味覺組織生物傳感器的構建與味覺評價分析.pdf

1、味覺是一種重要的生理感受，可以特異性識別和區(qū)分多種味覺物質，因此在醫(yī)學診斷、藥物分析、食品安全、和環(huán)境檢測等領域有著廣泛的應用潛力。多年來人們一直試圖模擬生物味覺功能，以發(fā)展出能夠對味覺物質進行傳感檢測的人工味覺系統(tǒng)。在味覺感受系統(tǒng)中，剝離的味覺上皮黏膜組織能夠很好的保持味覺感受單元-味蕾中固有的味覺受體細胞群落、感受單元，及其生物微環(huán)境，并能有效被味覺物質激活。本研究將完整的大鼠味覺上皮黏膜組織與微電極陣列（microelectrod

2、e arrays，MEA）芯片技術相結合，仿生設計出了一種新型的味覺組織生物傳感器系統(tǒng)，用于味覺感受的評價與分析。
　　 首先，本研究使用MATLAB軟件模擬味覺上皮黏膜組織中味覺受體細胞在味覺物質刺激下的電信號響應過程，以成味感受為代表，在理論上仿真構建成味感受電信號響應模型，重點仿真分析了單個味覺受體細胞在不同濃度氯化鈉（sodium chloride，NaCl）溶液刺激下的電信號響應，并進行了相應的實驗檢測與分析，從理論上

3、分析與驗證了味覺組織生物傳感器系統(tǒng)對味覺刺激信號檢測與記錄的有效性，并對成味感受機理與成味濃度評價進行了分析與研究;其次，在驗證組織生物傳感器系統(tǒng)有效性檢測與記錄的基礎上，利用MEA檢測系統(tǒng)，設計實驗方案，檢測并記錄了味覺上皮黏膜組織中味覺受體細胞群在酸味、成味、苦味、甜味和鮮味五種基本味覺物質刺激下的生物信號響應，并對實驗檢測到的響應信號進行了多種信號分析處理，進而提取有用信號用于味覺生物傳感器特性的研究，并探索了味覺受體細胞對五種基

4、本味覺的感受機制;然后，使用主成分分析（principal component analysis，PCA）的方法對五種基本味覺物質刺激下的長時程響應信號進行了聚類分析，研究了味覺組織生物傳感器對五種基本味覺的識別與分類作用;最后，在基本味覺識別的基礎上，為了進一步對特定味覺感受進行分析與評價，本研究使用味覺組織生物傳感器記錄了不同甜味物質刺激以及不同濃度甜味物質刺激下的生物味覺電信號響應，通過對照分析研究了味覺組織生物傳感器對單一味覺的

5、不同物質區(qū)分與濃度評價作用。
　　 味覺組織生物傳感器檢測到的味覺響應信號在空間與時頻特性上存在顯著差異，不同味覺物質刺激下的信號具有各自的發(fā)放模式。針對不同的味覺分析目的，文中采用仿真分析方法驗證了組織生物傳感器信號檢測的有效性，NaCl溶液刺激響應的濃度依賴性以及成味感受的雙通道機制;多通道分析方法能夠有效分析MEA多通道電極記錄信號之間的相互關系和區(qū)別，分析不同味覺物質刺激下激活的味覺受體細胞群，探索味覺上皮黏膜組織中味覺