呼出气体就像人的指纹一样是唯一的

呼出气体就像人的指纹一样是唯一的 据英国每日邮报网站 4 月 4 日的报道，瑞士苏黎世联邦理工学院近日公布的一项 研究成果表明，每个人在呼吸时呼出的化合物和人类的指纹一样独一无二，医生甚至可以 根据这些化合物来诊断疾病（如癌症）。 据了解，在该项研究中，研究人员在为期 9 天的时间里，分别对 11 名志愿者进行了 4 次呼气测试，他们利用质谱仪对志愿者呼气中的化合物成分进行了分析。结果显示，每 个人所呼出的气体中都含有水蒸气和二氧化碳，但其他成分却不尽相同，同时在 4 次呼吸 检测中，每个人呼气的成分构成几乎都是独一无二并且基本保持不变的。 我们的气敏传感器可否应用在这一领域，作为现代医疗检测的一种辅助手段。 利用各种气体传感器进行阵列组合，通过模糊神经网络对不同浓度的气体进行定量识 别，及各种气体传感器基本图谱与病人在正常的时候的呼出气体的图谱进行比较，筛选， 分析，判断。 过滤、吸附 干燥、 半导体 气体传感器 电化学 气体传感器 电解质 气体传感器 呼出气体 正常人的呼出气体成分 人体在吸入空气时，含氧的空气被带进肺中，由于生物体需要消耗 氧气，产生二氧化碳，因此在呼气的时候，缺乏氧气和富含二氧化 碳的空气被呼出。人体通过呼吸作用来吸入空气中的氧气，排出体 内产生的二氧化碳。 实验器材及试剂： Eislab400 数字实验系统，数据采集器，氧气传感器，二氧化碳传 感器，计算机，面包袋或小塑料袋，胶纸等。 实验步骤及数据分析： 1.在塑料小袋底部开两个小口，各套在氧气传感器以及二氧化碳的 探头上，用胶纸把塑料小袋和传感器器探头绑在一起，注意保持紧 密不漏气. 2.将氧气传感器和二氧化碳传感器接入数据采集器，然后进入配套 的软件系统，选择“呼出气体的成分研究” 模板，然后调节采集参数 为 1 点/秒，采集时间为 60 秒。 3.向塑料小袋中吹气，然后把袋口握紧，使袋中有正常呼出的气体， 观察氧气和二氧化碳传感器窗口的波形变化。如下图 气体成分% 氮气 氧气 二氧化碳 水蒸气 其它 吸入气体% 78 21 0.03 0.01 0.96 呼出气体% 78 16.4 4.63 0.03 0.94 疾病辅助诊断 胡德良； 【正文快照】 日前，“利用电子鼻帮助诊断肺癌 ”的发起人之一、美国克里夫兰临床研究中心肺病专家瑟 皮尔厄祖鲁姆说“呼气时会产生各种各样的挥发性有机化合物，这些化合物是新陈代谢造成的。癌症患者 的新陈代谢会发生变化，呼出气体中的挥发性有机化合物也会随之变化。利用电子鼻可以探? 正文快照】 意大利科研人员日前在罗马宣布，他们已成功研制出一种能“嗅” 出肺癌独特气味的“电子 鼻”。迪纳塔莱介绍说，这种被称为 “电子鼻”的仪器，由一个连接计算机的 12 厘米长的立方体和众多人体 气味感应器组成。当患者向连接“ 电子鼻” 的一个? 作者】 葛秋芳； 【正文快照】 本报讯 英国科学家目前在研制一种“生物电子鼻” ，可以用来测量不同激素的水平，诊断疾 病。$ 英国南安普敦大学的科学家发现，生物中有不同的分子组合可导致不同的电负荷，科学家利用 这一点开发出可以感应这些电负荷变化的“感官” ，从而判断出不同的分子组合类型。 $ ? 呼出气体可检病兆： 1、肝昏迷有肝臭味；爆发性肝炎或肝功能损伤，由于甲基硫醇和二 甲基二硫化物不能被肝代谢而发出的味道； 2、酮症酸中毒有烂苹果味； 3、消化道出血有血腥味； 4、有机磷农药中毒呼吸有大蒜味； 5、尿毒症有尿骚味； 6、酪氨酸转化酶缺乏导致酪氨酸代谢障碍而潴留于血中，会发出烂 白菜的味道； 7、先天性隐形遗传病，人体缺乏三甲胺氧化酶，致使三甲胺在体内 不能代谢，而发出鱼腥味； 8、膀胱结肠瘘病人身体会有大粪味； 9、染色体隐性遗传病（枫糖尿病）发出枫糖味即焦糖味；（智力低 下） 10、氨基酸代谢障碍病即高甘氨酸血症（智力低下、骨质疏松、白 细胞和血小板减少，发出猫尿味；（ 一般说来，在一般膳食情况下， 24 小时排出的溶质为 4765 克，其中一半为尿素。四分之一为氯化钠，其余四分 之一为各种有机物和无机物成分。 1. 含氮物质：主要有尿素、尿酸、肌酸肌酐、氨基酸和氨等。） 11、汗足臭综合征染色体隐性遗传病，发出乳酪味和臭足味； 12、口臭，口腔炎，胃炎，胃溃疡，消化不良一般口臭。硫化氢、吲 哚和氨类，因而产生臭味。 加拿大皇家科学院院士刘惠春： 呼出气体可检病兆 本报讯（见习记者曾琢）“通过人们呼出的气体，就能判断是否有病变的征兆”，加 拿大皇家科学院院士刘惠春说，这就是高端红外光电产品的“神奇之处”。 一款看上去只是普普通通遮住口鼻的透明面罩，实际上是呼吸检测仪，通过呼出气体， 可准确地确定人体呼出气体中的特定气体成分的微量浓度，从而快速排查某种疾病的发生。 据介绍，人体呼吸气体作为身体健康状况的一条反映途径，能反映出一些重要病理症 状。如呼出气体中氨气浓度异常，则预示糖尿病、肝脏和肾脏疾病发生的可能性较大；一 氧化碳的浓度变化，则与哮喘、心脑血管疾病的发生息息相关。 刘惠春院士表示，呼吸检测只是红外光电器件在气体分析方面的应用。还可用在钢铁 冶炼、火力发电、石油化工、水泥生产等工业气体在线分析和空气质量监测。 哮喘病人呼出气体中的一氧化氮含量增加 分享到： 收藏 推荐 一氧化氮(NO)气体是由下呼吸道内的各种细胞所产生的,包括发炎细胞和上皮细胞,在正 常人呼出的气体中易被检出。研究人员测量了哮喘病人呼出的 NO,因为处在哮喘中激活的 几种类型的细胞,经诱导后,均能产生 NO。 用慢肺活量操作法和改良的化学荧光分析器测 定 NO,对 67 名对照者呼出气体中检出 NO(平均最高浓度为 80.2SE4.1 口 ppb),通过特殊 NO 合酶抑制剂 NG 一甲基一 L 一精氨酸的吸入 NO 有明显的减少。61 名非类固醇治疗的 哮喘病人呼出的 NO 最高浓度明显高于对照组(28316ppb,p 一氧化氮(NO)气体是由下呼吸道内的各种细胞所产生的 ,包括发炎细胞和上皮细胞, 在正常人呼出的气体中易被检出。研究人员测量了哮喘病人呼出的 NO,因为处在哮喘中激 活的几种类型的细胞,经诱导后 ,均能(本文共计 1 页) 相关文章推哮喘病人呼出气体中的一氧化氮含量增加 测定呼出气一氧化氮在诊断与治疗支气管哮喘中的应 用 分享到： 收藏 推荐 支气管哮喘是与气道高反应性及支气管痉挛相关的慢性炎症性疾病，其本质是气道炎 症。以前临床用于支气管哮喘诊断与治疗监测主要是根据临床症状、体征及肺功能检测等， 而临床症状、体征及肺功能检测并不能直接反映气道炎症，且易受很多因素的影响。诱导 痰分析虽能直接反映气道炎症，但因其技术难度大，患者可接受度低等因素的影响较难广 泛应用于临床。呼出气一氧化氮与气道炎症、气道高反应性具有显著相关性川，且呼出气 一氧化氮检测具有可重复性好、无创、简便兰州大学学报( 医学版) 第 35 卷等特点，对于支 气管哮喘诊断与治疗监测具有重要意义。一氧化氮既是一种信使分子，又是一种细胞毒性 分子。早期研究发现，一氧化氮可舒张血管平滑肌，后来发现一氧化氮在人及动物气道呈 高浓度状态。正常成人上呼吸道的呼出气一氧化氮水平高于下呼吸道 10 倍，在排除鼻部 等上呼吸道一氧化氮的影响后，呼出气一氧化氮主要来源于下呼吸道，由一氧化氮合酶 (nitrie 耐 de synthase，NOS)催化底物左旋精氨酸而生成。NOS 有 2 种不同的亚型，即结 构型 NOS 国外医学情报1995 年 02 期 呼出气凝聚液在哮喘治疗中的临床意义和价值 临床肺科杂志2006 年 05 期 测定呼出气一氧化氮在诊断与治疗支气管哮喘中的应用 兰州大学学报(医学版)2009 年 02 期 一氧化氮在呼吸系统中的研究 医师进修杂志2000 年 10 期 门诊哮喘病人的用药 临床荟萃1991 年 12 期 与哮喘有关的细胞受体 国外医学情报1991 年 17 期 哮喘喘息病因探索 国外医学情报1993 年 08 期 哮喘病人急症手术时的麻醉管理 中国急救医学1995 年 04 期 支气管哮喘 国外科技资料目录(医药卫生)1998 年 01 期 呼出气一氧化氮的化学发光法检测及临床应用 新医学2002 年 05 期 不可轻视的“气喘吁吁” 中国社会保障2006 年 03 期 1、糖尿病 呼出气体糖尿病诊断的初步研究 张亚 【摘要】：糖尿病作为严重威胁人类身体健康的疾病之一，对于糖尿病患者为了吃药频率 和时间间隔以此来保持自身的治疗，必须面对不断的监控自己的血糖浓度这一个难题，而 传统的检测仪器往往都是有创或者微创的，因此给患者带来了一定的痛苦，同时也会带来 交叉感染。本文总结了呼出气体非接触检测疾病方法在医学上尤其是糖尿病检测方面的应 用；基于可视化阵列传感器对气体的识别机理响应，结合电子技术及光学检测方法，设计 了一套糖尿病呼出气体检测装置。 本文设计的密封反应气室抽取气体进入，使用 CMOS 光学传感器采集可视化阵列传感器与气体反应前后的图像信息，然后通过图像处理技术对 可视化阵列传感器的光谱变化信息进行处理和分析，最后得到检测结果。本文的具体工作 包括： 基于糖尿病呼出气体检测系统的功能需求，采用模块化的设计思想，设计了机械 密封检测装置以及上下位机的硬件电路系统。以 ARM9 为核心的嵌入式系统作为上位机， 控制整个系统的工作过程；以 PIC16F877A 单片机作为下位机，控制气体的流速（微型气 泵驱动）以及包括对温湿度和流量监控的检测模块，提供背景光源的 LED 驱动模块和实现 上下位控制系统通讯的 USB 通信模块。 根据气体检测的原理及其流程，提出了软件各 个模块的设计方案。 制备了丙酮气体，并调配成梯度浓度，为检测提供气体样本。 用设计的呼出气体检测糖尿病装置对配制的气体进行检测研究。可视化阵列传感器对丙酮 气体的响应时间 30s，判别分析显示除了在时刻点 3 分钟时无法完全区分以为，气体时刻 可以区分；支持向量机对不同丙酮气体浓度的识别结果显示，可视化阵列传感器对丙酮气 体具有显著的识别能力；模糊神经网络对不同浓度的丙酮气体进行定量识别，结果显示误 差在接受范围内。 本文研究表明，设计的基于可视化阵列传感器的糖尿病呼出气体检测装 置能够实现对有丙酮气体快速、灵敏、准确的检测，并且具有检测费用低、操作方便等优 点，为下一步深入研究提供了思路和方向。 【关键词】：糖尿病 呼出气体检测 可视化阵列传感器 模式识别 【学位授予单位】：重庆大学 【学位级别】：硕士 糖尿病呼气快速诊断方法及应用前景 童敏明 李娇 戴新联 【摘要】：通过人体呼气中的丙酮分析,是实现糖尿病快速诊断的新方法。概述了目前丙酮 分析的技术状况和快速检测丙酮传感器技术的研究进展,介绍了一种间接分析丙酮的传感技 术成果,它利用现有传感器检测丙酮转换的一氧化碳,实现糖尿病人呼气丙酮的间接分析,具 有很好的应用前景。 【作者单位】： 中国矿业大学信息与电气工程学院 中国矿业大学信息与电气工程学院 中 国矿业大学信息与电气工程学院 【关键词】： 糖尿病 诊断 传感器 中国医疗器械杂志 2000 年 06 期 加入收藏 获取最新 糖尿病快速检测装置的研究与设计 闫思佳 【摘要】： 随着世界范围内糖尿病发病的不断提高,糖尿病已成为危害人体健康的第二大 疾病。如何实现糖尿病的早期诊断,对于提高临床治疗效果和改善糖尿病患者生活质量及延 长生存寿命具有重大意义。 糖尿病临床检测以血液中葡萄糖含量检测技术为代表,该技术 需要采集被测者血液,易造成被测者痛苦,同时测试周期较长,不便于快速临床诊断和大人群 糖尿病的普查。因此,开展基于新技术的糖尿病快速诊断技术的研究具有重要的实用价值。 糖尿病患者呼吸中的丙酮气体浓度明显高于正常人水平,利用糖尿病患者这一特征可以研究 和开发出一种新型糖尿病快速检测装置。 本文以电化学型高精度丙酮气体传感器和单片机 为技术核心,并与温度补偿技术、12 位串行 A/D 转换技术和 LCD 点阵液晶显示技术相结合, 完成基于呼吸中丙酮气体检测的便携式糖尿病快速检测装置的研究与设计工作。 该装置具 有检测速度快,测量精度高,使用方便的技术特点。该装置经进一步优化设计后,可成为一种 具有临床应用价值的糖尿病快速检测仪器。 【关键词】：单片机 糖尿病 丙酮检测 传感器 【学位授予单位】：吉林大学 【学位级别】：硕士 肺癌原代细胞培养及其呼吸气体的研究 邱园华 【摘要】： 目的:探索肺癌原代细胞培养的方法 ,并检测肺癌原代细胞代谢过程中产生的挥 发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs),筛选肺癌特征性的呼吸气体标记物,为呼 吸气体诊断肺癌提供细胞水平的依据。方法:取邵逸夫医院 2008 年 6 月至 2008 年 12 月因“ 肺部肿物”行肺叶切除术的手术标本 20 例,每一例中取肿块组织作为实验组,距离肿块10c m 的周边肺叶组织作为正常对照组 ,分别进行原代细胞培养。当培养瓶底见 50%以上贴壁细 胞生长后,利用固相微萃取-气相色谱质谱联用(solid-phase microextraction and gas chromat ography-massspectroscopy,SPME-GCMS)技术,检测各个培养瓶顶空气体中的 VOCs。结果:因 “肺部肿物”行肺叶切除术的手术标本共 20 例,其中鳞癌 9 例,腺癌 7 例( 包括 3 例腺癌合并细 支气管肺泡癌),鳞腺癌(或腺鳞癌)2 例,肺部良性病变 2 例(1 例为慢性化脓性炎伴机化性肺炎,1 例为支气管囊肿伴真菌感染)。采用组织块原代细胞培养方法,在组织块入温箱常规培养之 前,事先翻转培养瓶放置 30 分钟,组织块贴壁良好;组织块经剪切后直接接种培养,一般经过 2 4-48 小时后即有贴壁细胞沿着组织块边缘生长,20 例标本平均培养天数为 11.75 天,腺癌平 均培养天数为 10.1 天(71 天/7 例),鳞癌平均培养天数为 14.1 天(127 天/9 例), 两者有统计学差 异(P0.05)。在质谱图上,出峰时间为 17.78 分钟和 18.75 分钟的物质在肺癌原代细胞培养 液中的含量明显高于空白培养液中的含量,且其含量在不同类型的肺癌中有差异,由腺癌、腺 癌合并细支气管肺泡癌、鳞癌依次递增;出峰时间为 18.75 分钟的物质在鳞癌的原代细胞培 养液中含量明显较腺癌和腺癌合并细支气管肺泡癌高。经过质谱库相似度检索得出,出峰时 间为 17.78 分钟和 18.75 分钟的物质分别为 1-甲基- 萘和正十五烷。结论 :本实验采用组织块 剪切后直接行原代细胞接种培养的方法简便易行,组织块贴壁率高,细胞活性大,培养成功率 高。肺癌细胞代谢产生的 1-甲基 -萘和正十五烷,在肺腺癌和鳞癌原代细胞代谢中含量有差 异,可能有助于肺癌的病理分型。 【关键词】：肺癌 原代细胞培养 挥发性有机化合物 呼吸气体诊断 【学位授予单位】：浙江大学 【学位级别】：硕士 基于虚拟气体传感器阵列的电子鼻设计 (1) 2012-09-13 16:29:37 来源:互联网 关键字：虚拟气体 传感器 阵列 电子鼻 1 引 言 本文提出一种基于虚拟气体传感器阵列的新型无创的用于检测肺癌的电子 鼻。该电子鼻包含一个由固相微萃取(solid phase microextracTIon，SPME)和毛 细管柱(gas chromatography，GC)组成的前处理装置来实现病人呼吸气体中 VOCs 的浓缩吸附、脱附和分离，随后通过一个表面涂覆聚异丁稀薄膜差动结 构的 SAW 传感器对分离后的有机气体成分进行定量检测 (图 1)。 2 呼吸检测电子鼻系统的设计 肺癌病人的呼吸气体中含有的大部分 VOCs 的浓度非常低 (10-910- 12mol/L)，实验采用惰性 Tedlar 集气袋和 SPME 采集、预富集呼吸气体，利用 薄膜技术提高 SAW 传感器的灵敏度，最后采用改进的人工神经网络算法结合 图像技术来识别肺癌病人。 SAW 传感器是由广泛应用的 ST 切型 LiNbO3 晶体制成的。传感器的中心 频率为 51.92 MHz，带宽 2.131 MHz，较好的 Q 值为 24.36，衰减为 7.85 dB。 一对传感器中的一个表面涂覆 PIB 薄膜作为工作传感器，而另一个表面没有涂 覆薄膜的传感器作为基准传感器。 实验用 GC- SAW 电子鼻系统结合了虚拟 SAW 传感器阵列的概念和图像识 别方法，对肺癌病人、正常人和老慢支病人的呼出气体进行了检测，确定了 11 种 VOCs 为肺癌特征气体，即苯乙烯(styrene)、癸烷(decane)、异戊二烯 (isoprene)、苯 (benzene)、十一烷(undecane)、1-己烯(1-hexene)、己醛(hex-anal)、 丙基苯(propyl benzene)、1，2，4-三甲基苯(1，2， 4-trimethyl benzene)、庚醛 (heptanal)、甲基环戊烷(methyl cyclopentane)。 图 2 为一个 SAW 传感器在检测肺癌患者呼吸气体时的频谱响应。它对苯 乙烯响应的灵敏度为 3.24 ng/Hz。 3 肺癌细胞代谢 VOCs 检测 对于选定的 11 种肺癌特征 VOCs 气体来说，实验证实了这些 VOCs 气体跟 肺癌的相关性很大。结果表明，该电子鼻能够很好地检测出肺癌病人呼吸气体 内的这些 VOCs 气体种类和含量，肺癌病人的诊断率在 75%以上。为了能更精 确地确定肺癌患者的特征性气体，参考病理解释，进行了细胞水平的对比实验， 用该电子鼻对肺癌细胞培养液中 VOCs 进行了检测。将肺癌组织和同体的正常 肺部组织标本，分别进行细胞培养。获取细胞培养后的培养液，进行 SPME 萃 取，用 GC 进行分析。如图 3 所示的是用 GC 所得的肺癌细胞培养液和正常肺 部细胞培养液的谱图，与正常细胞相比，确定肺癌细胞的新陈代谢气体中有特 异性气体存在。其中一例肺癌细胞和同体癌旁正常肺部细胞培养液分析结果如 图 4 所示。对比二者的峰形图，可以发现虽然在峰高上存在差异，但出峰位置 几乎全都相同，相似的分析结果让人怀疑该例癌旁正常肺部组织其实已经发生 了癌变。实验对培养的细胞进行了电镜观察，发现医生判断的正常肺部细胞图 像，已经出现了细胞重叠现象，这是正常细胞所不会出现的。可见肉眼无法正 确判断的已经发生癌变的肺部组织通过我们的实验方法也能被识别出来，所以 该实验的结果对于呼吸气体进行肺癌的早期初筛有非常重要的意义。 4 总 结 本文提出了一具有高灵敏性、低成本以及易操作等优点的电子鼻。使用该 电子鼻系统，对肺癌病人、慢性支气管炎病人、健康人等的呼吸气体在病理学 方面进行了的研究。同时，使用这个电子鼻系统对肺癌细胞代谢产物中挥发性 气体进行了研究，取得了早期肺癌检测的初步依 (本文转自电子工程世界： /mndz/2012/0913/article_16770_1.html) 呼吸气体诊断系统的最新进展 李冀 姚哲刚 王平 【摘要】：介绍目前国际上利用呼吸气体进行疾病诊断技术发展现状 ,论述了用于医学诊 断的呼吸气体检测的基本原理和方法 ,并着重介绍了呼吸气体诊断在糖尿病、胃肠疾病等 方面的新进展和发展方向。最后介绍了医学专家诊断系统的发展以及与呼吸气体诊断相结 合在电子鼻呼吸诊断中的应用前景 【作者单位】： 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验室!浙江 杭州 310027 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验室!浙江 杭州 310027 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验室!浙江 杭州 310027 2、肺病及肺癌诊断 肺癌呼吸气体检测电子鼻及诊断方法的研究 曹明富 【摘要】：本课题根据国外关于呼吸气体中某些有机气体成分与肺癌相关的研究工作报告, 采用固相微萃取-气相色谱系统对肺癌病人、健康人以及其它肺部疾病患者的呼吸气体中有 机气体成分进行检测、对比、研究、分析,确定国内肺癌病人呼吸气体中具有肺癌特征的有 机气体成分;建立采用毛细管柱分离技术与声表面波传感器联用的新型肺癌呼吸诊断电子鼻 系统,并与固相微萃取-气相色谱系统进行对比检测分析。 本论文首先介绍了呼吸检测和肺 癌呼吸检测的重要性、可行性和研究依据,以及国内外电子鼻系统的研究现状。应用固相微 萃取-气相色谱系统对比检测了 27 例肺癌病人、18 例健康人及 7 例慢性支气管炎病人的呼 吸气体,基本完成了对肺癌病人呼吸气体中肺癌特征气体成分的分析。 其次介绍了我们设 计的新型电子鼻系统中传感器设计、敏感膜设计、硬件结构设计、软件结构设计、系统整 体结构设计等各个方面,并将所建立的电子鼻系统应用在肺癌呼吸检测中。 软件系统包括 数据处理、通讯、控制和数据存储等模块。在数据处理模块中,叙述了软件中包含的去除粗 点、数据平滑、曲线拟合、FIR 滤波、特征提取、模式识别等算法的原理及具体实现,并进 行分析比较;通讯、控制模块采用 RS232 串口通信完成,实现了一定程度的自动化。 最后,介 绍了电子鼻系统仪器在气体检测中的实际应用,对该仪器的性能指标进行了初步的测试和分 析。 通过以上这些工作,为今后通过该电子鼻系统,检测呼吸气体中的肺癌特征有机气体成 分,做到筛选肺癌病人打下良好坚实的基础。 【关键词】：电子鼻 肺癌 呼吸检测 声表面波传感器 模式识别 神经网络 【学位授予单位】：浙江大学 基于虚拟气体传感器阵列的肺癌检测电子鼻 徐凤娟 王悦 陈星 王平 【摘要】：提出了一种无创电子鼻诊断肺癌的新方法。该方法结合虚拟声表面波(SAW)传 感器阵列的概念和图像识别方法,对肺癌病人、正常人和老慢支病人的呼出气体进行了检测, 确定 11 种挥发性有机成分(VOCs)为肺癌特征气体。此外,在细胞水平上进行研究,证明了肺 癌细胞培养液中存在的特征性 VOCs 是肺癌细胞新陈代谢的产物,可以作为判定特定肺癌 细胞的依据,为确定肺癌病人呼吸中的特征性气体提供病理根据。 【作者单位】：浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验室 浙江大 学医学院附属邵逸夫医院 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验 室 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验室 【关键词】：电子鼻 肺癌 挥发性有机成分 传感器阵列 细胞 【基金】： 国家自然科学基金(30570492) 浙江省重大科技专项资金支持 (2006C13021) 中药材的鉴别 中药材的鉴别的种类很多，有综合型和专用型的仪器 基于电子鼻的中药材类别及新鲜度鉴别 刘红秀 骆德汉 姬生国 李卫东 王燕 【摘要】：目的:运用电子鼻 PEN3 提取中药材挥发的气味信息来建立气味指纹图谱,以鉴别 不同中药材及其同类药材的不同新鲜程度。方法:选取广藿香药材、新鲜广藿香、薄荷药材 及新鲜薄荷等 4 种中药材,运用主成分分析法和线性判别分析法来鉴别。结果:采用主成分分 析和线性判别分析 2 种分析方法,都能很好地区别这 4 种不同新鲜程度的药材,识别率达到 1 00%。结论:采用电子鼻系统 PEN3 能够很好地鉴别不同品种及不同新鲜程度的中药材,具有 一定的实际应用价值。 【作者单位】： 广东药学院;广东工业大学信息工程学院; 广东药学院学报 2009 年 04 期 加入收藏 获取最新 基于仿生嗅觉的中药材鉴别的实现 刘红秀 姬生国 庄家俊 李卫东 【摘要】：目的运用便携式电子鼻 PEN3 提取中药材挥发的气味信息来建立气味指纹图谱, 达到鉴别不同中药材的目的。方法采用主成分分析(PCA)法和线性判别分析(LDA)法识别八 角、白豆蔻、川芎、丁香、荆芥、肉桂、砂仁等 7 种中药材。结果采用 PCA 和 LDA 两种 方法都能很好地区别以上 7 种中药材,识别率达到 100%;PCA 的分析图中每类样品主要呈带 状分布、集中度不高,LDA 分析中不同种类的中药材样品点的分布高度集中。结论采用仿 生嗅觉系统 PEN3 能够很好地鉴别不同品种的中药材,具有一定的实际意义和应用价值。 【作者单位】： 广东药学院医药信息工程学院;广东药学院中药学院; 广东工业大学信息工 程学院;广东药学院基础学院 ; 基于电子鼻的中药材鉴别新方法研究 刘红秀 骆德汉 李卫东 王燕 【摘要】：目的:运用德国 Airsense 公司制造的便携式电子鼻 PEN3 提取中药材挥发的气味 信息来建立气味指纹图谱,以实现岭南道地药材的鉴别。方法:选取传感器稳定后的合适实验 数据,分别应用主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)这两类模式分析方法识别苍术、佛 手、高良姜、广陈皮、广木香、化橘红、香薷、徐长卿、阳春砂等 9 种岭南道地药材。结 果:数据实验表明,采用 LDA 分析法的识别率达到 100%。而采用 PCA 分析法时,图中每类样 品主要呈带状分布,其集中度远不如 LDA 分析法,且香薷和阳春砂出现部分样本点交叉分布 的现象。结论:采用电子鼻系统 PEN3 及 LDA 分析方法能够很好地鉴别不同品种的中药材, 具有一定的实际意义和应用价值。 【作者单位】： 广东药学院医药信息工程学院;广东工业大学信息工程学院; 广东药学院基 础学院;广东药学院产业办; 【关键词】： 电子鼻 中药材鉴别 模式分析 烟草行业的应用 电子鼻技术在卷烟内在品质分析中的应用 李敏健 沈光林 伍锦鸣 张心颖 【摘要】：为了客观分析卷烟内在品质,建立了电子鼻分析卷烟内在品质的实验方法,结果表 明:优化的实验条件是:进样体积 500L,顶空温度 80,顶空时间 20 min;电子鼻可以分 辨不同类型及同一类型不同风格的卷烟,结果与感官评价一致;用电子鼻建立某一牌号卷烟 的统计质量控制(SQC)模型,可成功识别合格产品和质量异常的样品。该方法样品处理简便 、分析速度快、无污染。 【作者单位】： 广东中烟工业有限责任公司技术中心; 用电子鼻技术评价烟叶挥发性组分的研究 毛友安 刘巍 黄建国 卢红兵 钟科军 梁进平 【摘要】：该文基于电子鼻检测技术和化学计量学方法,研究建立了烟叶挥发性组分的人工 智能评价方法,并用于一系列国内主要烟叶原料的评价。结果表明,仅就烟叶挥发性组分而言,新 方法可以用来区分同一等级不同产地烤烟型烟叶,可以为烟叶原料建立数据模型库,从而对原 料进行质量控制。方法具有无需样品前处理、无污染、分析速度快等特点。 【作者单位】： 常德卷烟厂技术中心 常德卷烟厂技术中心 常德卷烟厂技术中心 常德卷烟 厂技术中心 常德卷烟厂技术中心 常德卷烟厂技术中心 用电子鼻鉴别卷烟的方法 黄祖刚 李建平 何秀丽 高晓光 【摘要】：用四单元金属氧化物传感器阵列构成电子鼻系统,采用运算复杂度较小的特征提 取与模式识别方法实现了三种卷烟的鉴别,并通过一系列比较实验研究了特征提取方法、气 室、卷烟样品温度以及载气流量等对识别结果的影响。 【作者单位】： 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室 中国科学院电子学研 究所传感技术国家重点实验室 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室 中国科学 院电子学研究所传感技术国家重点实 人工嗅觉系统及其在卷烟烟气中的研究 邹小波 方如明 蔡健荣 【摘要】：用金属氧化物半导体气敏传感器阵列组成的人工嗅觉系统 (电子鼻 )对 3 种品 牌卷烟烟气进行分析 详细阐述了实验过程及确定传感器的组成方法 ,并从样本中用马氏距 离选取合适的样本 ,用主成分分析法和神经网络聚类分析法对样本进行分析 主成分分析结 果是已较好地把各品牌的烟分开 ,神经网络对 3 种品牌烟的识别率分别为玉溪 85%、白沙 90 %、红梅 95% 【作者单位】： 江苏理工大学生物与环境工程学院!江苏镇江 212013 江苏理工大学生物与 环境工程学院!江苏镇江 212013 江苏理工大学生物与环境工程学院! 江苏镇江 212013 卷烟烟气中多环芳烃的同时测定 刘非 胡妍波 【摘要】：在优化卷烟烟气试样前处理技术的基础上,确定了 6 种多环芳烃分离的最佳条件 和测定的最佳荧光激发、发射波长,并进行波长程序编程,采用高效液相色谱编程荧光法(HP LC-FLD)建立了一种同时测定卷烟烟气中 6 种多环芳烃的分析方法。各多环芳烃在所测定 的含量范围内有良好的线性关系,方法的最低检出限可达到 0.4 ng/mL,回收率均在 87%以上 。并利用该方法对国产卷烟样品进行了分析。 【作者单位】： 安徽中烟工业公司技术中心;湖南省烟草公司常德分公司; 香叶醇对卷烟主流烟气挥发性成分影响的的研究 高茜 向能军 王乃定 【摘要】：采用吸烟机捕集卷烟抽吸过程中的主流烟气,用 GC-MS 分析了有添加剂的和空 白卷烟的主流烟气中的挥发性成分,为香叶醇在卷烟中的致香作用提供更加科学的依据,准确 评价了香料单体香叶醇在卷烟燃吸中对卷烟气的影响,了解其对卷烟的加香效果,为其在卷烟 中的应用提供参考。 【作者单位】： 红塔烟草集团有限责任公司技术中心; 应用裂解色谱模拟技术分析烟气组分的研究进展 陈翠玲 马青 孔浩辉 张心颖 吴君章 【摘要】：本文综述了裂解色谱技术的原理,该技术在烟草分析中的应用情况,特别是其在模 拟分析烟气组分方面的研究现状和进展。 【作者单位】： 广东中烟工业有限责任公司技术中心; 烟草中多羟基吡嗪的提取及其热裂解行为研究 陈峰 杨伟祖 陈永宽 【摘要】：从云南烤烟中提取分离得到了一个多羟基吡嗪化合物 1,采用 IR、MS 和 NMR 进行了鉴定。并采用热裂解直接进气相色谱的方式,研究了该多羟基吡嗪的热裂解行为,分析 鉴定了 13 个挥发性热裂解产物,占挥发性化合物总量的 94.65%。 【作者单位】： 广西南宁卷烟厂 云南瑞升科技有限公司 云南瑞升科技有限公司 卷烟烟气中挥发性羰基化合物的检测方法 姚伟 冯学伟 王邵雷 李桂贞 杨良驹 【摘要】：利用改进的捕集装置和捕集方法,用 2,4-二硝基苯肼溶液捕集卷烟主流烟气中的 羰基化合物,再用 HPLC、MS 进行定性定量分析。建立并优化了高效液相色谱方法: 采用 Zo rbaxEclipseXDBC8150mm4.6mm(5m)色谱柱为分离柱,流动相为乙腈-水体系,洗脱方式为 梯度洗脱,柱温为 25C,检测波长为 365nm。考察了该方法的定量线性范围、重现性、回收 率和最低检出限,结果满足分析要求。同时对几种不同品牌的卷烟烟气中的羰基化合物进行 分析,对甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙烯醛、巴豆醛、丙酮和丁酮进行了定量测定,并对一未 知组分进行了定性,确定为五碳羰基化合物。 【作者单位】： 上海烟草(集团 )公司 华东理工大学分析测试中心 华东理工大学分析测试 中心 华东理工大学分析测试中心 上海烟草(集团) 公司 用电子鼻鉴别卷烟的方法 黄祖刚 李建平 何秀丽 高晓光 【摘要】：用四单元金属氧化物传感器阵列构成电子鼻系统,采用运算复杂度较小的特征提 取与模式识别方法实现了三种卷烟的鉴别,并通过一系列比较实验研究了特征提取方法、气 室、卷烟样品温度以及载气流量等对识别结果的影响。 【作者单位】： 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室 中国科学院电子学研 究所传感技术国家重点实验室 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室 中国科学 院电子学研究所传感技术国家重点实验室 酒类的鉴别 电子鼻在卷烟鉴别和酒气检测中的应用 黄祖刚 【摘要】： 近年来，电子鼻技术的研究受到了广泛的关注，发展非常迅速，电子鼻产品也 越来越多地应用到各个领域当中。 本文研究了电子鼻在卷烟鉴别和存在汽油干扰的酒精检 测中的应用，在电子鼻系统的进样结构设计、模式识别算法以及实验条件及方法等方面取 得了一些进展。 设计并实现了可以按照指定浓度配气的实验室进样系统，并在此基础上， 根据实际应用需求，设计了分别用于卷烟鉴别和存在汽油干扰的酒精检测的进样系统；设 计制造了两种不同结构的测试气室，并分析了气室的结构及其容积对于系统性能的影响， 给出了比较实验的结果。 基于对模式识别系统的深入研究，提出了从响应阶段数据提取特 征的方法，节省了测试所需时间；比较了主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)与 线性判别式法(Linear Discriminant Analysis,LDA)两种模式识别方法在实际应用中的不同结 果，分析了原因；设计了采用误差反传算法 Back-propagation Algorithm,BPA)的前向人工 神经网络(Artificial Neural Network,ANN)，并指出其应用中存在的问题，提出了改进建议 ；利用 PCA LDA 与 ANN 相结合的方法改善了系统的识别性能。 在卷烟鉴别问题中详 细研究了测试气室、载气流量、样本温度等实验条件对系统的识别性能的影响；在有汽油 干扰的酒精检测问题中，考察了数据预处理方法对于识别结果的影响，并提出了系统改进 的建议。这些研究为构造小型化的实用系统做了准备。 【关键词】：电子鼻 进样系统 模式识别 卷烟鉴别 酒精检测 【学位授予单位】：中国科学院研究生院（电子学研究所） 【学位级别】：硕士 食品的检测应用 电子鼻技术在食品检测中的应用 唐月明 王俊 【摘要】：随着嗅觉传感器技术的不断发展,电子鼻技术得到了广泛的研究与应用。电子鼻 由气敏传感器阵列、信号处理子系统和模式识别子系统等 3 种功能器件组成。为此,阐述了 电子鼻技术的结构组成,介绍了其在食品新鲜度检测、果蔬成熟度评价及饮料与酒类识别等 轻工业中的应用现状与发展趋势,并指出了这些新技术实现过程中所需要解决的问题。 【作者单位】： 浙江大学生物系统工程与食品科学学院 浙江大学生物系统工程与食品科 学学院 【关键词】： 食品科学技术基础学科 电子鼻 应用 食品检测 自然灾害人员搜救应用 电子鼻在人体气味检测中的方法机理研究 曾珂 【摘要】： 目前，灾害应急与救助技术是世界各国广泛研究和探索的一个重大课题。本论 文“电子鼻在人体气味检测中的方法机理研究”来源于四川省应用基础研究“灾害救助生命搜 索理论与方法研究”及教育部博士学科点专项科研基金项目“地震灾害救助生命搜索新方法 机理研究”。如何在灾害发生之后进行快速有效的人员救助，是灾害搜救中非常值得关注的 问题。基于触觉、听觉、视觉的搜救方法已经比较成熟，比如，声波振动生命探测仪，红 外生命探测仪，光学生命探测仪，低频电磁生命探测仪，还有结合多种技术于一身的搜救 机器人。在嗅觉方敏，人类除了利用犬只灵敏的鼻子，还没有更好的方法。电子鼻已经在 人们生活的很多方面都派上了用场，而它能否胜任灾害搜救，还是一个尚待研究的问题。 本文主要研究了以下几个问题： 1、为何使用电子鼻而不是搜救犬来进行生命搜索； 2、 总结了人体气味的性质、主要组成以及不同人种间气味的差异； 3、利用电子鼻 PEN3， 采集了不同的年龄阶段、性别的 50 组人体气味，作为实验原始数据构建了人体气味参数模 型； 4、算法方面，首先，根据专家经验和人体气味的测量结果拟定相关的控制规则，建 立模糊系统的语言规则表。运用 MATLAB 工具箱中的 FIS 工具，建立了模糊推论系统， 并得出了判断人体的概率；然后，结合模糊系统的特点，构建了基于自适应神经网络的模 糊推理系统。运用 MATLAB 工具箱提供的 ANFIS 编辑器，根据 BP 算法，对一阶 SUGEN O 型模糊推理系统的系统参数进行了优化； 5、比较了模糊系统和自适应神经网络的模糊 推理系统之间的区别，以及各自的优劣点，验证了将电子鼻应用于人体气味检测的可能性 。 【关键词】：电子鼻 灾害搜救 人体气味 传感器阵列 一种新型丙酮气敏材料 CdIn_2O_4 的制备与表征 储向峰 刘杏芹 孟广耀 【摘要】：用化学共沉淀法制备出纳米 CdIn2O4 超微粉，研究了制备条件对材料相结构的 影响对其电导研究表明，纳米 CdIn2O4 的导电性受气氛影响很大，在空气中受表面吸附 氧的数量和状态的影响，呈 n 型半导体的特性，有和 SnO2 一样的典型电导一温度曲线， 而在氩气中则更多呈现出金属导电性对 CdIn2O4 气敏性能研究表明，由 CdIn2O4 纳米粉 制成的旁热式厚膜气敏元件在 350对两酮有较高的灵敏度和选择性 【作者单位】： 中国科学技术大学材料科学与工程系!合肥 230026 中国科学