電子(zǐ)舌(shé)原(yuán)理
電(diàn)子舌是(shì)一種利用低(dī)選擇性，非特異(yì)性，交互敏感(gǎn)的多(duō)傳(chuán)感陣列為基礎(chǔ)，感(gǎn)測未知(zhī)液(yè)體(tǐ)樣品的整體(tǐ)特征(zhēng)響(xiǎng)應(yīng)信(xìn)號(hào)，應(yīng)用(yòng)化學計量(liáng)學方(fāng)法(fǎ)，對樣(yàng)品進行模式(shì)識(shí)別和(hé)定性定量分(fēn)析(xī)的檢測技術。電子(zǐ)舌(shé)主(zhǔ)要(yào)由(yóu)味覺(jué)傳感器(qì)陣列(liè)，信號(hào)采集(jí)係(xì)統(tǒng)和模(mó)式(shì)識(shí)別(bié)係統3部(bù)分組(zǔ)成(chéng)；味覺(jué)傳感器陣列模擬生物(wù)係(xì)統(tǒng)中(zhōng)的舌頭，對(duì)不(bù)同“味道(dào)"的被測(cè)溶液進(jìn)行感應(yīng)，其主(zhǔ)要由(yóu)味(wèi)覺傳(chuán)感(gǎn)器陣(zhèn)列，信號(hào)采集係統(tǒng)和模(mó)式識(shí)別係統3部分組(zǔ)成；信號采(cǎi)集係(xì)統模擬神(shén)經(jīng)感覺係統采(cǎi)集，被(bèi)激(jī)發(fā)的信(xìn)號傳遞到(dào)電腦(nǎo)模式(shì)識別係統中(zhōng)；模式(shì)識別(bié)係統即發(fā)揮生物(wù)係(xì)統中大(dà)腦的作用對(duì)信號進行(háng)特征提取，建(jiàn)立(lì)模式(shì)識(shí)別模(mó)型(xíng)，並(bìng)對不同被(bèi)測溶液(yè)進行(háng)區分辨識。因此，電子舌(shé)也稱為(wéi)智能味(wèi)覺仿(fǎng)生(shēng)係統，是一類(lèi)新型的分(fēn)析檢測儀(yí)器(qì)。
味覺傳感器(qì)陣列(liè)的(dí)研(yán)究與設計
味(wèi)覺傳感器陣列是(shì)電子舌係統(tǒng)的核心組(zǔ)成(chéng)部分，由傳感器陣列工(gōng)作(zuò)原理的不同可分為電位(wèi)型(xíng)，伏(fú)安(ān)型，阻抗(kàng)譜(pǔ)型(xíng)，光尋(xún)址(zhǐ)型，物(wù)理型(xíng)以(yǐ)及生物(wù)傳感器(qì)等種類。國(guó)內(nèi)外研究較(jiào)多的(dí)味覺(jué)傳感器(qì)陣列主(zhǔ)要為電位(wèi)型，伏安型與阻抗(kàng)譜型。
電子(zǐ)舌(shé)電(diàn)位(wèi)型傳(chuán)感(gǎn)器
電位型(xíng)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)主(zhǔ)要采用多(duō)通道類脂(zhī)膜(mó)味覺(jué)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)和(hé)非特(tè)異(yì)性硫屬(shǔ)玻(bō)璃(lí)傳感器陣列兩種(zhǒng)，基本(běn)原(yuán)理(lǐ)均(jūn)為測(cè)量(liáng)膜(mó)兩(liǎng)端(duān)電極(jí)的(dí)電(diàn)勢，通(tōng)過(guò)分析(xī)電(diàn)勢(shì)差(chà)來(lái)研究(jiū)樣品的特性。多通(tōng)道類脂(zhī)膜味(wèi)覺傳(chuán)感(gǎn)器(qì)采用(yòng)不(bù)同(tóng)類脂(zhī)類物(wù)質作(zuò)為(wéi)敏(mǐn)感膜(mó)組(zǔ)成多(duō)通(tōng)道(dào)傳感係(xì)統(tǒng)，工(gōng)作電極采用(yòng)類脂膜電極(jí)，Ag/AgCl電極(jí)作為(wéi)參比電(diàn)極(jí)。當某(mǒu)種(zhǒng)樣品離(lí)子能夠通過類脂(zhī)敏(mǐn)感(gǎn)膜，則會(huì)引起膜電(diàn)位(wèi)的變化而被檢(jiǎn)測(cè)出來。硫屬(shǔ)玻(bō)璃(lí)傳(chuán)感器陣列采用硫(liú)屬(shǔ)玻璃(lí)作(zuò)為工(gōng)作(zuò)電極(jí)，配(pèi)以(yǐ)PVC薄膜(mó)實現電位檢測。
電(diàn)子舌伏安(ān)型傳感(gǎn)器
伏(fú)安型傳感(gǎn)器常使(shǐ)用(yòng)的(dí)工作電極為(wéi)金屬(shǔ)裸電極(jí)或修飾電(diàn)極(jí)等(děng)。基本原理借助(zhù)電(diàn)化(huà)學(xué)伏安(ān)法(fǎ)的思想(xiǎng)，將多傳(chuán)感(gǎn)器陣(zhèn)列置於待測溶液中(zhōng)，在工(gōng)作電極上加(jiā)入(rù)階躍(yuè)電勢，通(tōng)過檢測不同(tóng)待測溶(róng)液產(chǎn)生極化電(diàn)流大小(xiǎo)的不(bù)同來(lái)定(dìng)性(xìng)和定量(liáng)分析樣(yàng)品的特性(xìng)。伏(fú)安(ān)型傳(chuán)感器(qì)所加(jiā)的(dí)階躍電勢(shì)主(zhǔ)要有循環伏安，常規大(dà)幅(fú)脈(mài)衝和(hé)多頻(pín)脈衝伏安法等。以(yǐ)伏安型(xíng)傳感(gǎn)器構(gòu)建的(dí)電子舌係統常(cháng)采用(yòng)三(sān)電極(jí)結構：工作電極(jí)，參比(bǐ)電極(jí)和輔助電(diàn)極(jí)。
電(diàn)子舌阻抗譜型傳(chuán)感(gǎn)器(qì)
阻抗譜(pǔ)型傳感器常(cháng)使用的工(gōng)作電(diàn)極為(wéi)貴(guì)金(jīn)屬(shǔ)電極或碳(tàn)電(diàn)極。基本原理為以(yǐ)電(diàn)化(huà)學(xué)阻抗譜(pǔ)法為基礎(chǔ)，在貴(guì)金屬電(diàn)極(jí)上覆以(yǐ)導電聚合薄膜，通過(guò)測(cè)量(liáng)係(xì)統阻抗譜(pǔ)不(bù)同來對(duì)樣(yàng)品進行定(dìng)性(xìng)和(hé)定量(liáng)分析(xī)。以(yǐ)阻(zǔ)抗(kàng)譜(pǔ)型傳(chuán)感(gǎn)器(qì)構建的(dí)電子舌係統常(cháng)采(cǎi)用(yòng)二電極結構(gòu)：工作電(diàn)極和(hé)參比(bǐ)電極。通(tōng)過(guò)味覺傳感器陣列(liè)，信號采集(jí)和(hé)模式(shì)識別(bié)構成的電子舌係統可以簡(jiǎn)單(dān)，方便，快速無損地在綫(xiàn)檢(jiǎn)測(cè)未(wèi)知(zhī)液(yè)體(tǐ)的整(zhěng)體特(tè)征，因此，電子舌(shé)技術在(zài)一些應用(yòng)領(lǐng)域(yù)得到廣(guǎng)泛的研究和(hé)一定(dìng)的(dí)實(shí)際(jì)應(yīng)用(yòng)。但(dàn)是要(yào)想(xiǎng)電(diàn)子舌技術(shù)擴大(dà)它的應(yīng)用領(lǐng)域和(hé)進(jìn)一(yī)步走向(xiàng)實(shí)用化(huà)，還(huán)有(yǒu)許多問題需要研究。電(diàn)子舌(shé)技術由於受(shòu)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)陣(zhèn)列的(dí)局(jú)限(xiàn)，不可能對所(suǒ)有(yǒu)檢測對象均有很(hěn)強的響應(yīng)信號(hào)，可適時研(yán)究一(yī)些(xiē)專用的電子。多頻脈衝電子(zǐ)舌(shé)係(xì)統，是一種(zhǒng)基於(yú)非修(xiū)飾(shì)貴(guì)金(jīn)屬(shǔ)電極傳(chuán)感(gǎn)器陣列的(dí)電子舌(shé)係統，這類(lèi)電(diàn)子(zǐ)舌係(xì)統(tǒng)對激發電勢信號進行(háng)了(liǎo)擴充和改(gǎi)進，大(dà)大擴充了檢(jiǎn)查信息(xī)量(liáng)，為模式識(shí)別係統(tǒng)提供更(gēng)多的(dí)有(yǒu)效數據(jù)信息(xī)。
電子舌在(zài)食(shí)品(pǐn)檢(jiǎn)測中(zhōng)的應(yīng)用
電子舌技術在食品領域的(dí)應用(yòng)研究(jiū)已(yǐ)非(fēi)常(cháng)廣泛(fàn)，主(zhǔ)要應用於食品溯(sù)源(yuán)，食(shí)品新鮮(xiān)度(dù)，食(shí)品(pǐn)品質分級(jí)和(hé)食品生(shēng)產(chǎn)過程(chéng)中的質量(liáng)監(jiān)控等(děng)方(fāng)麵(miàn)。日本(běn)九州(zhōu)大(dà)學(xué)設計(jì)的(dí)多通道(dào)類脂膜(mó)味覺傳感(gǎn)器(qì)能有(yǒu)效鑒(jiàn)別啤(pí)酒，日本(běn)米(mǐ)酒(jiǔ)，牛乳(rǔ)等(děng)多種食品。國內研發(fā)了一種設(shè)計(jì)了一(yī)種基於多(duō)頻率大(dà)幅脈衝(chōng)作為(wéi)激發掃描信(xìn)號，以金(jīn)，銀(yín)，鉑(bó)等金(jīn)屬裸(luǒ)電極(jí)為(wéi)工作電(diàn)極(jí)的伏安(ān)型電子舌係統，結合(hé)合(hé)適的(dí)數(shù)據(jù)分析方法可(kě)對(duì)葡(pú)萄酒，白酒(jiǔ)，茶(chá)葉，肉類(lèi)，牛乳等品質區分(fēn)以及食源(yuán)性(xìng)致病菌，農藥(yào)的(dí)定性(xìng)定量(liáng)分(fēn)析。電子舌技術還能(néng)夠快速(sù)區分(fēn)雞肉品(pǐn)種(zhǒng)，產(chǎn)品品(pǐn)質，它將(jiāng)是雞肉(ròu)及其產(chǎn)品(pǐn)質量評(píng)價的重要(yào)手段(duàn)，期內肉(ròu)質變化(huà)進行了區分(fēn)，顯示了(liǎo)電(diàn)子(zǐ)舌在禽肉(ròu)中的應用(yòng)潛力。
電(diàn)子舌(shé)在(zài)環(huán)境檢(jiǎn)測(cè)中的(dí)應(yīng)用(yòng)
應用(yòng)基於硫化(huà)電(diàn)極的(dí)電(diàn)位(wèi)型(xíng)電子舌(shé)係統成(chéng)功檢測(cè)水質中(zhōng)重(zhòng)金(jīn)屬(shǔ)Pb2+，Cd2+，Ti+，Cu2+的離子(zǐ)濃度，結果給出(chū)了不同材(cái)料電極(jí)對離子濃(nóng)度(dù)的檢測(cè)限(xiàn)以及(jí)對各種離(lí)子濃度的(dí)預測誤差(chà)；基於(yú)絲(sī)網(wǎng)印刷(shuā)金屬電(diàn)極(jí)和(hé)碳電(diàn)極的阻(zǔ)抗(kàng)型(xíng)電子舌成(chéng)功(gōng)檢(jiǎn)測出(chū)純水(shuǐ)中(zhōng)的(dí)重金(jīn)屬離子(zǐ)，並能將(jiāng)含不同重金(jīn)屬(shǔ)的(dí)離子水區(qū)分開；應用基於(yú)多通(tōng)道類脂(zhī)膜(mó)電位(wèi)型電(diàn)子(zǐ)舌(shé)係(xì)統對(duì)不同水(shuǐ)質中的鹼性(xìng)離子進行檢測，並(bìng)結合(hé)神經(jīng)網絡(luò)模(mó)型對(duì)湖水和(hé)飲(yǐn)用(yòng)水中的鹼性離子(zǐ)進行預測(cè)；基於光學離子傳感(gǎn)器(qì)陣(zhèn)列(liè)的(dí)電子舌係統，結合主成(chéng)分(fēn)分析與偏(piān)最小二(èr)乘法等(děng)數(shù)據分析方法對(duì)船載海洋環(huán)境(jìng)中鋅，鎘，鉛，銅等9種重金屬(shǔ)離(lí)子濃(nóng)度進(jìn)行自(zì)動(dòng)檢測(cè)，設計一種(zhǒng)基(jī)於(yú)差分(fēn)脈衝(chōng)溶出伏安法的電子(zǐ)舌係(xì)統對水體中(zhōng)重(zhòng)金屬離(lí)子進行實時檢測(cè)；基(jī)於(yú)電(diàn)化(huà)學微電極陣列，是種用於(yú)環境中(zhōng)有毒痕(hén)量重金屬連續檢測(cè)的新(xīn)型電子舌，每路傳(chuán)感器(qì)正麵為(wéi)矽基底金微電(diàn)極陣列，背麵(miàn)集(jí)成了(liǎo)Ag/AgCl參比電極和(hé)Pt對電極。
電子舌(shé)檢測(cè)油脂(zhī)
在大(dà)多(duō)數電子(zǐ)舌應(yīng)用(yòng)係(xì)統中，檢(jiǎn)測(cè)的樣品(pǐn)溶(róng)液(yè)均為水介質，如果(guǒ)汁(zhī)，茶(chá)葉(yè)，酒或(huò)其(qí)他飲料。這些(xiē)媒(méi)質(zhì)再加(jiā)以支(zhī)持(chí)電解質就能夠(gòu)提供充(chōng)分(fēn)良好(hǎo)的溶液導電性(xìng)。對於高黏度，低(dī)導電(diàn)性以(yǐ)及(jí)無(wú)能(néng)力溶解足(zú)夠數(shù)量的(dí)標準電解質(zhì)的那(nà)些檢測樣品，電子舌(shé)檢(jiǎn)測技(jì)術的應用難度(dù)大大增加。例如(rú)對油脂(zhī)品質進行伏(fú)安法(fǎ)原理(lǐ)檢(jiǎn)測必(bì)須(xū)尋找到合(hé)適(shì)的疏水(shuǐ)性支持(chí)電解質。法(fǎ)國AlphaAstree電子舌(shé)係統可區分出玉(yù)米(mǐ)油，葵花籽油，橄(gǎn)欖(lǎn)油(yóu)和棕櫚(lǘ)油以(yǐ)及按不(bù)同(tóng)比例的混(hùn)合油。以鉑(bó)微(wēi)電(diàn)極(jí)為(wéi)工(gōng)作電極(jí)的(dí)二(èr)電極電子(zǐ)舌(shé)係統可直(zhí)接檢測植物油(yóu)樣(yàng)品，成(chéng)功區分不同地理來源，不(bù)同(tóng)品(pǐn)質的玉米(mǐ)油和初(chū)榨橄欖(lǎn)油(yóu)。
同(tóng)微(wēi)信
同微(wēi)信(xìn)
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