電子鼻技術(shù)在中藥中的應(yīng)用

傳統(tǒng)中藥品質(zhì)的評(píng)價(jià)、篩選和鑒別，一直是以口嘗、眼觀、鼻嗅、耳聽、手觸等傳統(tǒng)感官評(píng)價(jià)為主要手段，但因?yàn)樾枰匀说幕靖杏X器官為基礎(chǔ)，也因此存在主觀性強(qiáng)、重復(fù)性差、易疲勞及不易量化等問題。近代出現(xiàn)的現(xiàn)代化分析手段——電化學(xué)、薄層、色譜和質(zhì)譜等，在一定程度上彌補(bǔ)了這些不足，但也不足以替代感官別辨別，因這些方法關(guān)注的方面更加具體化、局限化、精密化，反而缺失了傳統(tǒng)感官評(píng)價(jià)全局性、整體性、模糊性的優(yōu)點(diǎn)。因此，中藥學(xué)急需這兩種評(píng)價(jià)分析手段的結(jié)合來助力其發(fā)展。隨著科技的進(jìn)步，人們逐漸正視大自然生物構(gòu)造的精密與神奇，探索其工作原理并仿制的興趣愈發(fā)強(qiáng)烈，這一背景下仿生學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，而通過模擬人體感官出現(xiàn)的一類仿生技術(shù)——人工智能感官技術(shù)，也于20世紀(jì)60年代開始嘗試并日趨成熟，因其整合了人工智能和現(xiàn)代分析手段等相關(guān)技術(shù)，故而兼有人類感覺器官和現(xiàn)代分析技術(shù)的雙重優(yōu)勢(shì)，具有靈敏度高、可靠性強(qiáng)、重復(fù)性好、整體性等特點(diǎn)，擁有良好的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳霸摷夹g(shù)在環(huán)境、食品、醫(yī)學(xué)、藥品、交通、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域均有所涉及，且在新藥的研發(fā)，藥材的鑒定，制劑工藝的優(yōu)選，經(jīng)方的改良，藥品質(zhì)量控制，配方的優(yōu)選及開發(fā)等領(lǐng)域逐步得到應(yīng)用。上海保圣CNose電子鼻技術(shù)近年來在中藥學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

上海保圣CNose電子鼻也稱人工嗅覺系統(tǒng)，是模擬動(dòng)物嗅覺器官開發(fā)出的高科技產(chǎn)品，由多個(gè)具有不同性質(zhì)的傳感器組合成傳感器陣列，根據(jù)傳感器陣列對(duì)一種氣味的響應(yīng)構(gòu)成了響應(yīng)譜，以合適的模型識(shí)別分析方法對(duì)其進(jìn)行處理。由于每種氣味都會(huì)有它的特定響應(yīng)譜，當(dāng)一種或多種氣味物質(zhì)經(jīng)過電子鼻時(shí)，該氣味物質(zhì)的“氣味指紋"可被傳感器感知并經(jīng)過特定的智能模式識(shí)別算法提取。利用不同氣味物質(zhì)的不同“氣味指紋"信息，實(shí)現(xiàn)定性或定量分析不同的氣體樣本。電子鼻識(shí)別氣味的主要機(jī)制是在陣列中的每個(gè)傳感器對(duì)被測(cè)氣體均有不同的靈敏度，各氣體可在相應(yīng)傳感器上產(chǎn)生高響應(yīng)，而對(duì)其他傳感器產(chǎn)生低響應(yīng)，所以整個(gè)傳感器陣列對(duì)不同氣體的響應(yīng)圖譜是不同的。其工作過程可簡(jiǎn)單歸納為：傳感器陣列－信號(hào)預(yù)處理－各種算法－計(jì)算機(jī)識(shí)別（氣體定性定量分析）。某些特定的氣味物質(zhì)恰好可以表達(dá)樣品在不同產(chǎn)地、不同采收時(shí)間、不同加工條件以及不同存放環(huán)境等多變量影響下的綜合質(zhì)量信息。保圣CNose電子鼻電子鼻由氣敏傳感器陣列、信號(hào)處理系統(tǒng)和模型識(shí)別三部分組成。電子鼻的優(yōu)勢(shì)在于能較全面、完整地反映中藥材的整體氣味特征。

上海保圣CNose電子鼻技術(shù)客觀評(píng)價(jià)氣味，并把涉及到成分相互作用的內(nèi)在信息翻譯成諸如不同氣味和質(zhì)量之間的關(guān)聯(lián)，其檢測(cè)結(jié)果具有高度靈敏性，可靠性、重復(fù)性。這使得他們?cè)诳陀^表達(dá)和控制中藥外觀信息氣味等方面表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)在中藥材規(guī)范化種植、中藥鑒定、中藥炮制、中藥制劑生產(chǎn)等研究領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景。雖然電子鼻技術(shù)已顯示出其廣泛的用途，但在實(shí)際應(yīng)用中其對(duì)環(huán)境的要求很高，空氣中濕度、異味都會(huì)對(duì)其數(shù)據(jù)造成波動(dòng)，儀器穩(wěn)定性還需進(jìn)一步提高。

總而言之，通過保圣CNose電子鼻建立中藥的氣味指紋圖譜，能實(shí)現(xiàn)氣味的客觀化表達(dá)，使氣味成為可以量化的指標(biāo)。未來，通過將電子鼻數(shù)據(jù)與氣質(zhì)數(shù)據(jù)的聯(lián)合分析，中藥“品與質(zhì)"的內(nèi)在關(guān)聯(lián)將詮釋，同時(shí)在結(jié)合模式識(shí)別方法后，氣味可以成為控制中藥質(zhì)量的一個(gè)新的量化指標(biāo)，為中藥的深入研究提供新的契機(jī)，從而提高中藥產(chǎn)業(yè)的整體水平，推動(dòng)中藥現(xiàn)代化。