CN109613101B - 一种用于麻味检测的电化学检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于麻味检测的电化学检测器，包括传感器底托和流通池顶盖，其特征在于，所述传感器底托包括传输线、信号转换器、传感器阵列、流通池下托和螺丝组成；所述流通池顶盖由流通池上盖、螺丝组装口、样品流入口、样品流出口组成。该电化学检测器采用倒置式一体化检测和流体清洗的技术手段，克服了现有技术中对于麻味物质电化学检测存在的由于样品易残留、传感器清洗不到位等问题引起的检测效果差的缺点，提高了检测精确度和重复检测稳定性。

Description

一种用于麻味检测的电化学检测器
技术领域
本发明涉及一种用于麻味检测的电化学检测器。
背景技术
花椒是一种重要的经济和药用植物，花椒果皮是香精和香料的原料，种子是优良的木本油料，油饼可用作肥料或饲料，叶可代果做调料、食用或制作椒茶；同时花椒也是干旱半干旱山区重要的水土保持树种。中医认为花椒：主风邪气，温中，除寒痹，坚齿发，明目。主邪气咳逆，温中，逐骨节皮肤死肌，寒湿痹痛，下气。正是因为花椒的重要意义，在中国都有广泛的种植：分布于北起东北南部，南至五岭北坡，东南至江苏、浙江沿海地带，西南至西藏东南部。
因此，对于花椒的品质控制和品种区分成为了花椒评价的一个重要部分。而在这个评价部分中，花椒的麻味检测是一个重要的检测指标。就目前而言，对花椒麻味的检测主要有两种方法：第一种方法是采用人工感官品评的方式进行检测评价，该方法虽然比较直观，灵活性较强，但是人力成本较大，耗时较长，且结果会因为感官品评员的状态而发生变化，重复检测准确性不高；第二种方法是采用气液相色谱及质谱的方式进行检测和评价，该方法虽然检测结果较为精确，但是耗时较长，对测试人员的专业技术要求较高。
近几年来，电化学分析技术由于制样简单、操作方便、检测耗时少、数据分析拟人化等优点逐渐被研究应用于味觉检测，包括甜味、咸味和鲜味等。然而，对于麻味的电化学检测并不多见，主要原因有以下两点：(1)麻味物质的化学结构和异构较多，想要找到合适的特异性电化学传感器进行检测难以实现，从而导致检测精确性不高；(2)由于麻味物质吸附性较强，很容易残留，使得目前采用的正向垂直式传感器更是难以清洗，进而进一步导致不同样品之间的检测干扰较大，最终导致检测精确性不高。
发明内容
为了克服上述的缺陷与弊端，本发明提供了一种用于麻味检测的电化学检测器，该电化学检测器采用倒置式一体化流体检测和流体清洗的技术手段，克服了现有技术中对于麻味物质电化学检测存在的由于样品易残留、传感器清洗不到位等问题引起的检测效果差的缺点，提高了检测精确度和重复检测稳定性。
一种用于麻味检测的电化学检测器，包括传感器底托和流通池顶盖组成；传感器底托包括传输线、信号转换器、传感器阵列、流通池下托和螺丝组成；流通池顶盖由流通池上盖、螺丝组装口、样品流入口、样品流出口组成。
传感器底托中：传输线与信号转化器一端相连；信号转换器另一端通过电线与传感器阵列底部相连；传感器阵列顶部从中心位置穿过流通池底托的底部且传感器阵列顶部高出流通池底托的顶部5-10毫米；四根螺丝从流通池底托的底部穿过流通池底托。
流通池顶盖中：流通池上盖上包含四个螺丝组装口；样品流入口位于流通池上盖的顶部中心位置；样品流出口位于流通池上盖的侧面位置；样品流入口和样品流出口可以与导管相连接，且能够实时关闭和打开。
传感器阵列由工作电极、对电极和参比电极组成；所述工作电极为惰性金属电极和氨基碳电极中的一种或两种；所述对电极和参比电极为铂电极。
麻味检测的电化学检测器在使用时包括以下几个步骤：
步骤1、根据麻味物质样品，选择传感器阵列；
步骤2、将传感器底托和流通池顶盖合上，拧紧四根螺丝；
步骤3、将传输线与电化学检测仪相连接，选择检测方法，设定检测参数；
步骤4、打开样品流入口和样品流出口，将待测样品经样品流入口灌入流通池内部并经由样品流出口排出流通池，循环流动1分钟后关闭样品流出口，继续待测样品经样品流入口灌满流通池内部后，关闭样品流入口；
步骤5、传感器阵列对待测样品进行电化学检测，检测信号经由信号转换器传输至电脑；
步骤6、电化学检测完毕后，打开样品流入口和样品流出口，排出待测样品，将清洗液经样品流入口灌入流通池内部并经由样品流出口排出流通池，循环流动清洗1分钟；
步骤7、循环流动清洗完毕后，打开样品流入口，关闭样品流出口，将清洗液经样品流入口灌满流通池内部后，关闭样品流入口；
步骤8、利用清洗液对传感器阵列进行电化学清洗；
步骤9、电化学清洗完毕后，打开样品流入口和样品流出口，排出清洗液。
本发明技术方案具有以下优点：
(1)相比于现有技术中的正向垂直式传感器检测，本发明技术方案采用倒置式检测，让传感器阵列更加容易接触待测样品和清洗液，检测和清洗效果更好，提高检测精确度和重复检测稳定性；
(2)相比于现有技术中的静态清洗，本发明技术方案先采用清洗液循环流体式清洗，再通过电化学方式进行清洗，有效降低了麻味物质的残留性，从而减少样品之间的检测干扰性，提高检测精确度和重复检测稳定性；
(3)本发明技术方案采用一体化设计，即集信号转换器、传感器阵列和样品流通池于一体，高度集成化，使用便捷，适用范围广。
为进一步说明本发明的结构特点和作用，以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1是本发明一种用于麻味检测的电化学检测器的结构示意图。
图2是图1所示电化学检测器的传感器底托的结构示意图。
图3是图1所示电化学检测器的流通池顶盖的结构示意图。
图4是检测结果图。其中a是具体实施例2中采用现有技术中电化学传感器的检测结果图；b是具体实施例2中采用本发明用于麻味检测的电化学检测器的检测结果图。
其中，1—传感器底托，11—传输线，12—信号转换器，13—传感器阵列，14—流通池下托，15—螺丝；2—流通池顶盖，21—流通池上盖，22—螺丝组装口，23—样品流入口，24—样品流出口。
具体实施方式
实施例1
如图1-图2所示，本发明的用于麻味检测的电化学检测器，包括传感器底托1和流通池顶盖2。
传感器底托1的传输线11与信号转化器12一端相连；信号转换器12另一端通过电线与传感器阵列13底部相连；传感器阵列13顶部从中心位置穿过流通池底托14的底部且传感器阵列13顶部高出流通池底托14的顶部5-10毫米；四根螺丝15从流通池底托的底部穿过流通池底托14。传感器阵列13由工作电极、对电极和参比电极组成；工作电极为惰性金属电极和氨基碳电极中的一种或两种；对电极和参比电极为铂电极。
流通池顶盖2中的流通池上盖21上包含四个22螺丝组装口；样品流入口23位于流通池上盖22的顶部中心位置；样品流出口24位于流通池上盖21的侧面位置；样品流入口23和样品流出口24可以与导管相连接，且能够实时关闭和打开。待测样品和清洗液通过样品流入口23进入流通池内部，通过样品流出口24排出流通池。
实施例2
为更好对比本发明技术方案的优点，本实施例中将选择3种不同产地的花椒麻味物质作为待测样品并记为样品1、样品2和样品3；同时，本实施例中将采用一种现有技术中的电化学传感器同时对上述待测样品进行检测，以对比检测效果。
步骤1、选择氨基碳电极作为工作电极，铂电极作为对电极和参比电极，构成传感器阵列；
步骤2、将传感器底托和流通池顶盖合上，拧紧四根螺丝；
步骤3、将传输线与电化学检测仪连接，选择检测方法，设定检测参数；
步骤4、打开样品流入口和样品流出口，将待测样品1经样品流入口灌入流通池内部并经由样品流出口排出流通池，循环流动1分钟后关闭样品流出口，继续待测样品1经样品流入口灌满流通池内部后，关闭样品流入口；
步骤5、传感器阵列对样品1进行电化学检测，检测信号经由信号转换器传输至电脑；
步骤6、电化学检测完毕后，打开样品流入口和样品流出口，排出样品1，将清洗液经样品流入口灌入流通池内部并经由样品流出口排出流通池，循环流动清洗1分钟；
步骤7、循环流动清洗完毕后，打开样品流入口，关闭样品流出口，将清洗液经样品流入口灌满流通池内部后，关闭样品流入口；
步骤8、利用清洗液对传感器阵列进行电化学清洗；
步骤9、电化学清洗完毕后，打开样品流入口和样品流出口，排出清洗液；
步骤10、重复步骤4-9，完成样品2和样品3的检测；
步骤11、采用现有技术中的电化学传感器作为检测器，采用静态清洗方法，采用步骤3中相同的电化学检测仪、检测方法和检测参数对样品1、样品2和样品3进行检测；
步骤12、采用主成分分析法对现有技术电化学传感器检测所得数据和本发明技术方案的电化学传感器检测所得数据分别进行分析，结果如图4所示。
图4a是采用现有技术中电化学传感器的检测结果图，图4b是本发明技术方案中的用于麻味检测的电化学检测器的检测结果图。对比两幅图可以看到：图4a的DI值为-10.37，三种样品区域有所重叠，传感器无法良好地区分三种样品，说明检测精确度不高；图4b的DI值为95.91，三种样品区域无重叠，传感器能够良好地区分三种样品，说明检测精确度较高。
上述检测结果说明，相比于现有技术手段，本发明技术方案提供的电化学检测器提高了麻味物质的检测精确性，提高了检测分析的精度。
实施例3
步骤1、选择氨基碳电极和铂电极作为工作电极，铂电极作为对电极和参比电极，构成传感器阵列；
步骤2、将传感器底托和流通池顶盖合上，拧紧四根螺丝；
步骤3、将传输线与电化学检测仪连接，选择检测方法，设定检测参数；
步骤4、打开样品流入口和样品流出口，将待测样品1经样品流入口灌入流通池内部并经由样品流出口排出流通池，循环流动1分钟后关闭样品流出口，继续待测样品1经样品流入口灌满流通池内部后，关闭样品流入口；
步骤5、传感器阵列对样品1进行电化学检测，检测信号经由信号转换器传输至电脑；
步骤6、电化学检测完毕后，打开样品流入口和样品流出口，排出样品1，将清洗液经样品流入口灌入流通池内部并经由样品流出口排出流通池，循环流动清洗1分钟；
步骤7、循环流动清洗完毕后，打开样品流入口，关闭样品流出口，将清洗液经样品流入口灌满流通池内部后，关闭样品流入口；
步骤8、利用清洗液对传感器阵列进行电化学清洗；
步骤9、电化学清洗完毕后，打开样品流入口和样品流出口，排出清洗液；
步骤10、重复步骤4-9，对样品1检测30次。
步骤11、重复步骤4-9，对样品2和样品3检测30次。
步骤12、对上述步骤检测所得数据进行重复检测稳定性分析，结果如表1所示。
表1三种麻味物质待测样品的稳定性检测数据
Figure BDA0001881374810000061
从表1中可以看出，采用本发明技术方案的用于麻味检测的电化学检测器对三种麻味物质样品检测的变异系数均小于5％，说明重复检测的稳定性良好。
以上所述仅是本发明的特定实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种使用电化学检测器检测麻味的方法，其特征在于，所述电化学检测器由传感器底托和流通池顶盖组成；所述传感器底托由传输线、信号转换器、传感器阵列、流通池下托和螺丝组成；所述流通池顶盖由流通池上盖、螺丝组装口、样品流入口、样品流出口组成；所述方法包括以下步骤：
步骤1、根据麻味物质样品，选择传感器阵列；
步骤2、将传感器底托和流通池顶盖合上，拧紧四根螺丝；
步骤3、将传输线与电化学检测仪相连接，选择检测方法，设定检测参数；
步骤4、打开样品流入口和样品流出口，将待测样品经样品流入口灌入流通池内部并经由样品流出口排出流通池，循环流动1分钟后关闭样品流出口，待测样品经样品流入口灌满流通池内部后，关闭样品流入口；
步骤5、传感器阵列对待测样品进行电化学检测，检测信号经由信号转换器传输至电脑；
步骤6、电化学检测完毕后，打开样品流入口和样品流出口，排出待测样品，将清洗液经样品流入口灌入流通池内部并经由样品流出口排出流通池，循环流动清洗1分钟；
步骤7、循环流动清洗完毕后，打开样品流入口，关闭样品流出口，将清洗液经样品流入口灌满流通池内部后，关闭样品流入口；
步骤8、利用清洗液对传感器阵列进行电化学清洗；
步骤9、电化学清洗完毕后，打开样品流入口和样品流出口，排出清洗液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器阵列由工作电极、对电极和参比电极组成；所述工作电极为惰性金属电极和氨基碳电极中的一种或两种；所述对电极和参比电极为铂电极。
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