模式识别在食品质量控制方面的应用进展

本文介绍了食品质量研究中常用的一些化学模式识别方法的基本原理,并介绍了模式识别结合红外、原子吸收、原子发射、气相色谱、液相色谱、质谱、电子鼻传感器等检测技术在食品质量控制中的应用.对化学计量学在食品质量控制中的应用前景作了展望.     

用于测定空气中甲醛的电子鼻

制作了可定量检测空气中甲醛的便携式电子鼻.该电子鼻由传感器阵列、信号调理电路、模式识别系统以及显示系统等4个部分组成,其中传感器阵列为4个半导体金属氧化物传感器.模式识别系统采用模糊神经网络算法.便携式甲醛电子鼻对甲醛气体响应专一,抗干扰能力强,且定量结果精确,可用于甲醛气体的现场检测.对于0.001～0.25mg/L浓度范围内的甲醛气体,电子鼻定量测报的正确率达到81.3%;对于干扰气体存在下的甲醛气体,未出现错误测报.     

气体传感器和电子鼻

通过实例介绍了气体传感器的原理及应用，并对以气体传感器为基础，模拟生物体嗅觉系统的智能型传感器———电子鼻，做了简单介绍。     

肠道微生物菌群成像标记策略及其应用的研究进展

哺乳动物肠道中的微生物菌群在维持宿主生理状态和病理改变中起着非常重要的作用,因此肠道微生物菌群的检测对宿主健康有着重要意义.传统的染色标记方法存在着特异性差、与活菌不相容、受其他影响因素多等问题,因此限制了对肠道微生物形态以及功能方面的深入研究.在众多的成像技术中,荧光成像技术可以显示肠道中共生菌、致病菌以及机会性致病菌的位置,还可以提供有关细菌活力、代谢交换以及宿主和微生物之间的免疫相互作用等信息,且荧光成像检测技术具有无创、对组织损伤小、特异性高、灵敏度高等优点,所以在肠道微生物检测中得到了广泛的应用.荧光成像技术在肠道微生物菌群成像研究方面发挥着重要作用,而性能优越的荧光标记探针是肠道微生物菌群荧光成像的关键因素.本篇综述主要总结了针对不同的肠道菌群而设计的标记策略,主要包括荧光探针和同位素探针,分别就代谢标记、非代谢标记以及代谢产物的特异性标记等方法进行了总结讨论,最后对该研究方向的发展前景进行了展望.     

应用电子鼻检测食源性致病菌的研究

建立了一种快速检测食源性致病菌的电子鼻方法,并利用电子鼻技术检测细菌培养液的挥发性代谢产物。首先,利用主成分分析法对所得样品信息进行区分,结果显示该技术能够很好区分不同培养时间的单增李斯特菌(L.monocytogenes),并表明在培养8h后该菌的挥发性代谢产物发生了显著性的变化。然后,利用偏最小二乘法分析了培养液中的单增李斯特菌数量与电子鼻信号的线性关系,线性范围在106~108CFU/mL之间,相关系数R2=0.9937。     

烃类混合气体的神经网络模型检测

八十年代末科学家模仿生物鼻研制一种传感器阵列与计算机模式识别的气体检测系统．传感器阵列相当于生物鼻的嗅觉细胞，计算机模式识别系统相当于嗅泡和大脑「‘］．传感器阵列对气体的响应是一个多维空间的响应模式，这种响应模式经过一定的数学处理后可以实现气体的种类识别或浓度检测［’－‘j．传感器的响应和混合气体浓度之间呈非线性关系，这一特性给定量检测多组分气体混合物造成很大的限制．应用人工神经元网络技术（ANN）可以克服这一缺陷，并使检测气体的选择性大大提高．本工作运用ANN中的反向传播（BP）算法识别由16个不同…     

人工智能味觉系统：概念、结构与方法

本文将传统的味觉传感器、人工味觉、电子舌等研究统一纳入人工智能味觉的框架中，提出了人工智能味觉的概念、结构及方法学问题。在传统分析科学中，非特异性感应是一个极力避免的现象，而交互感应传感器阵列则是将其作为基本出发点，设计构建成一个优化的组合，使得人工智能化学感受在技术上得以实现，交互感应理论和技术也因此成为其核心概念。作为一种仿生感觉技术，人工智能味觉系统是由交互感应电极及阵列、自学习专家数据库和智能模式识别三部分构成；电位法和伏安法是两类主要的传感方法；传感器材料包括贵金属及稀土金属、类脂/聚合物、硫属玻璃、导电聚合物以及其它如碳糊、酞菁、普鲁士蓝等；主成分分析和人工神经网络是智能识别过程中主要的模式识别工具。导电聚合物修饰电化学传感器和多技术联用分析方法目前已成为人工智能味觉系统研究的两个重要发展方向。     

应用电子鼻检测香烟质量的研究

电子鼻又称气味扫描仪,是80年代末90年代初出现的一项新颖仿生检测技术,它将电化学传感器检测、数模转换、计算技术、化学计量学及人工神经网络等现代高科技集中于一身,模仿生物感官-鼻子的功能,能鉴别和判断带有气味的各种样品,包括气体、液体和固体的物质.     

VOCs分子的半导体型传感器识别检测研究进展

具有体积小、功耗低、灵敏度高、硅工艺兼容性好等优点的金属氧化物半导体(MOS)气体传感器现已广泛地应用于军事、科研和国民经济的各个领域。然而MOS传感器的低选择性阻碍了其在物联网(IoT)时代的应用前景。为此,本文综述了解决MOS传感器选择性的研究进展,主要介绍了敏感材料性能提升、电子鼻和热调制三种改善MOS传感器选择性的技术方法,阐述了三种方法目前所存在的问题及其未来的发展趋势。同时,本文还对比介绍了机器嗅觉领域主流的主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)和神经网络(NN)模式识别/机器学习算法。最后,本综述展望了具有数据降维、特征提取和鲁棒性识别分类性能的卷积神经网络(CNN)深度学习算法在气体识别领域的应用前景。基于敏感材料性能的提升、多种调制手段与阵列技术的结合以及人工智能(AI)领域深度学习算法的最新进展,将会极大地增强非选择性MOS传感器的挥发性有机化合物(VOCs)分子识别能力。     

电子鼻在烟草行业中的研究与应用进展

电子鼻具有操作简便、样品前处理简单、分析速度快、样品适用范围广等特点,已成为烟草行业快速检测方法的热门手段之一。该文对电子鼻的工作原理和基于不同传感器类型的电子鼻进行了介绍,对电子鼻在烟草行业中的应用进行了综述,并对电子鼻的发展趋势进行了展望。     

基于功能化纳米材料的光化学阵列传感器

阵列传感器采用人工模拟嗅觉系统的传感模式,实现多点信息的同时获取,极大地提高了分析效率,在公共安全、环境监测、医学检测等领域具有广阔的应用前景。其中,光化学阵列传感器因灵敏度高、输出信号丰富等优点而备受关注。近年来,为了进一步提高阵列传感器的识别能力和灵敏度,功能化纳米材料被广泛应用于光化学阵列传感器以增加传感材料的种类和发展新的传感方法。本文按照使用的光谱检测技术不同,详细介绍了功能化纳米材料在荧光、比色、催化发光和多通道阵列传感器等4类光化学阵列传感器中的应用。     

分子印迹-仿生传感器的研究进展

分子印迹技术是制备具有选择性分子识别能力聚合物(分子印迹聚合物)的新兴化学合成技术。分子印迹聚合物的一个重要应用是在生物传感器中取代生物分子作为识别元件,研制耐受性强、低成本的分子印迹仿生传感器。综述了分子印迹技术的基本原理及其在仿生传感器方面的应用研究现状,并对分子印迹仿生传感器的发展前景进行了评述。引用文献24篇。     

基于1H-NMR的模式识别方法应用于异常黑胆质糖尿病患者的尿液代谢组学研究

探讨核磁共振氢谱结合模式识别方法应用于异常黑胆质糖尿病患者的尿液代谢组研究可行性。对32 例异常黑胆质糖尿病患者和29 例健康人尿液进行核磁共振氢谱检测,采用主成分分析(principal component analysis, PCA)、偏最小二乘法判别分析(partial least squares dis-criminant analysis, PLS-DA)、正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal to partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)进行模式识别分析,比较3种模式识别方法的判别能力。运用3种模式识别均可以对2组数据进行有效的区分,但OPLS-DA较PCA、P[1]LS-DA更加有效,不仅提高了模式识别方法的判断能力,可以清楚的判断两组中有差异的代谢物。基于核磁共振氢谱结合模式识别分析方法可以为异常黑胆质糖尿病代谢标志物的寻找提供理论依据。OPLS-DA的模式识别方法较其它2种方法更具优势,在揭示维医理论本质上有着广阔的应用前景。     

基于电化学传感器检测赭曲霉毒素A的研究进展

赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)是一种由赭曲霉、青霉菌等真菌产生的次级代谢产物,在自然界分布广泛,具有肝毒性、肾毒性、致癌、致突变作用。鉴于其危害的严重性和污染的广泛性,发展高灵敏度的OTA检测技术引起了研究者的广泛关注。该文阐述了近年来新型电化学传感技术在OTA 检测方面的发展及应用,全面综述了目前OTA电化学传感器的主要类型及其优缺点,并对其发展方向提出了展望,从而为基于OTA的电化学传感器的深入研究与应用提供了参考。     

蛋白质组学和代谢组学在微生物代谢工程中的应用

构建微生物细胞工厂是化学品、生物能源以及药物分子可持续生产的可行性策略。然而，微生物的代谢复杂、调控严谨，制约着目标产物高效合成。蛋白质组学和代谢组学可以从系统生物学角度分析酶和代谢物组分，从而理解复杂的生物系统，为微生物代谢工程改造提供重要线索。该文介绍了蛋白质组学和代谢组学在微生物代谢工程中的应用，包括基因组尺度代谢模型构建、菌株生物合成优化、指导菌株耐受性改造、限速步骤预测、植物次级代谢途径挖掘，从而为微生物合成天然产物提供新的基因或途径。在此基础上，该文还展望了生物大数据未来的发展方向。     

赭曲霉毒素A的电化学适体传感检测

赭曲霉毒素A （OTA）是一类主要由曲霉属和青霉属等真菌产生的小分子有毒次级代谢产物,广泛存在于食品、农产品和动物饲料中,具有强烈肝毒性、肾毒性、致畸和致突变等作用,亦是ⅡB类致癌物。鉴于OTA污染的普遍性和危害性,本文就目前OTA的常用检测方法进行概述和比较,重点阐述新型电化学适体传感技术在OTA检测方面的相关应用。全面综述了构型变换型、亲合型以及混合型OTA电化学适体传感器的原理、优缺点及最新研究进展,并对OTA电化学适体传感器的未来发展方向提出展望,为电化学适体传感器的深入研究与应用提供参考。     

仿生超浸润界面传感技术在生物分析中的应用

仿生超浸润界面材料是构建高灵敏度、高特异性生物传感器的一类新兴材料,广泛适用于环境监测、生物医药、食品分析等领域。本文介绍了4种典型的超浸润界面,包括超疏水界面、超亲水界面、超润滑界面以及图案化浸润性界面,总结了界面浸润性调控在电化学、荧光、可视化、表面增强拉曼和可穿戴检测器件等技术中的研究和最新进展,阐述了传感器构建机理和检测机制。最后,对仿生超浸润界面传感技术在生命分析应用中存在的问题和现存的挑战进行了总结和讨论。     

红树林真菌Penicillium sp．No．ZZF33发酵液化学成分的研究

海洋微生物是寻找药物先导化合物的一个新的源泉,人类已从海洋微生物的次级代谢产物中发现了许多有生物活性的结构新颖的化合物[1]。近几年,本研究组对来自南中国海红树林的海洋真菌的代谢产物进行了系统的研究,从中发现大量有生物活性的化合物,揭示了红树林真菌的巨大应用潜力     

适配体生物传感器在病原微生物检测中的应用

适配体是通过指数富集系统进化技术(SELEX)体外筛选得到的一类能够特异性地结合小分子物质、蛋白,甚至整个细胞的寡核苷酸序列.由于具有制备简便、易于修饰、稳定性好等特点,适配体已广泛应用于构建生物传感器,实现对病原微生物的识别和检测.本文在阐述适配体基本原理的基础之上,结合近年来病原微生物适配体研究领域的最新研究成果,综述以病原微生物为目标的适配体筛选技术的最新进展;列举目前已经筛选获得的病原微生物(原生生物、病毒、细菌)适配体;综述适配体生物传感器在病原微生物检测中的应用.并展望了适配体生物传感器在病原微生物检测领域的发展趋势.     

压电晶体微天平阵列传感器识别毒剂的研究

压电晶体微天平(QCM)阵列传感器在毒剂侦检领域具有广泛的应用前景。本研究建立了QCM阵列传感器毒剂检测系统,以氢键酸性共聚硅氧烷(BSP3)、聚表氯醇(PECH)和乙基纤维素(ECEL)为膜材料制备了对毒剂敏感的QCM阵列传感器,对沙林、芥子气、甲基膦酸二甲酯进行了定量检测,并结合模式识别方法对检测结果进行了分析处理,识别率达到98%以上,为探索QCM阵列传感器对毒剂的定性定量分析提供了方法依据。