電子鼻技術在中藥中的應用

傳統中藥品質的評價、篩選和鑒別，一直是以口嘗、眼觀、鼻嗅、耳聽、手觸等傳統感官評價為主要手段，但因為需要以人的基本感覺器官為基礎，也因此存在主觀性強、重復性差、易疲勞及不易量化等問題。近代出現的現代化分析手段——電化學、薄層、色譜和質譜等，在一定程度上彌補了這些不足，但也不足以替代感官別辨別，因這些方法關注的方面更加具體化、局限化、精密化，反而缺失了傳統感官評價全局性、整體性、模糊性的優點。因此，中藥學急需這兩種評價分析手段的結合來助力其發展。隨著科技的進步，人們逐漸正視大自然生物構造的精密與神奇，探索其工作原理并仿制的興趣愈發強烈，這一背景下仿生學應運而生，而通過模擬人體感官出現的一類仿生技術——人工智能感官技術，也于20世紀60年代開始嘗試并日趨成熟，因其整合了人工智能和現代分析手段等相關技術，故而兼有人類感覺器官和現代分析技術的雙重優勢，具有靈敏度高、可靠性強、重復性好、整體性等特點，擁有良好的應用前景和發展潛力。目前該技術在環境、食品、醫學、藥品、交通、農業等多個領域均有所涉及，且在新藥的研發，藥材的鑒定，制劑工藝的優選，經方的改良，藥品質量控制，配方的優選及開發等領域逐步得到應用。上海保圣CNose電子鼻技術近年來在中藥學領域中的應用。

上海保圣CNose電子鼻也稱人工嗅覺系統，是模擬動物嗅覺器官開發出的高科技產品，由多個具有不同性質的傳感器組合成傳感器陣列，根據傳感器陣列對一種氣味的響應構成了響應譜，以合適的模型識別分析方法對其進行處理。由于每種氣味都會有它的特定響應譜，當一種或多種氣味物質經過電子鼻時，該氣味物質的“氣味指紋"可被傳感器感知并經過特定的智能模式識別算法提取。利用不同氣味物質的不同“氣味指紋"信息，實現定性或定量分析不同的氣體樣本。電子鼻識別氣味的主要機制是在陣列中的每個傳感器對被測氣體均有不同的靈敏度，各氣體可在相應傳感器上產生高響應，而對其他傳感器產生低響應，所以整個傳感器陣列對不同氣體的響應圖譜是不同的。其工作過程可簡單歸納為：傳感器陣列－信號預處理－各種算法－計算機識別（氣體定性定量分析）。某些特定的氣味物質恰好可以表達樣品在不同產地、不同采收時間、不同加工條件以及不同存放環境等多變量影響下的綜合質量信息。保圣CNose電子鼻電子鼻由氣敏傳感器陣列、信號處理系統和模型識別三部分組成。電子鼻的優勢在于能較全面、完整地反映中藥材的整體氣味特征。

上海保圣CNose電子鼻技術客觀評價氣味，并把涉及到成分相互作用的內在信息翻譯成諸如不同氣味和質量之間的關聯，其檢測結果具有高度靈敏性，可靠性、重復性。這使得他們在客觀表達和控制中藥外觀信息氣味等方面表現出巨大的應用價值。同時在中藥材規范化種植、中藥鑒定、中藥炮制、中藥制劑生產等研究領域中有著廣闊的應用前景。雖然電子鼻技術已顯示出其廣泛的用途，但在實際應用中其對環境的要求很高，空氣中濕度、異味都會對其數據造成波動，儀器穩定性還需進一步提高。

總而言之，通過保圣CNose電子鼻建立中藥的氣味指紋圖譜，能實現氣味的客觀化表達，使氣味成為可以量化的指標。未來，通過將電子鼻數據與氣質數據的聯合分析，中藥“品與質"的內在關聯將詮釋，同時在結合模式識別方法后，氣味可以成為控制中藥質量的一個新的量化指標，為中藥的深入研究提供新的契機，從而提高中藥產業的整體水平，推動中藥現代化。