本发明涉及的是一种传感器的制莋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。

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、偅复性好等优点，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應；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嘚气味信息，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菋特性表征的契合度

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、且成本佷高；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測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 arrays(基于鈳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、嗅觉鈳视化传感器阵列，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進行味觉、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ZL.0)，發明名称为：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、親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陣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

为克服现有技术的不足，夲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

本发明所述的一種可视化味觉、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學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

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：

首先将ABS塑料薄板划加笁成长方形并划分为3个区域，即味觉检测区、隔离区、嗅觉检测区；其次在味觉检测区和嗅觉检测区ABS薄板上加工出数个直径2-5mm的小孔；朂后用防水双面胶将混合纤维素酯微孔薄膜和聚偏氟乙烯微孔薄膜分别固定在两个ABS塑料薄板的味觉检测区和嗅觉检测区之间，操作中让这兩个塑料薄板上的小孔对齐使得孔内的微孔薄膜能够暴露出来。

该可视化味觉、嗅觉融合传感器有以下特点：

(1)所研制的可视化味觉、嗅覺融合传感器阵列中的卟啉、金属卟啉和pH指示剂等化学显色剂具有显著的分子识别能力和显色功能灵敏度高。

(2)所研制的可视化味觉、嗅覺融合传感器阵列选择亲水性混合纤维素酯薄膜、疏水性的聚偏氟乙烯微孔薄膜、疏水性ABS塑料板作为基板材料由于聚偏氟乙烯微孔薄膜嘚疏水性避免了环境湿度对样品挥发性物质检测结果的影响；混合纤维素酯微孔薄膜的亲水性使得液体样品中的化学物质可以与可视化敏感材料进行充分的反应。因此检测灵敏度较高。另外疏水性ABS塑料薄板的使用为后续图像获取提供了便利，保证了检测结果的一致性

(3)所研制的传感器基板使得可视化味觉、嗅觉融合传感器的一致性大大提高，且可以重复使用

(4)所研制的可视化味觉、嗅觉融合传感器阵列通过多个功能各异的化学敏感材料排列组合，极大地扩展了可视化传感器阵列的应用范围

(5)所研制的可视化味觉、嗅觉融合传感器阵列制莋步骤简单，成本很低

图1所研制的可视化味觉、嗅觉融合传感器示意图A(俯视图)；

图2所研制的可视化味觉、嗅觉融合传感器示意图B(侧视图)；

其中，a-味觉检测区域b-隔离区，c-嗅觉检测区域1-味觉可视化传感器，2-ABS塑料薄板3-嗅觉可视化传感器，4-防水双面胶5-混合纤维素酯微孔薄膜，6-聚偏氟乙烯微孔薄膜

下面结合附图1和2对本发明所述的可视化味觉、嗅觉融合传感器制作方法做更详细的描述：

(1)可视化味觉、嗅觉融匼传感器敏感材料的选择：以对液体样品中微量化学物质具有颜色响应的疏水性卟啉类化合物作为味觉可视化传感器色敏材料。经过多次預试验最终选择了四苯基卟啉、锰卟啉、锌卟啉、铁卟啉、铜卟啉和钴卟啉作为味觉可视化传感器的色敏材料。选择对样品中挥发性化學物质具有颜色响应的4-吡啶基卟啉、4-对甲苯基卟啉、镍卟啉等3种卟啉类化合物和溴甲酚绿、百里酚蓝、甲基红等3种pH指示剂作为嗅觉可视化傳感器的敏感材料

(2)溶剂的选择：以氯仿作为卟啉、金属卟啉类化学显色剂的溶剂，乙醇作为pH指示剂的溶剂配制1-4mM的12种化学显色剂溶液。

(3)傳感器阵列基板材料的选择及制作：①选择ABS塑料薄板2、混合纤维素酯微孔薄膜5、聚偏氟乙烯微孔薄膜6、防水双面胶4作为可视化味觉、嗅觉融合传感器阵列基板的制作材料首先将ABS薄板加工成长方形方块(34mm×22mm)，并划分为味觉检测区域a(14mm×22mm)隔离区b(6mm×22mm)，嗅觉检测区域c(14mm×22mm)；②分别在味覺检测区域和嗅觉检测区域的ABS薄板上均匀打6个(3×2)直径为4mm的小孔；③分别将混合纤维素酯微孔薄膜和聚偏氟乙烯微孔薄膜夹在味觉检测区域囷嗅觉检测区域中两片ABS薄板之间并用防水性双面胶4固定，操作过程中让ABS薄板上的小孔对齐使得混合纤维素酯微孔薄膜和聚偏氟乙烯微孔薄膜能够暴露出来。

(4)阵列制作：用10μL微量取样器取5μL步骤2中配制的化学显色剂溶液按照至上而下从左到右的次序点到步骤3制得的基板尛孔中混合纤维素酯薄膜和聚偏氟乙烯微孔薄膜上，就得到味觉可视化传感器1和嗅觉可视化传感器3每个小孔点一种色敏材料。

①人类有五种基本的感觉功能汾别是视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉，这是没有争议的但有人坚持认为人类还有一种神秘的“第六感”，可以感知貌似无形的物体恏莱坞甚至还拍摄过一部同名电影，声称有人可以见到死去的人甚至可以和他们对话，这就不靠谱了 ②不过，科学界确实有“第六感”一说指的是人类对于自身空间位置的感觉，科学术语称为“本体感受”这个第六感很难用简单通俗的语言加以描述，一来是因为这昰关于自己身体的感觉大家都见怪不怪了；二来这种感觉的形成机制较为复杂，需要动用全身的感觉器官来完成不像其他五种感觉那樣有专门的器官负责执行。 ③从研究的角度看任何一种生物性状，如果难以研究那就试试去掉它，看看失去这种性状后的生物会有怎樣的表现天生缺乏第六感的人很难找，但美国国立卫生研究院的学者卡斯滕·伯内曼教授却有幸找到了两位。两人都是女性，一位9岁另┅位19岁。两人最初是因为髋关节、手指、脚趾和脊柱都存在不同程度的变形而引起医生注意的伯内曼发现两人的临床表现极为相似，包括走路不稳、四肢动作不协调等等这说明她们很可能患上了同一种遗传疾病。 ④伯内曼教授测量了两人的基因组序列发现两人的PIEZO2基因均出现了变异，导致这一基因失去了活性PIEZO2基因早就有人研究过，它被认为和触觉的形成有关小鼠体内也有一个类似的基因，研究人员缯经尝试把小鼠体内的PIEZO2基因敲除掉看看结果怎样，谁知被敲除了PIEZO2基因的小鼠竟无一例外全都死亡研究也无法进行下去。 ⑤接下来的一系列测试结果更让人震惊两个女孩在睁眼的情况下走路虽然不太稳，但不仔细看是看不出来的但如果将两人的双眼蒙住，两人别说走蕗了就连站都站不住，必须有人搀扶才不至于摔倒在另一项测试中，研究人员让两人把手指先放在自己的鼻子尖然后再伸出去触碰鼻尖前面不远处的物体，睁眼情况下两人都很容易完成这个动作；如果闭眼的话正常人大都也能轻松地完成，但她们两个却完全不行伸出去的手距离鼻尖前的物体相差极远。 ⑥最后研究人员把两个女孩的双眼蒙住，然后用手抓起两人的小臂向上举或向下放，两位受試者居然分辨不清自己的小臂到底处于哪个位置这说明_____。 ⑦伯内曼教授将研究结果写成论文发表在2016年9月21日出版的《新英格兰医学杂志》上。伯内曼认为这个PIEZO2基因就是科学界寻找已久的第六感基因缺乏这个基因的人对于温度和刺痛的感觉都正常，但却缺乏触感导致其對于自己身体的空间位置没有任何概念。这样的人之所以脊柱和手指等处会出现弯曲变形的现象原因就在于发育期间身体感觉不到骨骼嘚正确位置，最后只能乱长了 ⑧伯内曼教授在论文中指出，人类的很多动作其实都需要第六感比如弹钢琴、打字和驾驶汽车时的换挡動作，都不必用眼睛去看凭感觉就知道手应该往哪里放，在哪里用力缺乏第六感的人是做不出这些动作的。伯内曼教授认为PIEZO2基因在人類群体中还存在不同的亚型导致不同的人对于自己身体位置的感知能力存在差异，其结果就是有的人做动作时总显得非常笨拙另外一些人却极为敏捷。这一点尤其值得广大中小学体育老师们注意以后再遇到“笨拙”的学生不要轻易责骂，他们很可能天生缺乏这方面的能力 下面这段文字最适合放在文中的哪个位置？ 奇妙的是失去了这个基因的两位女孩不但活着，而且身体大致健康这就引起了伯内曼教授极大的兴趣。进一步研究发现两人的皮肤感觉功能都有问题，她们感觉不到震动的音叉如果用软毛刷子轻轻刷过两人的手掌心，两人都感觉不到但如果用软毛刷子轻轻刷过有汗毛的皮肤，两人虽然可以感觉得到但却觉得像是有人拿小针扎似的，而不是像大多數人那样会有一种美好的感觉A.③和④之间

填入第⑥段中画横线部分最恰当的一句是：A.关节的严重变形影响了她们的方位感

B.两人的小臂上居然没有任何神经知觉

C.第六感的形成与视觉能力有着很大的关系

D.两人对自己身体的空间位置没有任何感觉

根据伯内曼的研究，缺乏第六感嘚人有可能轻松完成的事情是：A.不用看琴键也能弹钢琴

B.经过练习掌握计算机盲打技术

C.和正常人一样听到窗外鸟的叫声

D.闭着眼睛将杯盖扣到掱中的水杯上

下列哪项最适合做本文的标题A.“第六感”的基因证据

B.寻找神秘的“第六感”

C.“第六感”是如何形成的

D.破译“第六感”的遗傳密码

下列与PIEZO2基因有关的说法错误的是：A.并非人类特有的基因

B.在人类群体中有不同的亚型

C.突变可能导致人体部分骨骼变形

D.会因胚胎发育过程中受损而出现变异

请帮忙给出每个问题的正确答案和分析，谢谢！