[发明专利]基于生物混合系统的人体臭味检测与掩蔽效果评价方法

说明书

本发明公开了一种基于生物混合系统的人体臭味检测与掩蔽效果评价方法，本发明设计了离体和在体生物混合系统，通过生物混合系统记录嗅上皮组织对气味的电生理响应信号，提取电位变化特征建立其与气味信息的对应关系，通过比较臭味物质的响应模式与臭味香味混合物的响应模式，实现人体臭味检测与香味对臭味的抑制效果评价。本发明方法模拟了哺乳动物感知气味的神经机制和生理结构，利用仿生传感技术提取出嗅上皮对气味的响应信息并进行解码，既保留信号的真实性、生物性又实现了气味信息的客观、定量分析，具有感官评价的可比性和可靠性等特点。

技术领域

本发明涉及仿生传感技术领域，尤其涉及一种基于生物混合系统的人体臭味检测与掩蔽效果评价方法。

背景技术

自然环境中，人类感受到的气味信息一般包含了大量不同的气味分子。研究发现，混合气味的刺激强度要小于其单种成分刺激强度的总和，这个现象说明一种气味分子有可能抑制其他气味分子的响应。实际上，通过一种气味去抑制另外一种气味感知的现象被称为气味掩蔽。大量香味物质已经被用于掩蔽一些臭味物质，如人体臭味、腐烂食物气味、烟味等。

在生物嗅觉系统中，气味感知最早发生于鼻腔中的嗅上皮。嗅上皮含有大量嗅感觉神经元，每个嗅感觉神经元表达一种气味受体，气味分子与受体结合后，气味信息以动作电位的方式传递到嗅球。嗅球是进行气味信息传递和整合的一级中转站，气味信号在嗅球中修饰处理后，由僧帽/丛状细胞传出纤维传递到嗅皮层，在嗅皮层解码后形成不同的气味感知。研究发现，气味不仅可以激活嗅感觉神经元，同时也可以抑制嗅感觉神经元，其抑制的可能机制包括：抑制环化核苷酸门控阳离子通道，抑制钙离子激活的氯离子通道，以及气味之间的拮抗作用。这些结果证明了气味掩蔽作用在嗅上皮就已经发生。

人体臭味包括口臭、腋臭、脚臭等，由皮肤表面细菌通过分解汗液、皮肤细胞、腺分泌物产生。为了减弱或掩盖臭味，不同成分的香水或除臭剂被设计用于掩蔽人体臭味，其掩蔽效果由专业的调香师进行主观评估。实际上，气味掩蔽作用的本质是感知的变化，而不是气味的消失。目前用于检测气味的技术如气相色谱分析只能分析化学种类，而电子鼻技术虽然模拟了生物嗅觉系统，但其传感机制与生物系统完全不同，其分析结果不能与人体感知结果进行比对。因此，目前缺少一种既可以客观定量地评价香水物质对人体臭味的掩蔽效果，又可以极大地模拟人体嗅觉掩蔽过程，与人体感知结果进行有效比对的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于生物混合系统的人体臭味检测与掩蔽效果评价方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于生物混合系统的人体臭味检测与掩蔽效果评价方法，该方法包括以下步骤：

(1)通过基于离体嗅觉组织的生物混合系统或基于脑机交互技术的生物混合系统记录嗅上皮组织对气味的电生理响应信号；

(2)通过对电生理响应信号进行解码，实现人体臭味检测与掩蔽效果分析：不同位点的嗅上皮组织电生理响应信号由多个工作电极同步记录，通过分析全部通道的局部场电位LFP频率分布及某一频段内的平均能量，得到特定气味的响应向量；根据响应向量值的差异建立其与气味浓度的关系；根据不同气味刺激物之间响应向量的差异分析香水物质存在时对臭味物质的掩蔽效果，以此实现人体臭味检测与掩蔽效果评估。

进一步地，本发明构建一种基于离体嗅觉组织的生物混合系统，该系统以哺乳动物嗅上皮组织作为气味敏感元件，以微电极阵列芯片为二级换能器记录嗅上皮组织对气味的电生理响应信号；完整的嗅上皮组织贴附于芯片传感单元表面，与金电极接触，气味溶液加入至培养腔中，实时同步记录嗅上皮组织中不同位点的细胞胞外电位变化。