高灵敏和高特异性生物嗅觉传感系统研究

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高灵敏和高特异性生物嗅觉传感系统研究

庄柳静, 郭添添, 胡宁, 许科帝, 郑筱祥, 王平

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庄柳静, 郭添添, 胡宁, 许科帝, 郑筱祥, 王平. 高灵敏和高特异性生物嗅觉传感系统研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(6): 939-942. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.025

引用本文:

庄柳静, 郭添添, 胡宁, 许科帝, 郑筱祥, 王平. 高灵敏和高特异性生物嗅觉传感系统研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(6): 939-942. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.025

ZHUANG Liu-jing, GUO Tian-tian, HU Ning, XU Ke-di, ZHENG Xiao-xiang, WANG Ping. A Study of Olfactory Biosensing System High-Sensitive and Specific[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(6): 939-942. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.025

Citation:

ZHUANG Liu-jing, GUO Tian-tian, HU Ning, XU Ke-di, ZHENG Xiao-xiang, WANG Ping. A Study of Olfactory Biosensing System High-Sensitive and Specific[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(6): 939-942. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.025

高灵敏和高特异性生物嗅觉传感系统研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.025

1.
浙江大学生物医学工程教育部重点实验室杭州 310027;
2.
浙江大学求是高等研究院杭州 310027

基金项目:

国家自然科学基金(81027003);国家973项目(2009CB320303)

作者简介:
庄柳静(1989-),女,博士生,主要从事动物嗅觉神经电生理、生物传感器等方面的研究.

中图分类号: Q424

A Study of Olfactory Biosensing System High-Sensitive and Specific

1.
Key Laboratory for Biomedical Engineering of Education Ministry,Zhejiang University Hangzhou 310027;
2.
Qiushi Academy for Advanced Studies,Zhejiang University Hangzhou 310027

摘要: 利用微电极植入技术,提出了一种新型的生物嗅觉传感系统,将多通道植入式微电极包埋于大鼠嗅球中,提取出嗅球神经元的气味响应信息。通过分析神经元响应活动从而进行气味检测与区分,发现该系统能够长期稳定地用于气味检测,且灵敏度达到10-10 mol/L。在单分子气味或自然气味检测中,该系统都具有很高的特异性。因此,该系统在实际气味检测(如肺癌呼出气体标志物检测、食品新鲜度检测、爆炸物搜索等)领域具有广泛的应用前景。
- 植入式电极 /
- 生物嗅觉传感系统 /
- 哺乳动物 /
- 气体检测 /
- 嗅球
Abstract: Mammalian olfactory system can accurately identify odorants with high specificity and sensitivity. Taking advantage of multiple microelectrode implant technology, we developed a novel in vivo biosensing system for odor detection. The odorant information from conscious rats' olfactory bulb (OB) is extracted by using microelectrode array. High-quality mitral/tufted (M/T) cell activity evoked by odorants could be obtained for at least three weeks. The responses of M/T cell carry sufficient information to discriminate presented odorants. In addition, we found the concentration detection limit of rat is below 10-10 mol/L for carvone. These results demonstrate that in vivo biosensing system has the characteristics of high sensitivity, continuous recording, and specificity, which presents a promising platform for specific trace odorant detection in many fields.
- implanted microelectrode /
- in vivo biosensing system /
- mammal /
- odor detection /
- olfactory bulb

[1]	易诗, 陈鑫凯, 宋瑞源, 常锦鹏, 周卓勋. 适用于智能球机的高鲁棒性侵入跟踪方法 . 电子科技大学学报, 2019, 48(5): 754-758. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2019.05.015
[2]	高永慧, 郭秋程, 孙帅, 汤茜, 姜文龙, 郭小辉. 基于球曲面极板的电容式触觉传感器研究 . 电子科技大学学报, 2019, 48(6): 954-960. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2019.06.022
[3]	谢光忠, 王斯, 谢法彪, 苏元捷. 自供能气体传感器研究进展 . 电子科技大学学报, 2018, 47(1): 139-146. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2018.01.021
[4]	张晋芳, 陈后金, 张利达. 投射式电容触摸屏高精度驱动与检测方法 . 电子科技大学学报, 2016, 45(5): 763-766. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.05.009
[5]	谢光忠, 吴寸雪, 蒋亚东, 太惠玲, 苏元捷, 杜晓松. 有机薄膜晶体管气体传感器的研究进展 . 电子科技大学学报, 2016, 45(4): 664-673. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.04.019
[6]	董琪, 秦臻, 胡靓, 庄柳静, 张斌, 王平. 基于脑-机接口和嗅觉解码的仿生气味识别系统 . 电子科技大学学报, 2015, 44(5): 795-799. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.05.026
[7]	陈立伟, 杨建华, 孙亮, SHI Mi-mi. 基于分布式传感器阵列的静态气体源定位方法 . 电子科技大学学报, 2014, 43(2): 212-215.
[8]	胡学海, 王厚军, 黄建国. 分布式目标检测融合决策优化算法 . 电子科技大学学报, 2013, 42(3): 375-379. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.011
[9]	邓凯, 唐友喜. 分布式V-BLAST OFDM中存在多个频偏时的信号检测 . 电子科技大学学报, 2010, 39(4): 513-516. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.008
[10]	周良臣, 杨建宇, 唐斌, 王建国, 李江源. 未知参数多项式相位信号的最优检测及性能 . 电子科技大学学报, 2008, 37(4): 545-548.
[11]	段晓勇, 彭仕政, 李龙武, 张玉强, 卫高峰, 刘晓春. 时谐偶极子在介质球头模型中的电位分布 . 电子科技大学学报, 2008, 37(1): 134-137.
[12]	张世峰, 张绍德. 电弧炉电极系统双模控制策略研究及应用 . 电子科技大学学报, 2008, 37(1): 145-147.
[13]	左朝树, 刘心松, 邱元杰, 陈小辉, 李可. 一种分布式并行服务器节点故障检测算法 . 电子科技大学学报, 2007, 36(1): 119-121,125.
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[18]	龚俊杰, 周建华, 周晓军, 邱琪, 白晓明. 分布式光纤温度传感器 . 电子科技大学学报, 2003, 32(3): 328-330.
[19]	陈霖. 分布式入侵检测系统的设计 . 电子科技大学学报, 2002, 31(2): 188-191.
[20]	刘华, 胡渝, 刘盛纲. 初级球差激光扫描系统的设计分析 . 电子科技大学学报, 1998, 27(5): 487-490.

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高灵敏和高特异性生物嗅觉传感系统研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.025

1. 浙江大学生物医学工程教育部重点实验室杭州 310027;

2. 浙江大学求是高等研究院杭州 310027

基金项目:

国家自然科学基金(81027003);国家973项目(2009CB320303)

作者简介:
庄柳静(1989-),女,博士生,主要从事动物嗅觉神经电生理、生物传感器等方面的研究.

收稿日期: 2013-12-10
修回日期: 2014-09-23
刊出日期: 2014-12-15

中图分类号: Q424

关键词:

摘要: 利用微电极植入技术,提出了一种新型的生物嗅觉传感系统,将多通道植入式微电极包埋于大鼠嗅球中,提取出嗅球神经元的气味响应信息。通过分析神经元响应活动从而进行气味检测与区分,发现该系统能够长期稳定地用于气味检测,且灵敏度达到10-10 mol/L。在单分子气味或自然气味检测中,该系统都具有很高的特异性。因此,该系统在实际气味检测(如肺癌呼出气体标志物检测、食品新鲜度检测、爆炸物搜索等)领域具有广泛的应用前景。

English Abstract

庄柳静, 郭添添, 胡宁, 许科帝, 郑筱祥, 王平. 高灵敏和高特异性生物嗅觉传感系统研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(6): 939-942. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.025

引用本文:

庄柳静, 郭添添, 胡宁, 许科帝, 郑筱祥, 王平. 高灵敏和高特异性生物嗅觉传感系统研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(6): 939-942. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.025

ZHUANG Liu-jing, GUO Tian-tian, HU Ning, XU Ke-di, ZHENG Xiao-xiang, WANG Ping. A Study of Olfactory Biosensing System High-Sensitive and Specific[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(6): 939-942. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.025

Citation:

ZHUANG Liu-jing, GUO Tian-tian, HU Ning, XU Ke-di, ZHENG Xiao-xiang, WANG Ping. A Study of Olfactory Biosensing System High-Sensitive and Specific[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(6): 939-942. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.025

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