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  • PEN3电子鼻:嗅气味,辨"身份"

    作者:张飞

    气味是食品、饮料、酒类等重要的品质指标之一,一直以来都是通过官能品评专家来判断,所以气味的评判非常抽象.近年来,虽然可以通过气相色谱法(GC)、色谱质谱联用技术(GC/MS)与电化学方法评价食品品质、鉴别杂质、变质及赝品,但由于所得气味都是经样品分离后的结果,故需把分离后的结果再重组才可作对比,所以测试结果都很难代表样品的整体性.而采用电子鼻(传感器矩阵系统)来表征气味及检测品质可以达到实时监测.更为可靠、合理,并且具有重复性好的特点.

  • 基于气味指纹分析的半夏及其伪品鉴别研究

    作者:张超;杨诗龙;胥敏;解达帅;卢一;江云;吴纯洁

    目的:根据半夏与半夏伪品的气味指纹特征快速鉴别半夏及其伪品.方法:搜集半夏常见掺伪样品水半夏与天南星,并制备半夏不同比例的混合掺伪样品.采用电子鼻技术获取半夏及其不同种类与比例的掺伪样品气味指纹图谱,依据传感器响应特征值,利用方差分析(Analysis of Variance,ANOVA)、主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)、判别因子分析(Discriminant Factor Analysis,DFA)等化学计量学方法对其响应值数据进行分析,并加以鉴别.结果:半夏及其伪品在气味特征上存在明显差异,PCA可明显区分半夏及其掺伪品,且随着半夏掺伪比例的增加其气味差异性越来越明显,其中水半夏掺伪品的电子鼻信息呈线性变化;DFA模型累积方差总贡献率为100%,正确判别率不小于97%.结论:电子鼻技术可用于半夏及其伪品的快速鉴别,本研究可以为中药材的伪品鉴别提供新技术和新方法.

    关键词: 电子鼻 半夏 伪品 鉴别
  • 基于RBF-RF级联分类器电子鼻对中药的快速鉴别

    作者:邹慧琴;李硕;闫永红;刘勇;赵婷;韩玉;苏玉贞;彭莲

    目的:将电子鼻引入中药研究领域,探讨其在实际应用中的难点并提出解决方案,建立优化判别模型,为中药鉴别提供一种简便、快速、有效的分析方法,同时为气敏传感器的研发及应用提供新思路。方法:采用电子鼻提取中药气味特征,基于MOS传感器的离子迁移谱,建立中药气味指纹图谱。以传感器大响应值为分析指标,针对鉴别难点,提出两种解决方案:尝试不同检测器,即扩充传感器数量,尽量缩小“嗅觉盲区”;采用“级联分类器”构建法,即采用径向基函数(RBF)与随机森林(RF)二级级联分类器构建判别模型。通过十折交叉验证和外部测试集验证对所建模型进行系统性能的评估。结果:两种方案准确、可行,具有较高的正判率和较好的泛化能力(所得高正判率分别为95%和100%、96%和80%)。结论:本研究首次采用“级联分类器”模式构建中药电子鼻鉴别的判别模型,在传感器数量有限的情况下,从所得数据中挖掘大信息量;以“拆分任务、剥离难点、由易到难、分级递进”为原则,实现电子鼻对中药的快速、准确鉴别。所建模式识别法在可操作性、鉴别准确率和稳定性上均优于传统嗅觉识别法,为中药鉴别提供一种简便、快速的分析方法。

  • 电子鼻技术及其在中药领域中的应用

    作者:邹慧琴;韩玉;邢姝;林雀跃;魏泽东;熊吟;闫永红

    目的:通过介绍电子鼻技术的概念、基本过程及特点,探讨该技术在中药领域的应用价值与前景,论述建立中药气味指纹图谱所存在的问题.方法:综合介绍利用电子鼻建立中药气味指纹图谱的一般技术步骤;针对不同应用目的,采用不同数据统计方法(PCA、DFA、PLS、BP神经网络等)建立判别模型.结果:电子鼻可区分不同药材粉末,同一药材不同品种、不同产地、不同贮藏时间、不同炮制品及不同炮制规格的配方颗粒,预测药材气味成分的含量.结论:电子鼻技术在中药鉴定的现代研究中有其独特的作用,在药材粉末鉴别及优劣预测、道地药材研究、中药有效期评价、中成药质量控制等领域有重要价值和广阔的应用前景,并对中药鉴定学科的现代化发展起到一定的促进作用.

  • 电子鼻在医学诊断中的应用研究

    作者:郑哲洲;林雪娟

    近年来,随着电子鼻技术研究的不断深入,这种仿生嗅觉电子系统也被广泛地应用于医学领域中.本文阐述了电子鼻的基本组成、工作原理,综述了近年来电子鼻在现代医学的应用成果,并提出将电子鼻技术与中医传统辨证思维相结合的发展模式.

  • 电子鼻技术在硫熏菊花鉴别中的应用

    作者:任智宇;拱健婷;赵丽莹;李佳慧;邹慧琴;闫永红

    目的:根据菊花硫熏前后气味的显著差异,采用电子鼻技术对其进行区分与鉴别,以期探索一种气味鉴别菊花药材的新方法.方法:利用电子鼻技术,测定菊花在其电子传感器阵列上的大响应值,利用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)以及10种机器学习法方法(Machine Learning,ML)对响应值进行分析并建立判别模型.结果:菊花是否经过熏硫,其气味差别显著,采用PCA及BF Tree、J48、Random Tree等6种机器学习方法对其进行分类判别,正判率高.结论:电子鼻技术可以对"菊花是否熏硫"进行准确判别,可将电子鼻技术结合多种机器学习方法引入到菊花的质量评价中,为电子鼻的数据挖掘在中医药研究中的应用提供更多思路.

  • 基于电子鼻技术和化学成分分析对不同生长年限黄芪的研究

    作者:杨庆珍;郑司浩;黄林芳;田义新

    目的:电子鼻技术和化学成分分析对不同生长年限黄芪样品进行准确、快速鉴别分析.方法:建立电子鼻对2年、7年和10年以上生长年限黄芪样品的响应特点分类模型,应用主成分分析(PCA)和判别因子分析(DFA)对不同生长年限的黄芪进行分类.主成分分析法研究不同生长年限黄芪样品间化学成分和品质的差异性.结果:2年、7年和10年以上生长年限黄芪样品组内电子鼻检测结果主成分分析和判别因子分析均可分为一类.相同生长年限黄芪化学成分含量相似,不同生长年限黄芪化学成分含量差异明显.结论:化学成分分析结果揭示黄芪生长年限的鉴别对于黄芪质量控制具有重要意义.电子鼻技术能够实现对不同生长年限黄芪样品快速、灵敏、无损地鉴别,在中药材的质量控制方面具有重要的应用价值.

  • 基于电子鼻技术的国产血竭与进口血竭快速鉴别研究

    作者:刘杰;杨瑶臖;王文讳;雷诚世;李梦;吕晓娜;戴待

    目的:鉴别进口血竭与国产血竭。方法:通过电子鼻检测国产血竭和进口血竭气味在传感器上的响应值,并采用判别因子(Discriminant Factorial Analysis,DFA)进行分析。结果:进口血竭和国产血竭气味差异明显。结论:电子鼻技术对进口血竭和国产血竭气味的判别与传统经验鉴别一致,电子鼻技术结合数学模型可以作为中药质量快速鉴别的方法。

  • 电子鼻技术的研究进展及其在中药行业中的应用

    作者:费程浩;戴辉;苏杭;李林;陆兔林;李伟东;蔡宝昌;殷放宙

    21世纪仿生技术的飞速发展使得"气味"能够被客观量化,打破了传统经验鉴别的局限,因其整体性的特点被广泛用于中药的质量控制.该文详细介绍了电子鼻技术的概念、原理及特点,系统归纳并总结了其近年来在中药领域中的应用现状及存在的问题.随着电子鼻技术的进步,其必将为中药气味的客观化评价以及外在性状与内在质量的关联性的深入研究提供新的契机.

  • 基于电子鼻技术的豨莶草炮制前后气味比较

    作者:邵露;王宝华;胡慧华;孔繁瑶

    目的:揭示豨莶草炮制前后气味的变化规律.方法:通过电子鼻检测豨莶草炮制前后气味在传感器上的响应值,采用判别因子分析(DFA)及单类成分判别分析(SIMCA)对特征数据进行分析.结果:建立了稀莶草生品与炮制品的电子鼻检测方法,载气为合成干燥空气,空气发生器供给,流速150 mL· min-1,顶空产生温度60℃,时间30 min,搅动速度250 r·min-1,注射体积2 mL,获取时间2 min,延滞时间6 min.豨莶草炮制前后的气味在传感器LY2/gCT的响应值差异率-82%;DFA判别模型可将豨莶草炮制前后的气味进行较好的分类,将豨莶草生品与炮制品分成2个区域,左侧区域为生品,右侧区域为炮制品;SIMCA模型为有效模型,经交叉有效性验证的得分92.结论:豨莶草炮制前后气味存在显著性差异,且差异可根据电子鼻测得的气味特征参数以数值的形式表述.

  • 电子鼻技术及其在中药行业中的应用前景

    作者:杜瑞超;冯怡;徐德生;王优杰;吴飞

    总结电子鼻在中药行业中的应用现状并展望其前景.对电子鼻近年来的相关文献进行整理、分析、归纳.作为嗅觉传感器技术的电子鼻,以其客观性、可靠性和重复性等优点近10年来得到了快速发展.电子鼻已经初步应用于中药材、中成药及其中间品的质量控制以及中药炮制“火候”判别的客观数量化.电子鼻能快速提供被测样品的整体信息,产生“指纹”图谱,已经广泛应用到食品、环境、安全等方面.在中药行业中已初步实现中药种类、产地、采收期等的鉴别.电子鼻技术作为一个新兴的技术种类正持续快速地发展着,它必将给中药行业带来一次技术的革命.电子鼻在中药行业有着广阔的应用前景,有待于学者们的进一步研究.

  • 基于电子鼻及顶空-气质联用技术结合化学计量学区分不同产地的砂仁

    作者:刘梦楚;邹晓红;蓝伦礼;曹骋;江滨;曾元儿

    目的:采用电子鼻及自动顶空-气相色谱-质谱联用(HS-GC-MS)技术从整体香气轮廓和具体香气成分两个方面检测不同产地砂仁的香气物质,研究砂仁气味电子鼻响应的物质基础.方法:以广东、云南、缅甸、越南和老挝等不同产地砂仁药材为研究对象,利用电子鼻和HS-GC-MS技术检测其挥发性成分,采用双标图分析样品-传感器-挥发性化合物三者的联系.结果:电子鼻的PCA双标图显示不同产地的砂仁能较好地被区分,识别指数为83.90%,其中国产的阳春砂仁归为一类,进口的砂仁为一类;采用HS-GC-MS共鉴别得到萜烯、酯、醇、酮及烷烃类等70种挥发性成分,各类成分及含量在不同产地的砂仁中有明显不同,分类与电子鼻的结果相一致;PLS双标图显示传感器s14和s8/s6/s3与萜烯类、酯类和醇类成分的高度相关性揭示了传感器与香气物质之间的内在关系.结论:利用化学计量学,电子鼻检测技术可区分不同产地的砂仁药材,结合自动顶空-气质联用色谱分析方法为砂仁的气味电子鼻响应的物质基础研究提供了进一步的实验依据.

  • 基于电子鼻技术区分不同产地的南五味子

    作者:黄得栋;何微微;晋玲;马晓辉;卢有媛;林丽;朱田田

    目的:应用电子鼻方法区分不同产地的南五味子药材,为在实际应用中南五味子药材的产地判断提供新方法.方法:通过单因素试验及正交试验确定南五味子电子鼻测定的佳试验条件.应用主成分分析、主成分分析结合线性判别分析2种分析方法来区分不同产地的南五味子.结果:研究结果表明,电子鼻测定南五味子影响因素由大到小依次为室温放置时间>称样量>进气量;电子鼻测定南五味子的佳参数组合为称样量5.0g进气量100 mL· min-1,样品室温放置时间10min;验证实验结果表明,在佳条件下测定南五味子,样品区分度可以达到0.986.主成分分析法对不同产地的南五味子有一定的区分能力,但甘肃省华亭县、徽县江洛镇、武都区3个产地的南五味子区分结果不明显;主成分分析法结合线性判别分析法对不同产地的南五味子区分能力优于主成分分析法,区分结果显著,在本实验中能够很好地区分甘肃省华亭县、徽县江洛镇、武都区3个产地的南五味子.结论:该研究利用南五味子的特殊气味运用电子鼻对不同产地的南五味子作了细致的区分,区分效果显著,对以后快速、客观、简便、绿色的鉴别不同产地的南五味子药材提供了新思路,新方法.

  • 基于证素辨证的慢性胃炎常见病位间的气味图谱特征研究

    作者:林雪娟;梁丽丽;刘丽桑;吴青海;郭森仁;李灿东

    目的:运用电子鼻探讨慢性胃炎患者及其常见病位间口腔呼气的气味图谱特征.方法:选择618例慢性胃炎患者和120名健康者,运用基于阵列式气体传感器技术的医用电子鼻采集口腔呼气的气味图谱,采用证素辨证方法分析慢性胃炎的常见病位,借助支持向量分类机的方法识别慢性胃炎患者和健康者的气味图谱特征,同时选择气味图谱响应曲线的振幅和斜率作为图谱特征参数,比较慢性胃炎常见病位间的气味图谱特征.结果:①选择高斯核对慢性胃炎患者和健康者的气味图谱特征的识别准确率高达88.53%.②响应曲线的振幅特征比较:慢性胃炎患者病位肝组的气味图谱响应曲线B、C、D、E、F、I、J的振幅显著高于病位胃组(P<0.01),病位肝组的气味图谱响应曲线E、F、I、J的振幅高于病位脾组(P<0.05).③响应曲线的斜率特征比较:慢性胃炎患者病位肝组的气味图谱响应曲线A、B、C、D、E、F、I的斜率显著高于病位胃组(P<0.01),病位肝组的气味图谱响应曲线A、E、F、I的斜率高于病位脾组(P<0.05).结论:运用电子鼻可以较准确地识别慢性胃炎患者口腔呼气的气味特征,并能初步判断慢性胃炎常见病位间的气味差异.

  • 高维数据的计算模型对菊科八味草药的气味判别

    作者:汪萌;闫永红;邹慧琴;刘勇;彭莲;熊吟;陶欧;颜素容;RudolfBauer

    目的:为菊科八味草药提供一种快速、准确的鉴定方法.方法:以菊科常用八味草药为研究对象,采用电子鼻技术建立其气味指纹图谱,结合数据挖掘技术(主成分分析法)建立判别模型.结果:基于气味指纹图谱建立的PCA判别模型,可用于菊科八味草药的鉴别.结论:电子鼻结合主成分分析法可望成为一种鉴别菊科草药的分析手段.

  • 基于电子鼻的2型糖尿病虚实病性间的气味识别分析

    作者:林雪娟;郑哲洲;吴青海;刘丽桑;郑剑翔;李灿东

    目的:运用电子鼻技术探讨2型糖尿病(T2DM)患者及其虚实病性间的口腔呼气的气味识别.方法:选择200例T2DM患者和100名健康者,运用基于薄膜型气体传感器阵列技术的医用电子鼻(EN011103-A)采集口腔呼气的气味图谱,采用支持向量分类机的方法识别T2DM患者和健康者的气味图谱特征,同时选择气味图谱响应曲线的振幅和斜率作为图谱特征参数,比较和识别T2DM虚实病性间的气味图谱特征.结果:①采用支持向量分类机的方法,选择高斯核对T2DM患者和健康者的气味图谱特征的识别准确率高达88.04%.②T2DM患者实证组的气味图谱响应曲线D的振幅高于虚实夹杂组(P<0.05);实证组的气味图谱响应曲线D的斜率显著高于虚证组和虚实夹杂组(P<0.01),虚证组和虚实夹杂组的气味图谱响应曲线G的斜率显著高于实证组(P<0.05,P<0.01).③在响应曲线G的斜率特征上,采用Fisher判别分析对T2DM实证组、虚证组及虚实夹杂组的气味图谱特征的识别准确率分别为75.0%、74.6%、52.9%,对全部案例的识别准确率为62.4%.结论:运用电子鼻技术可以较准确地识别T2DM患者口腔呼气的气味特征,并能初步判断T2DM的虚实病性.电子鼻技术可以为中医嗅诊客观化研究提供新的手段和方法.

  • 基于电子鼻技术的表证患者气味图谱研究

    作者:林雪娟;李灿东;吴青海;闵莉;郭峰;郑剑翔;黄俊

    目的:运用电子鼻技术探讨表证患者口腔呼气的气味图谱特征.方法:选择表证患者(青年学生)114例和健康青年学生255名,运用基于薄膜型气体传感器阵列技术的医用电子鼻(Nanofilm-Enose Medical001)采集口腔呼气的气味图谱,以响应曲线的振幅和上升斜率作为曲线特征,分析表证患者及其寒热病性的图谱特征.结果:①表证患者的气味图谱响应曲线A、B、D、E、G、H的振幅和上升斜率均显著高于健康学生(P<0.05,P<0.01).②表寒证和表热证患者的气味图谱响应曲线A、B、D、E、G、H的振幅均显著高于健康学生(P<0.05,P<0.01).③表寒证患者的气味图谱响应曲线A、B、D、G的上升斜率显著高于健康学生(P<0.05,P<0.01).表热证患者的气味图谱响应曲线A、B、D、E、G、H的上升斜率显著高于健康学生(P<0.05,P<0.01).④表热证患者的气味图谱响应曲线A、B、D、E、H的振幅和上升斜率均显著高于表寒证患者(P<0.05).结论:表证患者口腔呼气的气味较健康人浓烈,且表热证患者气味变化较表寒证患者更明显,本电子鼻能够较为敏感和准确地辨识表证患者口腔呼气的气味特征及其寒热病性,电子鼻技术的发展可为中医嗅诊客观化研究提供手段和方法.

  • 基于电子鼻的慢性胃炎寒热病性间的气味图谱特征研究

    作者:林雪娟;梁丽丽;刘丽桑;吴青海;郑剑翔;李灿东;郭森仁

    目的:运用电子鼻探讨慢性胃炎患者及其寒热病性间的口腔呼气的气味图谱特征.方法:选择618例慢性胃炎患者和120名健康者,运用基于阵列式气体传感器技术的医用电子鼻(EN011103-A)采集口腔呼气的气味图谱,采用支持向量分类机的方法识别慢性胃炎患者和健康者的气味图谱特征,同时选择气味图谱响应曲线的振幅和斜率作为图谱特征参数,比较慢性胃炎寒热病性间的气味图谱特征.结果:采用支持向量分类机的方法,选择高斯核对慢性胃炎患者和健康者的气味图谱特征的识别准确率高达88.53%.响应曲线的振幅特征比较:慢性胃炎患者寒热错杂组的气味图谱响应曲线B、C、D、E、F、I、J的振幅显著高于热证组(P<0.01),寒热错杂组的气味图谱响应曲线B、E、F、I、J的振幅显著高于无寒热组(P<0.05,P<0.01).响应曲线的斜率特征比较:慢性胃炎患者寒热错杂组的气味图谱响应曲线B、C、D、E、F、I的斜率显著高于热证组(P<0.01),寒热错杂组的气味图谱响应曲线B、E、F、I的斜率显著高于无寒热组(P<0.05,P<0.01).结论:运用电子鼻可以较准确地识别慢性胃炎患者口腔呼气的气味特征,并能初步判断慢性胃炎寒热病性的气味差异.电子鼻可以为中医嗅诊客观化研究提供新的工具和手段.

  • 基于电子鼻技术的不同产地栽培及野生喜马拉雅紫茉莉的鉴别研究

    作者:林辉;赵婷;邹慧琴;彭莲;李佳慧;任智宇;闫永红

    目的:根据气味鉴别不同产地栽培及野生喜马拉雅紫茉莉.方法:利用电子鼻检测喜马拉雅紫茉莉样品气味在传感器上的响应值,采用判别因子分析(DFA)、分层聚类分析(HCA)、人工神经网络(ANN)等方法分析.结果:不同产地栽培及野生喜马拉雅紫茉莉气味差异明显.结论:电子鼻技术能用于区分不同产地栽培及野生喜马拉雅紫茉莉,电子鼻技术可以引入到藏药的质量评价中来.

  • 基于金属氧化物传感器阵列电子鼻技术的不同采收期金樱子气味分析

    作者:蔡泳;王盛;黄孙娟;方丽燕;阮伟峰

    目的:研究不同采收期中药金樱子气味指纹变化.方法:通过电子鼻检测不同采收期金樱子样品气味在传感器上的响应值,采用主成分分析法(PCA)、判别因子分析(DFA)进行分析,并进行统计质量控制分析(SQC).结果:不同采收期金樱子样品经PCA和DFA分析后聚为两类,即1-6号样品聚为一类,7-10号样品聚为一类.结论:电子鼻结合PCA和DFA分析技术,气味可作为中药质量控制的指标.

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