The contamination of barley by molds on the field or in storage leads to the spoilage of grain and the production of mycotoxins which causes major economic losses in malting facilities and breweries. Therefore, on-site detection of hidden fungus contaminations in grain storages based on the detection of volatile marker compounds is of high interest. In this work, the volatile metabolites of ten different fungus species are identified by gas chromatography (GC) combined with two complementary mass spectrometric methods, namely electron impact- (EI) and chemical ionization at atmospheric pressure (APCI) mass spectrometry (MS). The APCI source utilizes soft X-radiation which enables the selective protonation of the volatile metabolites largely without side-reactions. Nearly 80 volatile or semivolatile compounds from different substance classes, namely alcohols, aldehydes, ketones, carboxylic acids, esters, substituted aromatic compounds, alkenes, terpenes, oxidized terpenes, sesquiterpenes and oxidized sesquiterpenes, could be identified. The profiles of volatile and semivolatile metabolites of the different fungus species are characteristic of them and allow their safe differentiation. The application of the same GC parameters and APCI source allows a simple method transfer from MS to ion mobility spectrometry (IMS) which permits on-site analyses of grain stores. Characterization of IMS yields limits of detection very similar to those of APCI-MS. Accordingly, more than 90 % of the volatile metabolites found by APCI-MS were also detected in IMS. In addition to different fungus genera, different species of one fungus genus could also be differentiated by GC-IMS.

中文翻译：

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通过质量和离子迁移谱分析表征大麦上霉菌形成的挥发性代谢物。

大麦在田间或储藏过程中被霉菌污染导致谷物变质和霉菌毒素的产生，这在制麦设备和啤酒厂中造成重大的经济损失。因此，基于挥发性标记化合物的检测，对谷物储藏库中隐藏的真菌污染进行现场检测非常受关注。在这项工作中，通过气相色谱（GC）结合两种互补的质谱方法，即电子轰击（EI）和常压化学电离（APCI）质谱（MS），鉴定了十种不同真菌物种的挥发性代谢物。APCI离子源利用柔和的X射线辐射，可在很大程度上进行挥发性代谢物的选择性质子化，而不会发生副反应。来自不同物质类别的近80种挥发性或半挥发性化合物，可以鉴定出醇，醛，酮，羧酸，酯，取代的芳香族化合物，烯烃，萜烯，氧化的萜烯，倍半萜烯和氧化的倍半萜烯。不同真菌种类的挥发性和半挥发性代谢物的特征是它们的特征，并可以安全区分。相同GC参数和APCI离子源的应用允许将方法从MS简便地转移到离子迁移谱（IMS），从而可以对谷物储藏进行现场分析。IMS的表征产生的检测极限与APCI-MS极为相似。因此，IMS还检测到APCI-MS发现的90％以上的挥发性代谢物。除了不同的真菌属外，GC-IMS还可以区分一种真菌属的不同物种。可以鉴定出酮，羧酸，酯，取代的芳香族化合物，烯烃，萜烯，氧化的萜烯，倍半萜烯和氧化的倍半萜烯。不同真菌种类的挥发性和半挥发性代谢物的特征是它们的特征，并可以安全区分。相同GC参数和APCI离子源的应用允许将方法从MS简便地转移到离子迁移谱（IMS），从而可以对谷物储藏进行现场分析。IMS的表征产生的检测极限与APCI-MS极为相似。因此，IMS还检测到APCI-MS发现的90％以上的挥发性代谢物。除了不同的真菌属外，GC-IMS还可以区分一种真菌属的不同物种。可以鉴定出酮，羧酸，酯，取代的芳香族化合物，烯烃，萜烯，氧化的萜烯，倍半萜烯和氧化的倍半萜烯。不同真菌种类的挥发性和半挥发性代谢物的特征是它们的特征，并可以安全区分。使用相同的GC参数和APCI离子源，可以将方法简单地从质谱转换为离子迁移谱（IMS），从而可以对谷物储藏进行现场分析。IMS的表征产生的检测极限与APCI-MS极为相似。因此，IMS还检测到APCI-MS发现的90％以上的挥发性代谢物。除了不同的真菌属外，GC-IMS还可以区分一种真菌属的不同物种。可以确定取代的芳族化合物，烯烃，萜烯，氧化的萜烯，倍半萜烯和氧化的倍半萜烯。不同真菌种类的挥发性和半挥发性代谢物的特征是它们的特征，并可以安全区分。相同GC参数和APCI离子源的应用允许将方法从MS简便地转移到离子迁移谱（IMS），从而可以对谷物储藏进行现场分析。IMS的表征产生的检测极限与APCI-MS极为相似。因此，IMS还检测到APCI-MS发现的90％以上的挥发性代谢物。除了不同的真菌属外，GC-IMS还可以区分一种真菌属的不同物种。可以确定取代的芳族化合物，烯烃，萜烯，氧化的萜烯，倍半萜烯和氧化的倍半萜烯。不同真菌种类的挥发性和半挥发性代谢物的特征是它们的特征，并可以安全区分。相同GC参数和APCI离子源的应用允许将方法从MS简便地转移到离子迁移谱（IMS），从而可以对谷物储藏进行现场分析。IMS的表征产生的检测极限与APCI-MS极为相似。因此，IMS还检测到APCI-MS发现的90％以上的挥发性代谢物。除了不同的真菌属外，GC-IMS还可以区分一种真菌属的不同物种。可以被识别。不同真菌种类的挥发性和半挥发性代谢物的特征是它们的特征，并可以安全区分。相同GC参数和APCI离子源的应用允许将方法从MS简便地转移到离子迁移谱（IMS），从而可以对谷物储藏进行现场分析。IMS的表征产生的检测极限与APCI-MS极为相似。因此，IMS还检测到APCI-MS发现的90％以上的挥发性代谢物。除了不同的真菌属外，GC-IMS还可以区分一种真菌属的不同物种。可以被识别。不同真菌种类的挥发性和半挥发性代谢物的特征是它们的特征，并可以安全区分。相同GC参数和APCI离子源的应用允许将方法从MS简便地转移到离子迁移谱（IMS），从而可以对谷物储藏进行现场分析。IMS的表征产生的检测极限与APCI-MS极为相似。因此，IMS还检测到APCI-MS发现的90％以上的挥发性代谢物。除了不同的真菌属外，GC-IMS还可以区分一种真菌属的不同物种。相同GC参数和APCI离子源的应用允许将方法从MS简便地转移到离子迁移谱（IMS），从而可以对谷物储藏进行现场分析。IMS的表征产生的检测极限与APCI-MS极为相似。因此，IMS还检测到APCI-MS发现的90％以上的挥发性代谢物。除了不同的真菌属外，GC-IMS还可以区分一种真菌属的不同物种。相同GC参数和APCI离子源的应用允许将方法从MS简便地转移到离子迁移谱（IMS），从而可以对谷物储藏进行现场分析。IMS的表征产生的检测极限与APCI-MS极为相似。因此，IMS还检测到APCI-MS发现的90％以上的挥发性代谢物。除了不同的真菌属外，GC-IMS还可以区分一种真菌属的不同物种。