由于恶性疾病往往导致高死亡率,目前迫切需要开发创新的医疗诊断技术,因为现有方法存在局限性,包括非侵入性、无法实时监测以及相关的设备成本高昂。具体来说,呼吸分析在过去二十年中受到了极大的关注。呼出气中的挥发性有机化合物(VOC)可以反映人体的代谢和生理过程。因此,电子鼻(E-nose)由气体传感器阵列、信号采集、预处理单元和模仿人类嗅觉的模式识别算法组成,可以通过准确分析呼出气指纹来诊断疾病,显示出其无创、实时监测、快速诊断和低成本等不可替代的特点。通过结合金属氧化物半导体(MOS)气体传感器的优点(响应速度快、价格实惠、灵敏度高),MOS电子鼻的优势进一步增强。本文主要介绍用于检测挥发性有机化合物的金属氧化物半导体气体传感器。综述了二元和三元金属氧化物传感材料的传感原理和改性方法。本文还综述了用于检测癌症和呼吸系统疾病的金属氧化物半导体电子鼻。
研究发现,糖尿病患者呼吸和健康人的挥发性有机化合物的浓度差异,促使人们注意使用电子鼻子等设备来检测糖尿病。在这项研究中,我们探索了非侵入性糖尿病初步筛查系统的设计,该筛查系统使用自制的电子鼻子传感器阵列来检测呼吸气体标记。在算法部分中采用了两种特征提取方法,使用梯度提升方法选择有希望的特征子集,然后引入了粒子群优化算法来提取24个最有效的特征,从而将传感器数量降低了56%并节省了系统成本。呼吸样本,以评估系统性能。随机森林算法用于对电子鼻数据进行分类和预测,准确性可以达到93.33%。实验结果表明,在确保准确性的前提下,系统优化了传感器数量后,系统的成本较低,尺寸很小,并且很容易安装在车内。它提供了一种更可行的方法,用于在车内对糖尿病进行初步筛查,并可以用作现有检测方法的助手。
空间进行可能导致大气危害事故的工作活动。可以使用电子鼻 (e-nose) 与移动机器人的集成来监测大气空气样本。在这项工作中,我们报告了电子鼻的校准,它由三个独立的金属氧化物半导体 (MOS) 气体传感器以及用于环境监测的氧气、温度和湿度传感器组成。样品气体使用两个不同的气瓶。气瓶 1 包含硫化氢 (H 2 S)、一氧化碳 (CO) 和甲烷 (CH 4 ),而气瓶 2 包含零级空气。来自 MOS 气体传感器响应的模拟数字转换器 (ADC) 读数被转换为百万分率 (ppm) 和百分比 (%) 读数。使用商用气体检测器验证气瓶中的气体浓度。计算电子鼻中 MOS 气体传感器与商用气体检测器对气瓶 1 的读数差作为校准值。暴露的气瓶 2 用于识别 MOS 气体传感器返回基线水平的能力。结果证明了所开发的电子鼻可用于环境气体检测和监测的能力。
哺乳动物的味觉感知源于挥发性物质的颗粒与味觉受体接触时产生的味觉感受器——味蕾中聚集的专门化学感受器,味蕾位于口腔内。味蕾簇位于小乳头上,根据其位置不同,乳头的形状和大小也不同。成年人有大约 10,000 个味蕾。每个味蕾内有大约 50-150 个杆状味觉细胞,它们将信息传递给神经元细胞,神经元细胞又将信息传递给大脑。五种味觉受体对食物或大气中存在的特定化学物质组作出反应。不同的味觉有不同的味觉阈值,对甜味和咸味的阈值最高,对苦味食物的阈值最低。味觉可以根据味觉区分机制分为两类。对于酸味和咸味,其机制分别基于氢离子和钠离子,通过改变受体的膜电位直接与离子通道反应 [18, 23]。对于甜味和苦味来说,G蛋白上存在着蛋白质受体点,这些受体点与味觉物质分子形成复合物后,会激活G蛋白,从而引发一系列化学变化[4]。这两种机制都会导致神经脉冲的激发,并传递到大脑。
中国是世界肉类生产大国之一。随着人们对食品安全的日益关注,肉品品质也越来越受到人们的重视。传统的肉品品质检测方法受到样品制备和检测时间较长等诸多因素及主观性限制。采用多个独立的空气传感器组成传感器矩阵,对牛肉的新鲜度进行检测。结果表明,天津费加罗电子有限公司生产的空气传感器TGS2610、TGS2600、TGS2611、TGS2620、TGS2602可用于检测牛肉的新鲜度,TGS2442不适用。本研究为设计、制作经济实用的牛肉新鲜度检测仪奠定了基础。关键词:气敏传感器矩阵,牛肉新鲜度,电子鼻