第十章 电子嗅觉、电子味觉检测法
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嗅觉的检测嗅觉是一个很重要的感觉,与视觉、听觉相比其研究显著滞后。
主要表现在对嗅觉的中枢解剖通路、嗅觉机制、嗅觉障碍机制和治疗了解甚少,缺乏准确行嗅觉功能定性和定量检查的客观方法。
目前对嗅觉可从主观、客观及实验室方法等方面进行检测:(1) 主观测试方法(心理物理测试法) :用含不同种类和不同浓度嗅物质的液体、嗅棒,请患者鉴别,得到相应的资料,对嗅觉功能作出判断。
主要有五味试嗅液检测法(柳端今、孙安纳等研制) 、CCRC 检测法(康涅荻格化学感觉临床研究中心检测法) 、标准微胶囊嗅觉功能检查(又称美国宾州嗅觉研究中心嗅觉检查法,the universityof Pennsylvaniasmell identification test , UPSIT) ,共40 种微型胶囊,通过刮擦- 吸气来测定嗅敏度,UPSIT 要求双侧鼻孔同时测试。
(2) 客观测试法—嗅性相关电位:①电刺激诱发的嗅性诱发电位:日本学者、北京协和医院和北京同仁医院先后用电刺激记录动物的嗅性诱发电位, Ishimaru 等报告了电刺激诱发的人嗅性诱发电位。
②化学气体刺激诱发人的嗅性相关电位( olfactory event related potentials ,OERP) :OERP 系由气味剂(odrant s) 刺激嗅黏膜,应用计算机迭加技术,在头皮特定部位记录到的特异性脑电位。
1966年Finkenzeller 等用气味剂香草醛(vanillin) 刺激人类嗅黏膜,在头皮特定部位记录到了OERP。
这是人类第1 次在自身记录到OERP。
1978 年, Kobal 等研制了一种嗅觉刺激装置,在刺激嗅区黏膜的同时不会引起呼吸区黏膜的温度和体感变化。
1998 年以来北京协和医院、北京为尔福电子公司、中国科学院电气高技术研究所共同研制了化学刺激诱发嗅性电位刺激的记录装置。
至于嗅觉诱发脑电图(electroencephalogram , EEG) 和脑电地形图( brain electricalactivity mapping ,BEAM) 测试,蒋以亭等研究认为可作为嗅觉客观检查的一种参考依据,但有局限性。
电子鼻原理
电子鼻是一种模拟人类嗅觉系统的电子设备,它能够对气味进行感知和识别。
电子鼻的原理是通过一系列传感器对气味分子进行检测和分析,然后利用模式识别算法来识别不同的气味。
电子鼻在食品安全、医疗诊断、环境监测等领域具有重要的应用价值。
电子鼻的传感器通常包括化学传感器和生物传感器两种类型。
化学传感器是利
用化学反应来检测气味分子,常见的化学传感器包括电化学传感器、压阻传感器和光学传感器等。
生物传感器则是利用生物元件如酵母、细菌等对气味进行检测,生物传感器具有高灵敏度和高选择性的优点。
电子鼻的工作原理是将气味分子与传感器表面发生化学反应,产生电信号或者
光信号,然后利用信号处理系统对这些信号进行分析和处理,最终得到气味的特征信息。
电子鼻的模式识别算法通常包括主成分分析、神经网络、支持向量机等,这些算法能够对气味进行准确的识别和分类。
电子鼻的应用场景非常广泛,其中在食品安全领域的应用尤为突出。
电子鼻可
以对食品中的挥发性有机物进行检测,从而实现对食品新鲜度、品质和真伪的快速鉴别。
在医疗诊断领域,电子鼻可以通过检测病人呼出的气体来辅助医生进行疾病诊断,如糖尿病、肺癌等。
此外,电子鼻还可以用于环境监测、化工生产、药物研发等领域。
总的来说,电子鼻作为一种新型的感知技术,具有广阔的应用前景。
随着传感
器技术和模式识别算法的不断进步,电子鼻将在更多领域展现出其巨大的应用潜力。
电子鼻的发展将为人类的生活和生产带来更多的便利和安全保障。
气味测试方法及标准
气味测试方法及标准包括以下几种:
1. 标准嗅觉阈值测定法:这是一种用于检测香水、酒类、化妆品等产品中香味物质的方法,通过让试样与已知数量的评定人员的面部接触,使评定人员能够感知并确定试样的气味特征,从而得出香精香气的前调和后调是否适中。
这种方法要求评定人员数量足够多,并且对香气有足够的敏感度和分辨能力。
标准的评定员年龄范围在20-50岁之间,色盲、嗅觉迟钝者不能参与试验。
评定时要控制在恒温和光照适宜的环境下进行,避免影响测试结果。
2. 电子鼻技术:这是利用高效载体热隔离化学发光光源和微型高灵敏度气体分析传感器组成的测试系统,可以对空气中的气味类型进行识别和分类。
其优点是能模拟人鼻三叉神经的品别功能,对于复杂气味可区分原料之间的微弱差异。
3. 气相色谱法(GC)-电子鼻联用法:这种方法结合了气相色谱法的高选择性和电子鼻的快速响应和可识别性,可以用于评估食品、烟草等产品的气味特性。
在进行气味测试时,通常需要使用专业的实验室仪器或设备来精确地测量和分析气味,以确保结果的准确性和可靠性。
同时,为了保证测试结果的客观性和有效性,还需要遵循一定的操作规程和方法,并对测试数据进行科学管理和分析。
电子鼻嗅异味分辨力改进方式评估引言:异味是指不同于正常环境中所期望出现的气味,常常被认为是污染物的标志。
对于环境监测、食品检测以及医学诊断等领域,准确判断和分辨异味的能力非常重要。
电子鼻是一种利用传感器技术模拟人类嗅觉系统的设备,广泛应用于解决这些问题。
然而,由于异味的复杂性和多样性,电子鼻的嗅异味分辨力一直是一个挑战。
本文将评估电子鼻嗅异味分辨力的改进方式,为其进一步的研究和应用提供指导。
一、嗅异味分辨力的评估方法嗅异味分辨力是评估电子鼻性能的一个重要指标,可以通过实验方法进行评估。
常见的评估方法包括三组指标:准确度、灵敏度和特异度。
1. 准确度准确度是指电子鼻分辨异味的正确率。
评估准确度可以通过构建已知气味的样本库和测试样本进行验证。
首先,选择多种不同的气味作为已知样本,通过电子鼻测量得到气味特征向量。
然后,将测试样本与已知样本进行比较,根据相似性评估电子鼻的准确度。
2. 灵敏度灵敏度是指电子鼻对微弱气味的感知能力。
评估灵敏度可以通过测量电子鼻对不同浓度的气味的响应情况。
在实验中,可以使用不同浓度的气体样本进行测试,通过测量其对应的电子鼻响应值,分析电子鼻的灵敏度。
3. 特异度特异度是指电子鼻在分辨不同气味时的独特性。
评估特异度可以使用相似气味进行实验。
选择具有相似特征的气味作为测试样本,通过测量其对应的电子鼻响应值,分析电子鼻在分辨相似气味时的特异度。
二、电子鼻嗅异味分辨力改进方式为了提高电子鼻的嗅异味分辨力,可以从以下几个方面进行改进:1. 传感器技术改进电子鼻的传感器是实现嗅异味分辨的关键部件,传感器技术的改进可以有效提升电子鼻的性能。
目前常用的传感器包括电化学传感器、光学传感器和电子鼻阵列。
通过对传感器材料的改进、传感器结构的优化和传感器阵列的组合等方式,可以提高电子鼻的嗅异味分辨能力。
2. 数据处理算法改进电子鼻测量得到的是一系列气味特征向量,因此数据处理算法对嗅异味分辨力的提升也十分关键。
气味测试方法及标准气味是我们感知世界的一个重要方面,它直接影响我们的情绪、行为和感受。
为了保障人们的健康和环境质量,进行气味测试已经成为了一项必要的工作。
本文将介绍气味测试的常用方法及相关的标准,以帮助读者了解如何有效地评估和控制气味。
一、气味测试方法1. 定性气味测试方法:定性气味测试方法用于判断气味的种类和性质。
其中最常用的方法是嗅闻法,即通过人的嗅觉感知气味。
嗅闻法可以分为单独嗅闻和集体嗅闻两种方式。
单独嗅闻法是让一个人单独闻气味,集体嗅闻法是让一组人一起闻气味并取得共识。
2. 定量气味测试方法:定量气味测试方法主要用于测量气味的强度和浓度。
常见的定量气味测试方法有以下几种:- 认知测试法:通过要求测试人员给出对气味的主观感受来进行定量评估。
- 达因量化法:利用达因量化仪器,通过测量气味分子的浓度来进行定量评估。
- 气味级别判断法:测试人员按照一定的标准,将气味分为不同的级别,从而进行定量评估。
3. 仪器测试法:仪器测试法是一种利用先进的仪器设备来测量气味特性的方法。
常用的仪器测试方法有以下几种:- 气相色谱-质谱联用仪(GC-MS):通过气相色谱和质谱相结合的技术,可以准确地鉴定和定量气味物质。
- 电子鼻(E-nose):通过一系列化学传感器模拟人类嗅觉系统,可以对气味进行快速、准确的检测和辨识。
- 气相色谱嗅闻联用仪(GC-O):结合气相色谱和嗅闻法,可以直接检测气味物质,并通过人的嗅觉进行评估。
二、气味测试标准1. 国际标准化组织(ISO)标准:ISO制定了一系列关于气味测试的国际标准。
其中,ISO 12219-1:2012《室内空气-部分3:为室外气味源测定室内气味负荷的标准化方法》是最具代表性的标准之一,该标准规定了测量室内空气中气味负荷的方法和计算方式。
2. 欧洲标准化委员会(CEN)标准:CEN也制定了一系列与气味测试相关的标准。
例如,CEN/TR 13725《气味测定方法》中详细介绍了气味测定的方法和指导原则,为气味测试提供了技术支持。
基于电子鼻技术的气味识别及其应用气味是人类感官中一种非常重要的形式,可以带来情感、记忆和行为改变。
越来越多的研究表明,气味不仅影响人类做出正确的决定,还有助于医学领域、安全领域、食品加工和环境监控等方面的应用。
然而,由于人类嗅觉系统的局限性,有必要引入新的气味检测技术进一步推进气味研究的发展。
电子鼻技术作为一种新兴技术,可用于气味检测和识别,在诊断疾病、品质控制和环境监测等许多领域具有广泛应用前景。
一、什么是电子鼻技术?电子鼻技术是以人工智能技术为基础的化学气体传感器,可以模拟人类嗅觉感知系统实现气味检测和识别,其基本原理是使用一组非特异性传感器材料阵列对气味进行检测。
这些传感器材料的选择通常是根据目标检测的气味种类选择的,材料阵列采用SIMOS和ASIC等薄膜技术进行制造,从而构造出具有高度灵敏度和选择性的传感器。
二、电子鼻技术的原理对于电子鼻技术,最核心的是判断不同气味之间的区别。
电子鼻的检测原理是非特异性的,即所选用的嗅觉物质是多种多样的,无法精准的对某一种气味产生反应,因此,电子鼻所采用的宏观原理在检测方法中可能会跟人类嗅觉系统产生不同,但是在气味预处理和数据分析方面,二者仍然有许多相似之处。
从原理上来说,电子鼻是由多个非特异性传感器组成的,每个传感器都可以对所检测的气体进行反应,并产生所对应的电信号。
通过对这些电信号进行处理和分析,即可实现电子鼻对气体的检测和辨识。
三、电子鼻技术应用1. 医疗领域电子鼻技术在医疗领域的应用主要是针对医学诊断以及疾病治疗领域等。
医学上,环境味觉是一种很重要的评估方法,例如将电子鼻技术的数据与血液中的生化标记物相关联,可以使医生准确诊断出某些疾病,例如呼吸系统疾病或者癌症等。
2. 食品加工领域电子鼻技术在食品加工领域的应用主要体现在食品的控制和监测上。
对于食物加工过程,若人眼检查或者人工嗅闻的检测方法可能在精确性和效率上受限,而利用电子鼻技术可以减少潜在问题,保险食品卫生安全质量。
嗅觉鉴定方法嗅觉是人类最原始的感官之一,通过嗅觉我们可以辨别出各种气味,从而感知出环境的变化以及食物的新鲜程度等信息。
嗅觉鉴定方法是指通过一系列的测试和观察,来确定一个人的嗅觉能力是否正常以及其对不同气味的辨别能力如何。
嗅觉鉴定方法主要包括以下几个方面:一、嗅觉阈值测定:这是确定一个人嗅觉灵敏度的基本方法。
通过使用一系列浓度递减的气味溶液,要求测试者分辨出其中的气味。
一般来说,浓度递减至一定程度时,人的嗅觉会出现分辨不出的情况,此时的浓度就是嗅觉阈值。
嗅觉阈值测定主要有三种方法:阈值浓度测定法、辨别阈值测定法和最小可辨别浓度测定法。
其中,阈值浓度测定法是通过先设定一个浓度,然后逐渐增加或减少来确定测试者的阈值。
辨别阈值测定法则是设定两种气味的浓度,要求测试者辨别出两者的差异。
最小可辨别浓度测定法是让测试者辨别出两种气味浓度的最小差异。
二、气味识别测试:这是测试一个人对不同气味的辨别能力。
一般情况下,会准备一系列常见气味的溶液,并要求测试者辨别出其中的气味。
测试者需要分辨出的气味种类越多,说明其嗅觉辨别能力越强。
三、气味记忆测试:这是测试一个人对气味记忆能力的方法。
在这个测试中,会为测试者展示某种气味一段时间,然后要求测试者在一系列气味中辨别出之前展示的气味。
测试者的记忆能力越好,能够正确辨别出的气味越多。
四、嗅觉定位测试:这是测试一个人对嗅觉定位能力的方法。
一般会提供一个味道浓度递减的溶液,测试者需要判断出这个味道是从哪个方向传来的。
这个测试能够测试测试者对味道的源头方向判断能力。
五、气味辨别强度测试:这是测试一个人对不同气味辨别强度的方法。
一般会提供一系列浓度递增或递减的气味溶液,测试者需要判断其中的强度是否有差异。
除了以上几种基本的嗅觉鉴定方法,还有一些其他的方法可以用于嗅觉鉴定。
例如,通过使用电子嗅觉仪器来测定气味的浓度和成分,可以更精确地评估测试者的嗅觉能力。
此外,还可以进行嗅觉刺激反应测试,通过观察测试者对某种气味刺激产生的生理反应来评估其嗅觉功能。
电子嗅觉技术在食品安全检测中的应用食品安全一直是重要的社会问题,尤其在人们食用量越来越大、质量越来越重要的今天,食品药品监管部门的确立变得越来越重要。
然而,传统的食品质量检测方法只能检验食品的物理性质和污染情况,无法解决如何鉴别食品的真伪;而电子嗅觉技术(Electronic nose)显然是解决这一问题的有效方法之一。
电子嗅觉技术是一项利用人工感知器件对物质进行检测与识别的技术。
利用电子嗅觉技术,电子鼻能够模拟出人体感知器官的感知方式,通过模拟食品样品的气味进行食品检测,这种技术主要包括采样、数据处理、模式识别三个部分。
首先,电子鼻采用触发式微量吸入方式,对食品样品进行采样。
其次,电子鼻将得到的原始数据进行数学预处理、信号滤波和特征提取等操作,然后将处理后的数据送入模式识别单元。
最后,通过模式识别单元,电子鼻能够快速检测食品样品的气味,从而实现食品质量的检测。
电子嗅觉技术在食品安全检测中的应用非常广泛,其优势主要有以下几点:一、高效性传统的食品安全检测方法通常需要进行繁琐的样品准备工作,如样品提取、提取溶液制备等。
而电子鼻只需要对样品进行一些简单的处理就可以得到结果,整个过程省时省力,大大提高了检测的效率。
此外,由于电子鼻可以同时处理多个样品,因此可以快速、准确地对样品进行大规模检测,大大降低检测时间和人力成本。
二、灵敏度高电子鼻能够将食品样品的气味转换为数据信号,并在模式识别的帮助下,准确地识别出样品的信息。
而且,电子鼻具有出色的反应速度和灵敏性,能够快速检测出食品样品中微量的化学物质,甚至是难以被肉眼观察到的污染物。
在食品安全检测中,电子鼻的灵敏度对于检测小分子有机物、有害气体和细菌等污染是具有非常重要的意义的。
三、准确性电子鼻使用现代成像技术,将样品中各种物质的信息转换为不同的数字信号,通过对这些信号的处理和分析,可以得出食品质量的评估结果。
由于电子鼻可以自行学习样品,模式自适应能力强,因此其对样品进行鉴别的准确性比传统的食品质量检测方法要高。
嗅觉的检测嗅觉是一个很重要的感觉,与视觉、听觉相比其研究显著滞后。
主要表现在对嗅觉的中枢解剖通路、嗅觉机制、嗅觉障碍机制和治疗了解甚少,缺乏准确行嗅觉功能定性和定量检查的客观方法。
目前对嗅觉可从主观、客观及实验室方法等方面进行检测:(1) 主观测试方法(心理物理测试法) :用含不同种类和不同浓度嗅物质的液体、嗅棒,请患者鉴别,得到相应的资料,对嗅觉功能作出判断。
主要有五味试嗅液检测法(柳端今、孙安纳等研制) 、CCRC 检测法(康涅荻格化学感觉临床研究中心检测法) 、标准微胶囊嗅觉功能检查(又称美国宾州嗅觉研究中心嗅觉检查法,the universityof Pennsylvaniasmell identification test , UPSIT) ,共40 种微型胶囊,通过刮擦- 吸气来测定嗅敏度,UPSIT 要求双侧鼻孔同时测试。
(2) 客观测试法—嗅性相关电位:①电刺激诱发的嗅性诱发电位:日本学者、北京协和医院和北京同仁医院先后用电刺激记录动物的嗅性诱发电位, Ishimaru 等报告了电刺激诱发的人嗅性诱发电位。
②化学气体刺激诱发人的嗅性相关电位( olfactory event related potentials ,OERP) :OERP 系由气味剂(odrant s) 刺激嗅黏膜,应用计算机迭加技术,在头皮特定部位记录到的特异性脑电位。
1966年Finkenzeller 等用气味剂香草醛(vanillin) 刺激人类嗅黏膜,在头皮特定部位记录到了OERP。
这是人类第1 次在自身记录到OERP。
1978 年, Kobal 等研制了一种嗅觉刺激装置,在刺激嗅区黏膜的同时不会引起呼吸区黏膜的温度和体感变化。
1998 年以来北京协和医院、北京为尔福电子公司、中国科学院电气高技术研究所共同研制了化学刺激诱发嗅性电位刺激的记录装置。
至于嗅觉诱发脑电图(electroencephalogram , EEG) 和脑电地形图( brain electricalactivity mapping ,BEAM) 测试,蒋以亭等研究认为可作为嗅觉客观检查的一种参考依据,但有局限性。