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

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

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。） 一般说来，在一般膳食情况下，24小时排出的溶质为47～65克，其中一半为尿素。四分之一为氯化钠，其余四分之

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80.2「SE4.1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(283[16」ppb,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)

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

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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： ①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。 ②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。 ③制备了丙酮气体，并调配成梯度浓度，为检测提供气体样本。 ④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

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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＞10cm 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 chromatograp hy-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24-48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(P＜0.0

5) 。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(10-9～

10-12mol/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：

http://www.eeworld.com.cn/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100%。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

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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:①优化的实验条件是:进样体积500μL,顶空温度80℃, 顶空时间20 min; ②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; ③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(HPLC-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Zor baxEclipseXDBC8150mm×4.6mm(5μm)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25°C, 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P CA ／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SUGENO 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 中国科学技术大学材料科学与工程系! 合肥 230026 中国科学技术大学材料科学与工程系! 合肥 230026

金属氧化物气敏材料研究

张明明

【摘要】：本文我们在前人工作的基础上，一方面对复合氧化物气敏材料β-CdSnO_3进行掺杂改性研究；另一方面通过对SnO_2基添加Co_3O_4，来提高对酒精和丙酮的气敏性能。 用共沉淀的方法，制备了β-CdSnO_3及其掺Sb 纳米粉。XRD 分析结果表明锑离子的掺杂固溶量范围为0≤x＜0.4。随着锑离子的掺入，不仅抑制了β-CdSnO_3的晶粒生长，减小了材料的粒径，而且导致了材料电阻的降低，气敏效应降低。为了提高掺杂后电阻的气敏特性，将电阻在氧气气氛中进行了处理，提高了电阻的气敏效应，使乙醇的灵敏度达到100左右，比不掺杂时还要高。将缺陷的变化同电导的改变联系起来，初步分析了锑的掺入导致电阻下降、灵敏度降低以及氧气氛处理后电导上升和灵敏度增加的深层次的原因。 通过沉淀，混合研磨的方法，我们置备了一系列的Co_3O_4-SnO_2样品。XRD 分析结果表明所有样品都只有Co_3O4和SnO_2相。随着Co_3O_4掺杂量的增加，Co_3O_4-SnO_2样品的电阻和对酒精和丙酮的灵敏度有了很大的提高，并达到最大值；而当量Co_3O_4量继续增加时，电阻和灵敏度又开始下降。恢复响应时间也有所提高。Co_3O_4掺杂提高对还原性气体灵敏度的机制与PdO 、Ag_2O掺杂的SnO_2气敏机制一致。

【关键词】：

【学位授予单位】：中国科学技术大学

微结构气敏传感器与电子鼻研究

李建平

【摘要】：微结构气敏传感器与电子鼻是近年来国际上传感技术领域的研究热点。微 结构气敏传感器是利用微电子、微机械加工和簿膜技术将加热测温电阻、测量 电极和敏感薄膜集成一体的新一代气敏元件，具有低功耗、易集成、易阵列化、 易智能化等优点。本文将有限元方法成功地应用于器件结构设计，并解决了多 项关键工艺问题，在国内首先研制出工作温度为30℃时功耗小于75mW 的膜 片型微结构气敏传感器。 本文根据膜片型微结构气敏传感器工作温度可以在室温和450℃之间快速 调制的优良热学性能，首次提出用微结构单元测量SnO_2。敏感薄膜在温度调制 方式下的电阻—温度图。从电阻－温度图可以区分对薄膜电阻起关键作用的热 激活和表面化学效应，这对于分析薄膜的气敏响应机理极为重要。 本文比较了三种SnO_2。薄膜制备方法，即(1）RGTO （液延生长热氧化）、（2） 室温直流溅射Sn 然后热氧化以及(3）Ar ：O_2(8：2）混合气氛下室温射频溅射SnO_2 然后退火。结果表明，方法（3）不仅与微结构单元工艺兼容而且用它制备的SnO_2 薄膜气敏特性好，是一种较理想的微结构气敏传感器敏感簿膜制备方法。 本文还详细研究了SnO_2。和SnO_2。基复合膜的电学与气敏响应特性，发现用 RGTO 方法制备的SnO_2。簿膜掺Pt 后对CO 有很好的响应特性和长期稳定性； SnO_2－Ag_2O薄膜对 H_2S气体选择性好、灵敏度高，其性能优于 SnO_了-Ag 和 SnO_了-CuO 薄膜。 由气敏传感器阵列与模式识别系统构成的智能化气体（味）识别仪器，因 在一定程度上与哺乳动物的嗅觉器官相仿而称之为电子鼻。本文在研制新型气 敏传感器的同时，也研究了电子鼻中SnO_2。气敏传感器阵列的数据采集、进样 控制、响应信号的预处理（特征提取）方法以及主分量分析PCA ）、

B-P 网 络模式识别技术；研制的电子鼻系统在实验系统的基础上不断改进，对白酒、 有机溶剂及汽油标号有很好的识别效果，向小型化和实用化迈进了一大步。

【关键词】：微结构气敏传感器 SnO_2薄膜 电阻－温度特性 气敏响应特性 电子鼻 模式识别

【学位授予单位】：中国科学院电子学研究所

【学位级别】：博士

【学位授予年份】：2000