味覺傳感器陣列構建及其初步應用.pdf

1、人工智能味覺系統(tǒng)是以電化學分析為知識背景，以生物學、化學知識為基礎，建立在模式識別、專家數據庫基礎上的人工智能系統(tǒng)，味覺傳感器是人工智能味覺系統(tǒng)研究和應用的物質基礎，是人工智能味覺系統(tǒng)用以構建對味覺客觀評價體系的主要技術途徑。 本論文分為五章，主要研究了味覺傳感器構建技術、味覺傳感器陣列優(yōu)化及味覺傳感器陣列的初步應用。 第一章對近年來國內外味覺傳感器研究技術方法和結構類型進行了回顧與歸納，分析了各自的優(yōu)點和缺點，評價了生

2、物味覺識別及專家數據庫在人工智能味覺識別系統(tǒng)中的作用與意義，澄清了該研究領域的一些認識上的誤區(qū)，系統(tǒng)綜述了本研究構建的“聚氯乙烯-聚吡咯/鉑”新型固態(tài)味覺傳感器(PVC-PPy/PtEtastesensor,PPP-TS)的原理和技術。 第二章研究了味覺傳感器的構建技術與方法。采用循環(huán)伏安法，掃描區(qū)間-0.15-0.9v，掃描速率0.05v/s，設定掃描周數為5，聚合電量5.87×10-3C，以0.1mol·L-1鄰苯二甲酸氫鉀

3、為溶劑，吡咯濃度0.2mol·L-1，在直徑2.0mm的CHI102鉑工作電極上電化學聚合吡咯，可以獲得均方根表面粗糙度(Rq)為11.2的傳感器PPy表面，該電極的電化學性質不受到影響；以聚合度為2500的聚氯乙烯(HS-2500)3.6g及鄰苯二甲酸正二辛酯(DOP)6.4g溶解于100ml的四氫呋喃(THF)組成的PVC基礎被膜液構建傳感器，性能穩(wěn)定，在30秒的時間即可得到穩(wěn)定的開路電位(OCP)響應，并在此基礎上建立了味覺傳感器

4、對味物質測試與表征的系列方法。 第三章主要是研究傳感器的修飾優(yōu)化與傳感器陣列的組合優(yōu)化。研究了傳感器對修飾劑理化性質的要求及其在傳感器構建中的使用量，并以六類27種傳感器對五種基本味覺物質的31個濃度梯度樣品進行電位檢測，以去離子水為參照系得到各修飾傳感器的開路電位差值，分析修飾劑與味物質之間的關系對電位響應的影響，并采用模式識別技術優(yōu)選八種味敏修飾劑傳感器，與217型飽和甘汞參比電極組建味覺傳感器陣列(tastesensora

5、rray)；引入傳感器敏感強度指數(sensitiveintensityindex，Si)和傳感器交互敏感系數(crosssensitivecoefficient，CiSi)來表征同一味覺傳感器對不同味覺的響應特征；采用陣列傳感器敏感強度指數(arrayedsensorsensitiveintensityindex，ASi)和陣列傳感器敏感分量(arrayedsensorsensitiveportion，Pa)來表征不同傳感器對相同味物

6、質的響應能力，分析味敏物質和味物質之間在PVC薄膜傳感器上的電位響應，并基于此解釋了不同味群味物質在味覺傳感器的響應特征，由此建立了味覺傳感器陣列的特征敏感矩陣的概念與方法；結合生物味感覺過程和上述實驗現象，引入了人工唾液概念，確立一種新傳感器檢測技術模式，以定性定量對味覺進行表達，最終篩選出一個由八個PVC薄膜修飾傳感器組成的味覺傳感器陣列組(8-PPP-TSA)，確立了該陣列的特征敏感矩陣。 第四章研究了新系統(tǒng)的實踐應用方法

7、。使用上述優(yōu)化后篩選出的味覺傳感器陣列(8-PPP-TSA)，通過電位法檢測調味品、軟飲料和固體飲料三個類別的商品，使用模式識別的聚類分析和主成分分析對上述的電位響應進行解析得到直觀圖表，達到對上述各組樣品的區(qū)分以及定量親緣關系。對于調味品，當相似度為5.0時，聚類分析可以得到鮮味、鮮-咸味和酸味的三個類群，在主成分二、三維得分圖上也得到了相同效果的區(qū)分；對于軟飲料樣品，相似度為8.0時也可以在聚類分析圖上得到酸-甜、咖啡味以及普通味的