[发明专利]用于猪肉含氮挥发物特异性检测的纳米仿生传感器及方法

权利要求书

1.用于猪肉含氮挥发物特异性检测的纳米仿生传感器，其特征在于，首先可控合成对猪肉贮藏过程中含氮挥发物特异性响应的6种纳米显色材料，该纳米显色材料分别是钙钛矿、茚三酮@二氧化钛、三氧化钨、尖晶石型NiCo₂O₄纳米花、Ce_0.94Zr_0.06O₂多孔纳米片和Au@RGOH网状纳米笼；选取硝酸纤维素作为柔性衬底薄膜，将6种纳米显色材料沉积于衬底薄膜表面构成一个3*2的传感器阵列；由柔性衬底薄膜及柔性衬底薄膜上的传感器阵列构建纳米仿生柔性平面式传感器。

2.根据权利要求1所述用于猪肉含氮挥发物特异性检测的纳米仿生传感器，其特征在于，所述Ce_0.94Zr_0.06O₂多孔纳米片，通过溶胶-水热法将Zr掺杂到CeO₂进行制备。与传统的CeO₂相比Zr的加入可以显著有效地阻止CeO₂微晶的快速生长，从而保持较小、更规则的晶体尺寸形态，因此提供了比CeO₂纳米结构更大的比表面积和更高的孔隙体积，从而有利于提高气敏性能和传感性能。

3.根据权利要求1所述用于猪肉含氮挥发物特异性检测的纳米仿生传感器，其特征在于，所述Au@RGOH网状纳米笼，通过一步水热合成法将金纳米颗粒(AuNRs)镶嵌到氧化石墨烯(GO)表面，然后经过水热处理形成3D多孔纳米网状结构制备而来，显著性增加了比表面积以及电子流密度，相较于普通的GO纳米片，AuNRs的加入特征性赋予了纳米显色材料的化学敏感效应以及独特的三维多孔结构。同时制备的溶液呈现凝胶状态，使得材料不受检测环境湿度的影响，具有局部温度调制等优异性能。

4.根据权利要求1所述用于猪肉含氮挥发物特异性检测的纳米仿生传感器，其特征在于，所述硝酸纤维素衬底薄膜，作为柔性平面式纸基界面，具有较好的扩散性以及吸附性，在纳米显色材料在毛细管的驱动下，快速负载在衬底薄膜表面，构建一个具有较好吸附与分离能力的显色反应界面，达到了集中效果，显色后斑点轮廓清晰、材料分散均匀、提高了信噪比。因造价低廉、操作简便等优势非常适合纳米特异性显色分析。

5.一种基于权利要求1所述用于猪肉含氮挥发物特异性检测的纳米仿生传感器的猪肉贮藏过程中含氮挥发物特异性检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取纳米仿生柔性平面式传感器上不同存放时间的猪肉样本反应前后RGB图像数据；

S2、对RGB图像数据进行特征信息提取，具体地，对RGB图像数据中的RGB差值信息数据进行划分，得到具有重叠区域的P个波长子区间，其中，P为大于0的正整数；对所述P个波长子区间进行压缩，得到w个波长子区间，其中，w为小于P的正整数；对w个波长子区间进行筛选，得到最优的波长子区间；根据最优的波长子区间得到最优的波长子集；将最优的波长子集作为特征信息；

S3、基于特征信息，构建猪肉含氮挥发物的定量评价模型。

6.根据权利要求5所述的一种猪肉贮藏过程中含氮挥发物特异性检测的方法，其特征在于，所述S2中对P个波长子区间进行压缩，得到ω个波长子区间的方法为：

1)对所述P个波长子区间进行采样，得到波长采样矩阵M，M是K×P形式的矩阵，其中，K为采样次数，P为从小到大依次排列的波长子区间个数，波长采样矩阵M中的值为某个波长子区间是否被采样选中，选中为“1”，未选中为“0”；

2)根据所述波长采样矩阵M，得到所述K个波长子区间的组合；

3)根据所述K个波长子区间的组合，建立K个波长子区间的组合各自对应的拟合结果；

4)根据所述K个拟合结果，得到所述K个拟合结果各自对应的第一评价参数；

5)在K个第一评价参数中从小到大选择σ*K个第一评价参数所对应的拟合结果，其中，σ为预设比例；

6)计算所述P个波长子区间在所述σ*K个拟合结果中出现的频率，得到所述P个波长子区间各自对应的频率；

7)在所述P个频率中删除频率低于阈值的波长子区间，得到ω个波长子区间，其中，ω为小于P的正整数。