[发明专利]一种甜味溶液检测装置及方法

权利要求书

1.一种甜味溶液检测方法，用于一种甜味溶液检测装置，包括计算机、相差显微镜、输液设备和用于放置味觉受体细胞的放置模块，所述放置模块包括玻片(1)，所述玻片(1)上表面设有用于放置味觉受体细胞的放置槽(2)，所述玻片(1)上表面两侧分别设有进液口(3)和出液口(4)，所述玻片(1)上表面还设有连通进液口(3)与放置槽(2)的第一导流槽(5)、连通出液口(4)与放置槽(2)的第二导流槽(6)，所述进液口(3)通过管路与输液设备连通，所述出液口(4)通过管路连接废液收集器，所述相差显微镜与计算机电连接；所述输液设备包括微量蠕动泵；所述第一导流槽(5)的轴线与第二导流槽(6)的轴线位于同一直线；所述第一导流槽(5)的轴线与第二导流槽(6)的轴线都穿过放置槽(2)的中心；其特征在于，包括以下步骤：

S1：微量蠕动泵将pbs缓冲液输送到放置槽内清洗味觉受体细胞，接着微量蠕动泵将待测甜味溶液输送到放置槽内的味觉受体细胞上进行刺激，相差显微镜采集味觉受体细胞的形态特征、颜色特征、纹理特征并输送到计算机，计算机计算出评价指标KC1、评价指标KC2；方法如下：

M1：相差显微镜提取味觉受体细胞的细胞面积A′、细胞周长PS、细胞偏心率ECR、细胞圆度RCR；

M2:相差显微镜提取味觉受体细胞的细胞像素值空间分布的均值MVS、标准差SDS、平滑度EVS、三阶矩TMS、一致性CSS、熵ENS；

M3：计算出细胞形态特征因子

计算出细胞颜色特征因子

计算出细胞纹理特征因子

M4：计算出评价指标KC1、评价指标KC2：

S2：重复执行步骤是S1N次，得到N个评价指标KC1、N个评价指标KC2；

S3：将N个评价指标KC1作为输入数据KC1(t)输入一层非线性动力学模型：

其中，V(x,t)为势函数，x(t)为布朗运动粒子运动轨迹函数，a、b、c为设定的常数，ξ(t)为激励噪声，D为激励噪声强度，为周期性正弦信号，A是信号幅度，f是信号频率，t为运动时间，为相位，设

计算V(x,t)对于x的一阶导数和二阶导数，并且使等式等于0，得到二层非线性动力学模型：

设定噪声强度D＝0，KC1(t)＝0；计算得到A的临界值为将A的临界值代入一层非线性动力学模型中，并设定x₀(t)＝0，sn₀＝0，采用四阶珑格库塔算法求解一层非线性动力学模型，得到：

并计算：

其中，x_n(t)为x(t)的第n阶导数，sn_n-1为S(t)的第n-1阶导数在t＝0处的值，sn_n+1为S(t)的第n+1阶导数在t＝0处的值，n＝1,2,…,N；可以得到x₁(t),x₂(t),…,x_n+1(t)的值；

对x₁(t),x₂(t),…,x_n+1(t)进行积分，得到x(t)，计算出x(t)的绝对值最大值x(t)_m，x(t)的均值

利用公式计算二阶非线性动力学模型输出的信噪比SNR，其中，△U＝3a³/20bc²，以激励噪声强度D为X轴，信噪比SNR为Y轴建立直角坐标系，画出信噪比SNR曲线，找出信噪比SNR曲线中特征峰的横坐标值x_e，并将横坐标值x_e与预先取得的各种甜味溶液对应的特征峰横坐标值范围比较，如果x_e位于哪种甜味溶液对应的特征峰横坐标值范围内，则待测甜味溶液即为相应的甜味溶液；

S4：将N个评价指标KC2取平均，得到平均值作为y′值代入对应甜味溶液的检测模型中y′＝hx′+k，h、k为常数，x′为溶液浓度，计算出待测甜味溶液的浓度。

2.根据权利要求1所述的一种甜味溶液检测方法，其特征在于，取得某一种甜味溶液的检测模型的方法包括以下步骤：

将g个不同浓度的某一种甜味溶液分别单独输送到味觉受体细胞上进行刺激，每次刺激味觉受体细胞得到相应的评价指标KC2，将甜味溶液浓度作为x轴，评价指标KC2作为y轴，建立直角坐标系，每个甜味溶液浓度及其对应评价指标KC2构成的点在直角坐标系中标出，线性拟合得到该甜味溶液的检测模型y′＝hx′+k。