[發明專利]一種氣味遠程傳輸的方法

有效

• 申請號: 201910379322.4
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110252079B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 王靖濤;任瑞澤;趙雨萌
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N33/48
• 分類號: G01N33/48
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

本發明公開了一種氣味遠程傳輸的方法，該方法通過制備嗅覺受體芯片，氣體基元分子，氣味傳真機完成氣味傳輸。通過模擬氣體在鼻子的輸送過程，設計氣體采集算法，嗅覺受體芯片采集的信息經CCD或CMDS、A/D轉化為數字信號后，遠距離傳輸以及D/A解碼后產生電信號使氣味傳真機釋放氣體基元分子，用有限種氣體基元分子代替無限種氣味使接收方產生與傳輸方相同的嗅覺，達到氣味遠程傳輸的目的。本發明方法實現了傳遞無數種氣味的目的，不受氣體種類的限制。

技術領域

本發明涉及一種氣味遠程傳輸的方法。

背景技術

嗅覺是人體除了視覺和聽覺之外另一種重要的感覺。嗅覺系統能識別和分辨大量不同的氣味分子。嗅覺起始于嗅神經元纖毛上的嗅覺受體與氣味分子的相互作用。嗅覺受體是一種G蛋白偶聯受體(GPCRs)，它能轉導嗅覺信號，通過第二信使激活一系列生物化學級聯反應，使嗅神經元細胞膜去極化，最終產生動作電位。嗅神經元通過軸突把動作電位傳導到大腦前端的嗅球，嗅覺信號在嗅球中經過加工、修飾和編碼后通過嗅球的輸出神經元僧帽細胞和叢狀細胞的軸突投射傳導到大腦皮層，在那里嗅覺信號被解碼以分辨不同的氣味，形成對氣味的感知。

目前已知每種嗅覺受體細胞只表達一種嗅覺受體基因，人類能夠聞到上萬種氣味，但是對應的蛋白質受體僅有不到400種。這說明不同的氣體分子可能具有相同的氣味，而且混合氣體的產生的嗅覺不僅僅是單獨氣體產生的嗅覺的疊加。一種氣體分子可以與一種或多種嗅覺受體結合，一種嗅覺受體可以與一種或多種氣體分子相對應。

當這些分子與嗅覺細胞中的嗅覺蛋白受體結合時，就會產生嗅覺。人體嗅覺感受器構成可概括為3個部分：鼻腔上皮組織(初級)，即接受氣體并產生信號的第一個地方；嗅球(二級)，氣體的種類“鏡像”形成的場所；大腦皮層，形成并存儲信息之間的聯系的場所。但是就目前出現的“電子鼻”并不能模擬人的整個生理過程，往往是檢測某種特定氣體的相對含量，從而應用于特定的工作條件中，往往不能對微量的氣體做出敏感的反應。

到目前為止，氣味傳輸的相關研究都還處于起步階段并且具有局限性，用有限種氣體分子代替無限種氣味實現氣味的遠程傳輸未見文獻報道。

發明內容

本發明針對傳統電子鼻的不足和局限性，提供一種氣味遠程傳輸的方法，解決現有技術中“電子鼻”等采集氣味裝置或釋放氣味裝置不能模擬人的整個生理過程，僅僅對某種或某類氣體有吸附或釋放功能，因而僅應用于特定的工作條件中，往往不能對微量的氣體做出敏感的反應等問題。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種氣味遠程傳輸的方法，通過嗅覺受體芯片，氣體基元分子，氣味傳真機完成氣味傳輸；通過模擬氣體在鼻子的輸送過程，設計氣體采集算法，嗅覺受體芯片采集的信息經A/D操作，遠距離傳輸以及D/A操作最終使氣味傳真機釋放氣體基元分子，利用有限種氣體基元分子代替無數種氣味以達到氣味傳輸的目的。

所述嗅覺受體芯片實質為一種蛋白芯片，其上裝有由基因工程、蛋白質工程獲得的人體所有種類的嗅覺受體蛋白；在固定區域內同種嗅覺受體蛋白的數量為10000，嗅覺受體芯片的上部裝有可發射密集平行可見光的面光源，該種光能夠被已吸附氣體分子的嗅覺受體蛋白吸收；嗅覺受體芯片的下部裝有可將光信號轉化為電信號的感光裝置；先進行基準采集，即在不通氣的情況下測定吸收情況以數字的形式作為基準；當嗅覺受體芯片吸附緩慢通過的氣體分子時能夠引起感光裝置在不同區域內與基準的變化情況，進而確定能夠吸附該種氣體的嗅覺受體蛋白的種類及數量。所述感光裝置為CCD或CMDS。

所述A/D操作是指將所感知的電信號的變化處理為數字化信息，實現其存儲、編程并遠距離傳輸。

所述氣體基元分子有且僅有一個能與嗅覺受體蛋白結合的特征結構，且不同的氣體基元分子能且僅能與一個嗅覺受體蛋白在特定的位點結合，并且其形態結構穩定，無毒無害，不會使嗅覺受體蛋白失活。