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电子鼻技术在中药中的应用

点击次数:250 更新时间:2023-12-22

传统中药品质的评价、筛选和鉴别,一直是以口尝、眼观、鼻嗅、耳听、手触等传统感官评价为主要手段,但因为需要以人的基本感觉器官为基础,也因此存在主观性强、重复性差、易疲劳及不易量化等问题。近代出现的现代化分析手段——电化学、薄层、色谱和质谱等,在一定程度上弥补了这些不足,但也不足以替代感官别辨别,因这些方法关注的方面更加具体化、局限化、精密化,反而缺失了传统感官评价全局性、整体性、模糊性的优点。因此,中药学急需这两种评价分析手段的结合来助力其发展。随着科技的进步,人们逐渐正视大自然生物构造的精密与神奇,探索其工作原理并仿制的兴趣愈发强烈,这一背景下仿生学应运而生,而通过模拟人体感官出现的一类仿生技术——人工智能感官技术,也于20世纪60年代开始尝试并日趋成熟,因其整合了人工智能和现代分析手段等相关技术,故而兼有人类感觉器官和现代分析技术的双重优势,具有灵敏度高、可靠性强、重复性好、整体性等特点,拥有良好的应用前景和发展潜力。目前该技术在环境、食品、医学、药品、交通、农业等多个领域均有所涉及,且在新药的研发,药材的鉴定,制剂工艺的优选,经方的改良,药品质量控制,配方的优选及开发等领域逐步得到应用。上海保圣CNose电子鼻技术近年来在中药学领域中的应用。

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上海保圣CNose电子鼻也称人工嗅觉系统,是模拟动物嗅觉器官开发出的高科技产品,由多个具有不同性质的传感器组合成传感器阵列,根据传感器阵列对一种气味的响应构成了响应谱,以合适的模型识别分析方法对其进行处理。由于每种气味都会有它的特定响应谱,当一种或多种气味物质经过电子鼻时,该气味物质的“气味指纹"可被传感器感知并经过特定的智能模式识别算法提取。利用不同气味物质的不同“气味指纹"信息,实现定性或定量分析不同的气体样本。电子鼻识别气味的主要机制是在阵列中的每个传感器对被测气体均有不同的灵敏度,各气体可在相应传感器上产生高响应,而对其他传感器产生低响应,所以整个传感器阵列对不同气体的响应图谱是不同的。其工作过程可简单归纳为:传感器阵列-信号预处理-各种算法-计算机识别(气体定性定量分析)。某些特定的气味物质恰好可以表达样品在不同产地、不同采收时间、不同加工条件以及不同存放环境等多变量影响下的综合质量信息。保圣CNose电子鼻电子鼻由气敏传感器阵列、信号处理系统和模型识别三部分组成。电子鼻的优势在于能较全面、完整地反映中药材的整体气味特征。


上海保圣CNose电子鼻技术客观评价气味,并把涉及到成分相互作用的内在信息翻译成诸如不同气味和质量之间的关联,其检测结果具有高度灵敏性,可靠性、重复性。这使得他们在客观表达和控制中药外观信息气味等方面表现出巨大的应用价值。同时在中药材规范化种植、中药鉴定、中药炮制、中药制剂生产等研究领域中有着广阔的应用前景。虽然电子鼻技术已显示出其广泛的用途,但在实际应用中其对环境的要求很高,空气中湿度、异味都会对其数据造成波动,仪器稳定性还需进一步提高。


总而言之,通过保圣CNose电子鼻建立中药的气味指纹图谱,能实现气味的客观化表达,使气味成为可以量化的指标。未来,通过将电子鼻数据与气质数据的联合分析,中药“品与质"的内在关联将诠释,同时在结合模式识别方法后,气味可以成为控制中药质量的一个新的量化指标,为中药的深入研究提供新的契机,从而提高中药产业的整体水平,推动中药现代化。

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