[发明专利]一种可视化味觉、嗅觉融合传感器的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种传感器的制作方法技术领域，特指一种可视化味觉、嗅觉融合传感器的制作方法。

背景技术

味觉、嗅觉传感器均具有检测快速、灵敏度高，检测结果误差小、重复性好等优点，在食品品质检测领域具有广阔的应用前景。味觉传感器即电子舌可以对样品溶液中微痕量的可溶性化学成分产生特征响应；相似地，嗅觉传感器即电子鼻可以对样品中微痕量的挥发性物质产生特征响应。大多数食品农产品的风味既涉及滋味信息又包含丰富的气味信息，与单一味觉传感器或嗅觉传感器相比，融合味觉、嗅觉传感器信息可以获得样品更为全面的特征信息，提高对食品农产品风味特性表征的契合度。

传统的味觉传感器阵列主要由膜电极、金属裸电极等构成，它们的缺陷主要在于传感器的制备工艺较复杂、且成本很高；传统的嗅觉传感器阵列主要由金属氧化物半导体构成，成本高，且测样时易受到环境湿度的影响。具有大π共轭环状结构和刚性平面结构的卟啉、金属卟啉类化学显色剂，可以通过氢键、轴向配位、范德华力、疏水性相互作用等分子间作用力与被测微痕量化学物质产生作用，使得显色剂分子构型发生变化，改变其光谱行为，宏观表现出颜色变化(即可视化)，通过对这种颜色变化的检测，便可以达到对被测物质进行检测的目的。此外，部分pH指示剂对体系中物质极性及酸碱性的微小变化非常敏感，并表现出颜色变化。因此，卟啉、金属卟啉、pH指示剂等化学显色剂可以作为敏感材料，研制低成本的味觉、嗅觉传感器。目前，已有采用卟啉、金属卟啉、pH指示剂等作为可视化敏感材料制作的味觉、嗅觉传感器阵列，并用于食品品质的多传感器技术融合检测的报道。然而，现有的研究均是通过分别制作可视化味觉、嗅觉传感器阵列，测样时，分别获取味觉、嗅觉可视化传感器信息，经数据融合后，构建预测模型，实现样品品质的检测分析。如《Food Chemistry》(食品化学)2014年第145卷第639–645页的Discrimination of Chinese green tea according to varieties and grade levels using artificial nose and tongue based on colorimetric sensor arrays(基于可视化传感器阵列的人工嗅觉和味觉对不同品种和等级的中国绿茶的区分)一文，采用卟啉及金属卟啉等化学显色剂分别构建了味觉、嗅觉可视化传感器阵列，经数据融合后结合化学计量学，实现了9种不同产地和等级绿茶的准确区分。通过分别构建味觉、嗅觉传感器阵列独立进行味觉、嗅觉信息采集，再进行特征信息融合实现对食品品质的检测分析。不仅耗时耗力，且成本较高。另外，中国发明专利(专利号ZL201410313571.0)，发明名称为：一种全固态可视化味觉传感器阵列的制造方法。该发明专利公开了一种采用ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)薄板、防水双面胶、亲水性混合纤维素酯作为基板材料，疏水性卟啉类化合物作为显色剂制作的味觉可视化传感器阵列。其特点在于制作的可视化味觉传感器阵列仅能够用于液态样品中微痕量化学物质即味觉信息的检测分析，难以反映样品挥发性微痕量化学物质信息。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提出一种可视化味觉、嗅觉融合传感器的制作方法，该融合传感器融合味觉、嗅觉传感器信息可同时采集味觉、嗅觉信息，获得样品更为全面的特征信息，提高对食品农产品风味特性表征的契合度。且成本低、检测速度快、检测精度高、检测范围宽。

本发明所述的一种可视化味觉、嗅觉融合传感器的制作方法，按照下述步骤进行：

(1)可视化敏感材料的选择：

味觉可视化敏感材料为对液体样品中微痕量化学物质具有颜色响应的疏水性自由基卟啉及金属卟啉；嗅觉可视化敏感材料为对样品中挥发性小分子具有颜色响应的自由基卟啉、金属卟啉和pH指示剂。

(2)溶剂的选择：

选择氯仿作为溶剂，将味觉、嗅觉可视化敏感材料配制成0.5-4mmol/L的溶液。

(3)传感器基板材料的选择：

选择亲水性混合纤维素酯微孔薄膜、疏水性聚偏氟乙烯微孔薄膜、疏水性ABS薄板、防水双面胶(丙烯酸类)作为传感器基板制作材料。

(4)传感器基板的制作：