一种用于鉴别香烟的人工舌头

吸烟可导致严重的健康风险，包括肺癌、慢性阻塞性肺疾病、心血管疾病和消化性溃疡等。而这一系列由香烟引发的疾病的罪魁祸首则是烟草中的主要化学物质（糖类、有机酸和尼古丁等）通过燃烧转变成的4000多种不同的化学物质。例如烟草中糖类的燃烧则直接导致烟草烟雾中有毒和致癌的化学物质甲醛、乙醛、丙烯醛和2-呋喃等的产生。因此，开发一种有效的卷烟成分监测评估系统将有助于香烟产品质量的监控管理，并且可以为吸烟人群在香烟选择方面提供一定的健康指导。

近日，辽宁大学刘学副教授和张国林教授团队首次构建了一种用于液相区分检测香烟及其主要成分（糖类、有机酸和尼古丁）的人工舌头传感系统。“人工舌头”是一种通过模拟哺乳动物的味觉系统，利用一组传感器的交叉响应信号来识别和区分具有相似结构或复杂成分的分析物的传感工具。人工舌头传感系统已经在白酒、威士忌、茶叶、可乐等食品和饮料的分析中取得了重要的应用进展，对于香烟的分析检测却鲜有报道。

根据烟草主要成分对金属离子的结合能力，该人工舌头传感系统选用不同浓度的Ag⁺作为荧光信号调节剂，绿色环保，生物相容性好，对Ag⁺特异性结合的荧光碳量子点作为指示剂，构建了人工舌的传感单元。通过对香烟提取液与传感单元相互作用而产生的交叉型荧光响应信号进行处理和可视化，可以实现对29种香烟的种类（烤烟、混合烟和雪茄）、品牌、产地（国产或进口香烟）的区分和鉴别。此外，该人工舌头传感系统还能灵敏地检测出烟草中的9种主要化学组份，并对其进行定量和定性分析。鉴于人工舌简单的制备方法和优异的传感性能，该传感体系有望应用于香烟产品的质量监测与评估，从而服务于吸烟人群和香烟制造业。

这一研究成果近期发表在Journal of Hazardous Materials上，文章的第一作者为辽宁大学的硕士研究生杜娜，通讯作者为刘学副教授与张国林教授。

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Fluorescent Carbon Nanodots-based Artificial Tongue for Determining and Discriminating Cigarettes

Na Du, Qiuhua Wu, Lijiang Chen, Guolin Zhang, Xue Liu

J. Hazard. Mater., 2019, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.121118