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基于电子鼻的慢性胃炎常见病性证素间的气味图谱特征研究
目的:运用电子鼻探讨慢性胃炎患者常见病性证素间口腔呼气的气味图谱特征.方法:选择618例慢性胃炎患者,运用证素辨证方法,进行病性证素诊断与分组;运用基于阵列式气体传感器技术的医用电子鼻(EN0l1103-A)采集口腔呼气的气味图谱,选择气味图谱响应曲线的振幅和斜率作为图谱特征参数,探讨慢性胃炎常见病性证素间的气味图谱特征.结果:①慢性胃炎的常见病性证素为:热、气滞、湿、阴虚、痰、气虚和阳虚.②响应曲线的振幅特征比较:慢性胃炎患者病性证素痰的气味图谱响应曲线F的振幅显著高于病性证素热(P＜o05),病性证素阳虚的气味图谱响应曲线E、F、I的振幅显著高于病性证素热(P＜0.05,P＜0.01),病性证素阳虚的气味图谱响应曲线F的振幅显著高于病性证素气滞、湿(P＜0.05).③响应曲线的斜率特征比较:慢性胃炎患者病性证素痰、阳虚的气味图谱响应曲线E的斜率显著高于病性证素热(P＜0.05),病性证素痰、阳虚的气味图谱响应曲线F的斜率显著高于病性证素热、气滞、湿(P＜0.05,P＜0.01),病性证素阳虚的气味图谱响应曲线I的斜率显著高于病性证素热(P＜0.05).结论:运用电子鼻可以初步判断慢性胃炎常见病性证素间的气味差异.电子鼻可以为中医嗅诊客观化研究提供新的工具.
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基于电子鼻技术的不同体质青年学生口腔呼气气味图谱研究
目的:运用电子鼻技术探讨不同体质青年学生口腔呼气的气味图谱特征.方法:选择健康青年学生367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,分析不同性别、体质类型的图谱特征.结果:①女青年学生的气味图谱响应曲线G、H的振幅显著高于男青年学生(P＜0.05,P＜0.01),响应曲线C的上升斜率显著低于男青年学生(P＜0.05),响应曲线D的斜率显著高于男青年学生(P＜0.05).②不同体质组女青年学生的气味图谱响应曲线C的振幅和上升斜率比较,差异均有显著性意义(P＜0.05,P＜0.01).③不同体质组男青年学生口腔呼气的气味图谱各响应曲线的振幅和上升斜率比较,均无显著性差异.结论:男、女青年学生口腔呼气的气味有别,不同体质青年学生口腔呼气的气味差别不显,电子鼻技术的发展可为中医嗅诊客观化研究提供手段.
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基于电子鼻的慢性胃炎气滞证患者常见病位的口腔呼气气味图谱研究
目的:运用电子鼻探讨慢性胃炎气滞证患者常见病位的口腔呼气气味图谱特征.方法:采用证素辨证的方法,筛选出397例慢性胃炎气滞证患者并判断病位证素,同时运用基于阵列式气体传感器技术的医用电子鼻(EN011103-A)采集其口腔呼气的气味图谱,选择气味图谱响应曲线的振幅、斜率作为图谱特征参数,借助分类器算法对慢性胃炎气滞证与非气滞证的口腔呼气气味图谱特征进行模式识别,比较慢性胃炎气滞证患者常见病位的口腔呼气气味图谱特征.结果:慢性胃炎气滞证的主要病位证素分布是胃(91.18％)、脾(38.29％)、肝(23.68％);主要病位为胃、脾胃、肝脾胃、肝胃;采用分类器算法对慢性胃炎气滞证的气味图谱进行模式识别时,运用随机森林算法,对气滞证的准确率可以达到65.85％;病位胃组、脾胃组的气味图谱响应曲线B、C、D、E、F、I、J的振幅均显著低于病位肝脾胃组(P＜0.01);病位胃组、脾胃组的气味图谱响应曲线C、D、E、F、I的斜率均显著低于病位肝脾胃组(P＜0.01),脾胃组曲线A的斜率低于病位肝脾胃组(P＜0.05).结论:运用电子鼻结合模式识别方法可初步判断慢性胃炎气滞证及其不同病位间的口腔呼气气味差异.
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中药人参与西洋参饮片的电子鼻检测方法及识别模式
目的:利用电子鼻技术研究中药人参与西洋参饮片的气味检测方法进行分析,采用PCA模式识别方法,达到准确、快速鉴别人参、西洋参饮片的目的.方法:通过正交试验对人参、西洋参样品的粒径,检测样品量,顶空进样量,孵化时间,孵化温度等重要因素进行筛选,确定人参、西洋参饮片电子鼻检测的佳条件;并采用归一法对数据进行特征提取,通过PCA 多元统计学方法对特征数据进行分析.结果:建立了人参与西洋参饮片的电子鼻检测方法,得到人参、西洋参气味识别指纹图谱,建立了人参与西洋参饮片的PCA识别模式.结论:本实验采用电子鼻技术建立了人参与西洋参饮片准确而快速的鉴别方法,为中药真伪的快速鉴别及气味的科学化、标准化研究提供了新的思路.
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基于色彩色差计和电子鼻的槟榔炒制火候判别及其指标量化研究
目的:引进色彩色差计和电子鼻,将经验指标数据化,实现槟榔炒制"火候"判别的客观数量化,为研究中药炮制共性技术问题提供一种新的方法及思路.方法:以槟榔为研究对象,在全国范围内采集槟榔及炮制品,应用色彩色差计和电子鼻采集其颜色特征参数和气味特征参数,通过统计分析总结炮制经验,建立"火候"判别的数学预测模型和90%参考值范围.结果:建立了基于L*a*b*色度空间的槟榔炒制火候判断的数学判别模型,其判别符合率为100%,双侧90%参考值范围分别为生品:L*(50.07～55.03),a*(4.136～6.906),b*(6.65～8.82);炒品:L*(43.874～47.998),a*(3.816～6.732),6*(3.786～6.558);焦品:L*(38.744～40.616),a*(1.11～3.01),b*(-1.434～0.538);电子鼻采集不同炮制品的气味数据,通过线性判别分析(LAD)和主成分分析(PCA),证明不同炮制程度的槟榔气味存在显著区别,建立了数学判别模型.结论:通过实验证明色彩色差计和电子鼻均可区分不同炮制程度的槟榔样品,采用色彩色差计和电子鼻判别中药炮制的"火候",具有一定的可行性,对深入研究中药传统理论提供了参考.
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新技术和新方法在中药性状与显微鉴别中的应用
中药鉴定对保证用药的安全性与有效性具有重要意义.性状与显微鉴别是中药鉴定的2种常用方法.该文综述了近年来新技术和新方法在中药性状与显微鉴别中的应用.对电子鼻、电子舌、组织化学定位、荧光显微技术、X射线相衬显微技术和计算机图像技术等进行了介绍.
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电子鼻MOS传感器阵列优化及其在中药材快速鉴别中的应用
电子鼻广泛应用于诸多领域,在不同领域中电子鼻传感器阵列的构成不同.由于中药气味的复杂性和特殊性,在中药鉴别分析中,需建立阵列优化法、筛选专属佳阵列.采用法国Alpha MOS公司的α-FOX3000电子鼻对姜科常用10味中药进行气味检测,基于逐步判别分析法和聚类分析结合典型指标筛选法,建立了MOS传感器阵列的优化法.同时针对优化前后的数据,分别采用主成分分析、Fisher判别分析和随机森林算法进行了对比研究.结果表明,优化后的阵列不仅保留了原始阵列的有效信息,而且在一定程度上剔除了冗余信息、提高了识别效率.随机森林分类器计算结果表明:佳阵列为逐步判别分析筛选的S1,S2,S5,S6,S8,S12组合而成,此阵列优化法有效、可行；为电子鼻在中药鉴别中MOS传感器阵列的优化提供思路与方法参考.
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基于气味客观化的黄连及其炮制品鉴别研究
气味是鉴别黄连炮制品的重要评价指标,其不同炮制品具有各自独特的气味.该研究以气味客观化为切入点,采用电子鼻技术,建立适合黄连的电子鼻检测方法,分别对生黄连、酒黄连、姜黄连及萸黄连的气味进行检测,依据获得的客观化气味信息,结合化学计量学方法对黄连及其不同炮制品进行区分判别.结果表明,黄连及其不同炮制品在气味特征上存在显著差异,统计质量控制分析(SQC)与软独立建模分析(SIMCA)模型能够实现黄连炮制品与生品的区分,主成分分析(PCA)分析可明显区分黄连及其不同炮制品;另外,对黄连及不同炮制品的区分识别,判别因子分析(DFA)模型正确判别率为100％,线性判别分析(LDA)模型的初始判别率以及交叉验证识别率分别为100％,94.4％.该研究采用电子鼻技术实现了黄连及其炮制品的气味特征差异表征,与化学计量学方法结合实现了黄连及其不同炮制品的鉴别区分;该研究为中药气味客观化鉴别研究提供了思路与方法,有利于传统气味鉴别经验的传承与发展.
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厚朴“发汗”前后药材颜色及气味差异的数值化研究
目的:采用色差仪及电子鼻对厚朴“发汗”所产生的性状变化进行数值描述.方法:以“发汗”厚朴与未“发汗”厚朴为研究对象,采用色差仪和电子鼻测量其颜色特征参数和气味特征参数,并终建立判别模型.结果:在药材颜色方面,建立了基于L*,a*,b *色度空间的“发汗”与未“发汗”厚朴颜色特征参数模型,“发汗”厚朴双侧90％参考值范围L*(52.22 ～59.42),a*(5.36 ～7.68),b*(22.04 ～27.05)；未“发汗”厚朴双侧90％参考值范围L*(38.42 ～47.31),a*(9.63 ～11.85),b*(18.48 ～25.53);在药材气味方面,主成分分析及偏小二乘法分析结果表明,“发汗”厚朴与未“发汗”厚朴存在显著性差异.结论:厚朴“发汗”前后药材颜色及气味差异均可根据色差仪和电子鼻测得的厚朴颜色和气味特征参数以数值的形式表述.
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“辨状论质”看中药材苦杏仁走油
通过苦杏仁走油前后的质量比较,探讨苦杏仁走油变质现象的感官判别及其物质内涵.该研究对苦杏仁样品走油前后的脂肪油含量、酸值、过氧化值进行了测定,并采用HPLC,GC-MS分别检测了苦杏仁苷、苦杏仁脂肪酸等.利用电子感官仪器(色度仪、电子鼻)量化并对比苦杏仁样品走油前后的颜色、气味;同时与上述结果作相关性分析.结果显示苦杏仁走油后颜色由黄白变棕黄,出现酸味;苦杏仁苷含量下降,酸值、过氧化值显著增高,脂肪酸成分发生变化;药材的外表特征与内在质量的变化具有显著相关性.“感官分析-质量鉴别系统”能为预测中药化学成分的含量、初步判断中药优劣及质量实时监测提供一定科学依据;为中药贮藏的“事先预测、事中干预、事后鉴别”提供新的思路与参考.
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基于相关性分析的山楂炮制过程气味变化机制研究
该文研究山楂炮制过程气味变化与5-羟甲基糠醛(5-HMF)的相关性,探讨气味变化机制.取净山楂炮制成山楂炭过程中的不同样品,采用电子鼻获取其气味传感器响应值,运用统计质量控制法(SQC)客观描述山楂炮制过程气味的变化;高效液相色谱法(HPLC)测定样品中5-HMF的含量;采用相关性分析法分析二者相关性.实验结果表明,建立的SQC模型显示出山楂炒制过程气味变化呈一定的规律性;5-HMF的含量先升后降;相关性分析显示山楂炮制过程气味变化与5-HMF呈显著性相关(P＜0.05).山楂炮制过程气味变化与5-HMF含量变化有关,糖降解反应及美拉德反应可能是山楂炮制过程气味变化的作用机制之一.
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电子鼻传感器技术的研制进展
随着微制造工艺和微电子机械加工技术的发展,各种新型传感器不断被研制出来,人工嗅觉系统(电子鼻)和人工味觉系统(电子舌)的研制近年来发展也很快[1～4].目前电子鼻已在医学、食品工业、环境保护和军事上获得了广泛的应用[5～11］.笔者综述了电子鼻中各种类型传感器技术研制的新进展.
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基于MOS和SAW传感器呼吸诊断肺癌的复合识别算法研究
目前国际上有关肺癌的呼吸检测诊断方法越来越受到关注,其具有简便、快速、无创伤、无标记以及非接触等显著特点.在前期大量肺癌呼出气体挥发性有机物(VOCs)标志物研究的基础上,采用基于MOS-SAW传感器联用的电子鼻技术,分析27例肺癌患者和27例健康人呼出气体样本,并对数据进行处理和识别,设计PCA、PLS、LDA以及ANN等多种诊断方法,比较不同算法的识别结果.实验结果表明,采用的人工神经网络复合模型对肺癌和健康人群的识别灵敏度和特异性分别达到92.59％和88.89％.所提出的复合识别方法对于电子鼻快速诊断肺癌患者是有效的.通过呼出气体中冷凝物标志物的检测和复合诊断算法,将进一步提高通过呼吸气体标志物诊断的新型电子鼻仪器在临床诊断中的广泛应用.
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基于虚拟气体传感器阵列的新型肺癌检测电子鼻实验研究
本研究介绍了一种新型的基于虚拟气体传感器阵列及图象识别方法的新型无创肺癌检测与诊断电子鼻.该电子鼻包含一个由固相微萃取和毛细管柱组成的前处理装置实现病人呼吸气体中有机气体成分的浓缩吸附、脱附和分离,通过一个表面涂覆聚异丁稀薄膜差动结构的声表面波传感器对分离后的有机气体成分进行定量检测.此外,采用由毛细管柱方法实现的虚拟气体传感器阵列及改进的人工神经网络算法实现对肺癌呼吸气味图像的有效识别.通过临床实验验证,表明该电子鼻仪器可以有效地识别出肺癌患者、肺癌疑似病人和健康人,因此将有望在包括肺癌等疾病的早期诊断仪器中发挥重要的作用.
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5种疾病,5种气味
通过呼吸辨别健康状况由来已久,中医理论中的“望闻问切”就包括了这一诊断方法.但西医通过这种方式诊断疾病的历史却不长.美国《医学日报》刊文,总结了5种可以通过呼吸状态就能辨别出的疾病.1.肺癌.有些动物能够闻出特定的疾病,基于这一原理,研究者已经开发出了“电子鼻”技术,它能分离呼吸样本中的挥发性有机化合物.利用这种技术,研究者已经能比较准确地识别出肺癌患者了,准确性能达到90％左右.
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中药砂仁“品与质”电子鼻判别模型的建立
目的：建立一种快速、有效识别中药砂仁品质的科学评价方法。方法引入电子鼻建立中药砂仁的气味指纹图谱，以不同品种、不同产地的25批砂仁样品为研究对象，采用不同分类器建立其“品与质”的电子鼻判别模型，并基于盲样回判进行模型的验证。结果经十折交叉验证法、外部测试集验证法验证，所建立的气味判别模型正判率分别为78%和84%，表明电子鼻可以完成对阳春砂道地与非道地样品的定性分析；此外，传感器响应值为0.04和0.03的砂仁，预测其主要挥发性成分（乙酸龙脑酯）含量情况分别为＞3.5 mg/g和＜1.8 mg/g，表明电子鼻还可进行定量分析。结论电子鼻技术可作为一种快速、有效鉴别中药“品与质”的潜在分析方法。
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基于电子鼻技术的酒制饮片快速鉴别研究
目的:基于电子鼻技术快速鉴别酒制与非酒制饮片.方法:取同品种酒制与非酒制饮片各8味,采用电子鼻技术获取其气味指纹信息,采用化学计量学方法(包括主成分分析、判别因子分析、统计质量控制分析及软独立建模分析)和BP人工神经网络模型对酒制与非酒制饮片进行快速鉴别.结果:化学计量学方法均能实现对酒制与非酒制饮片的区分,其中,判别因子分析模型的正确判别率为100％.BP人工神经网络模型对所有样品的综合识别率为96.7％,非酒制样品的综合识别率达100％,酒制样品的综合识别率达94.6％.结论:基于电子鼻技术建立的化学计量学方法和BP人工神经网络模型可准确识别酒制与非酒制饮片.
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益母草及其制剂的质量控制研究进展
本文对益母草及其制剂的质量控制方法进行了归纳整理,检索近10年来自CNKI、维普、万方等数据库关于益母草及其制剂质量控制方法的文献.从内在成分对药材及其制剂的质量控制进行了总结分析,主要有薄层色谱、高效液相色谱、毛细管电泳以及指纹图谱等方法.以上方法简便可行,可以作为益母草及其制剂的质量控制指标.在此基础上,展望了电子鼻、电子舌等技术结合现有指标共同控制益母草及其制剂的可行性,旨在为益母草及其制剂质量标准的进一步完善提供参考与依据.
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基于电子鼻技术的泄漏医用气体监测系统的设计
目的:设计基于电子鼻技术的泄漏医用气体监测系统,实现实时监测硫化氢、二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、氢气、甲烷、乙炔及部分有机挥发性物质(如苯、甲醛等),能较好地解决单个传感器对气体发生交叉敏感的问题,准确识别出其气体种类和体积分数,为敏感气体监测提供技术手段.方法:该系统由气体传感器阵列、信号预处理单元及模式识别单元组成.当出现待测气体时,气体与传感器阵列响应,由多个传感器对一种气味的响应构成传感器阵列对该气味的响应谱,利用模式识别数据处理程序对该响应谱进行处理,从而准确地分辨出气体的类别,并得到气体的体积分数.结果:该系统实现了气体的准确快速侦检,不易受其他气体的影响,且抗干扰能力强、体积小、操作简单.结论:该系统具有投资小、效率高的特点,为医用气体仓储管理及运输提供了一种新的思路.
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基于电子鼻和电子舌技术的辛味中药气-味的表征研究
目的 利用电子鼻和电子舌技术对辛味中药、物质组群、单体的嗅觉、味觉(即气、味)进行表征,建立辛味中药的药味物质基础分析的方法.方法 选用代表性的5种辛味中药,以药材、物质组群及单体成分作为待测样品,对样品的嗅觉及味觉进行电子鼻及电子舌检测,采用主成分分析法对数据进行分析.结果 电子鼻主成分分析结果中,各个样品能很好地被区分,识别指数为98,具有明显辛味的成分归为一类;电子舌主成分分析结果中,不同滋味的样品在图中分布位置不同.结论 电子鼻及电子舌能够对中药样品进行区分,结合主成分分析及药物功效,可以对药物物质组群的嗅觉及味觉进行初步的表征.
