類， 茶1 9月高山烏龍茶，茶2 龍冬茶，茶3 中培茶可以訊號#14,15,34位置及濃度來區分，茶4 陳年高山烏龍茶，茶5 冬特級原茶的上部氣味有不同獨特的產品指紋， 茶4 陳年高山烏龍茶訊號#AccOOH，代表醋酸濃度較高，是相當特別的。
PCA主成份分析
LAV 軟體所作茶 PCA 分析，以前兩個主成分訊號強度來分析樣品，如同前面分析，茶4 陳年高山烏龍茶，茶5 冬特級原茶明顯不同的氣味，作品質分級及產地鑑別。
魚新鮮度鑑定
FlavourSpec® 具快速及便利操作分析不同儲存條件下產品指紋/型態，作為食品/飲料鮮度鑑別，以偵測揮發性氣體是否產生生物胺作為判別分析(TBVN) 依據，將鮮魚儲存於20°C環境下每三小時量測一次。
分析條件和結果
- 樣品恆溫預熱時間/上部氣：20分鐘/60°C
- 注射器注射溫度：80°C
- IMS 氣體流量：500ml/min
- IMS 離子泳動光譜偵測器恆溫：45°C
- 氣相層析管柱 MCC OV-5：40°C 恆溫
- 載體(GC)及漂移(IMS)氣體：氮氣 5.0 等級
- 載體流量：28ml/分(>150ml/分)
- 總測試分析時間 3 分鐘
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不同儲存條件分類鑑別 PCA 分析，可清楚分出魚的不同儲存時間作為鮮度指標管理
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IMS 離子泳動光譜分析資料分析與應用
使用 G.A.S 所設計LAV分析軟體，簡便易學圖示化，只要幾個步驟就可得到各種分析結果
IMS 色譜圖
(1) 量測數據收集
IMS 將樣品上部氣體分析後，IMS色譜顯示樣品所含不同化合物成份指紋。選取主成份
(2) 學習
從圖譜中以手動選出主要參數後，用這些參數作模式/方法可作未知樣品分類應用。
(3) 預測/分類
預測模式下可使用已發展 IMS 色譜作為比對組，來作快速產品種類分類/產地鑑別用。不同的香米究竟有何差異？
在一個專注於米品質提升的研究實驗室，研究員小林接到了一項挑戰：如何鑑別來自不同地區與品種的米香氣特徵，協助農戶提升市場競爭力？小林決定採用 FlavourSpec® GC-IMS 技術來探索答案。他收集了台灣和泰國的多種米樣，包括台東 30、台東 35、高雄 147，以及泰國香米，並使用 Vocal 軟體生成香氣可視化指紋圖譜。這些「氣味指紋」成為辨別不同米香氣特徵的關鍵！
哪些訊號揭示了米的獨特氣味？？
香氣指紋：揭示米的獨特個性
透過 Vocal 軟體中的 Gallery 模組，小林發現不同品種的米具有明顯差異：
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- 泰國香米：多個特徵訊號集中於 Area 4 和 Area 42，這些訊號在台灣米中未出現。
- 台東30和台東35：兩者具有接近的訊號分佈，顯示出相似的香氣特徵，但仍可通過特定訊號區域（台東30─Area 1、20、25；台東35─ Area 6）進行區分。
- 台灣芋香米（高雄147）：展現了獨特的 Area 49 訊號，為分類提供了額外依據。
如何用數據量化香米差異？
主成分分析：分群與溯源的科學利器
小林進一步利用 Vocal 軟體的 PCA 主成分分析和 KNN 鄰近分析，更細緻地排列樣品間的差異。
PCA 提供了總體視角，幫助小林快速了解樣品分佈和聚類情況；而 KNN 做樣品比較，能更具體地揭示樣品間的相似性和差異性。
以PCA對不同品種米做主成分分析
以PCA對台灣米做主成分分析
以KNN對不同品種米做最鄰近指紋分析
分析台灣米時，除分類出5種米，亦將米分為三類：無香米、爆米花香米及芋香米。
他發現：
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- 台東 30 和台東 35 的香氣特徵相似，兩者距離最近。
- 泰國香米則因其獨特香氣，與台灣米形成顯著差異。