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电子舌如何科学反映样品的味觉特征?

2020.4.27

电子舌如何科学反映样品的味觉特征?

味觉是什么?

味觉是一个复杂的生物系统,舌头上被称为“味蕾”的味觉感受器是产生味觉的主要组织。一个味蕾由多个味觉细胞构成,一个味细胞有30-50mV的膜电位,在舌面上放一味觉物质,则味觉细胞会发生极化现象,被称为感受器电位变化。一旦产生电位变化,刺激信号就能够从味细胞传到味神经,由味神经产生脉冲放电,不同的味道具有不同刺激,随后,大脑会根据不同刺激强度味觉的感官特性。

电子舌如何模仿味觉特征?(以SuperTongue电子舌为例说明)

电子舌是一种模仿生物感受味觉机制设计的现代化仪器,设计模型源于多传感器和多组分化学分析方法,产生于20世纪80年代中期。利用传感器阵列检测液体样品,通过模式识别处理对样品进行定量或定性分析。主要由3部分组成:传感器阵列、信号采集模块和模式识别模块。其中,传感器阵列对液体做出响应并输出信号,信号进行数据处理和模式识别后,得到反映样品味觉特征的结果。这种技术与传统分析化学方法相比,传感器输出的并非样品成分的分析结果,而是一种与样品某几种特性相关的信号。这些信号经过模式识别后,能够得出样品味觉的总体评价。

电子舌核心原件——电极解析(以SuperTongue电子舌为例说明)

SuperTongue电子舌由传感器阵列、组合脉冲驰豫谱信号激发与接收装置及多种智能算法组成。电子舌采用电化学测量三电极体系,即由工作电极、辅助电极和参比电极构成传感器阵列。传感器阵列由6个工作电极和1个辅助电极组成1个独立单元机构,与1个参比电极共同组成一个完整的传感器阵列。辅助电极排列在各个工作电极的中间,确保每个工作电极与辅助电极的距离相等,消除不同工作电极由溶液电阻产生的背景干扰因素。硬件电路由信号激发单元、信号调理单元以及数据采集单元组成。信号激发单元负责产生检测物质体系所需的激励信号;调理单元负责调整脉冲信号,加以组合,以满足不同检测物质的需要;数据采集单元负责采集被检物质对于激励信号的响应信号。

电子舌结果分析原则(以SuperTongue电子舌为例说明)

①DI值:>85%左右,越大代表不同样品之间区分程度越佳

②第一、二主成分贡献率之和:>85%左右,越大代表越能反映样品的综合信息

③相同样品不同平行之间的重复性:这类点越聚类越好

影响电子舌产品综合利用率的关键因素(以SuperTongue电子舌为例说明)

传感器检测限:SuperTongue电子舌检测限最高达到ppb级;

传感器使用寿命:SuperTongue电子舌使用寿命5年以上(以20000次试验计算);

不要让耗材拖了实验的后腿:SuperTongue电子舌无需更换传感器,无耗材

优品推荐:

品牌:ISENSO   型号:SuperTongue(2018年最新款)


参考文献:

VLASOV YUG, LEGIN A, RUDNITSKAYA A M,et al. Electronic Tongue-New Analytical Tool for Liquid Analysis on the Basis of Non-Specific Sensors and Methods of Pattern Recognition[J]. Sensors an Actuators B, 2000, 65:235-236.


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