• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Kemometri01. 12. 2016 | Katrine Meyn

DIY Machine Olfaction – anvendt køkkenbordskemometri

Kemometri01. 12. 2016 | Katrine Meyn

Kemometri og gassensorer danner et godt makkerpar, som besidder interessante perspektiver inden for bl.a. kvalitetskontrol i fødevareproduktion og procesovervågning. Hardwaredelen er ikke mere kompliceret, end at den kan tilvirkes på køkkenbordet med frit tilgængelige lavpriskomponenter.

Læs originalartiklen her

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 12, 2016 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.

Af Michael Madsen, Voodoometrics

Der er tidligere hér i bladet argumenteret for, at teknikkens aktuelle stade for elektroniske næser næppe betyder enden på klassiske olfaktometriske analyser efter anerkendte internationale standarder [1].
Men hvad dækker begrebet elektronisk næse egentlig over?
Elektroniske næser er underlagt den tekniske disciplin machine olfaction, som er en biologisk inspireret tilgang til analytisk vurdering/klassifikation af simple såvel som komplekse gasblandinger [2]. Typisk udgøres sensordelen i en elektronisk næse af et antal primitive gassensorer eller mere sofistikerede detektorer kendt fra det analytisk-kemiske laboratorium.
Man kan med rette spørge sig selv, hvilke praktiske anvendelser man kan forvente af disse fængslende noninvasive måleinstrumenter, de elektroniske næser, der for nogle producenters vedkommende hævdes at kunne levere lugtsignaturer i nærrealtid. Lyder identifikation af fordærvede fødevarer, monitorering af gasemissioner fra biogasanlæg eller tidlig diagnosticering af forstadier til alvorlige sygdomme tillokkende? Det er blot nogle få eksempler på de mange teknisk relevante applikationer, som er beskrevet i litteraturen. For overblikkets skyld har undertegnede samlet en del referencer til inspiration [3].
Forskere og udviklingsingeniører har været fulde af forventning siden den første egentlige elektroniske næse så dagens lys i de tidlige 1980’ere. Udviklingen har i mellemtiden mestendels stået i stampe, men med de teknologiske landvindinger, der er gjort i de senere år inden for sensorteknologi, så tegner det lyst for den nærmeste fremtid. De klassiske gassensorer baseret på teknologi så som coated polymer (CP), surface acoustic wave (SAW), quartz crystal micro balance (QMB), samt metaloxidhalvledere (MOS) bestående af doped tindioxid (SnO2) er på vej til at få følgeskab af blandt andet micro electronic mechanical systems (MEMS) og nanotenologi i forskellige afskygninger. Fysikken i mange af disse sensorer er ganske fængslende, om end selv de mest udbredte gassensorer, de SnO2-baserede, endnu ikke er fuldt dokumenterede efter mere end fire årtier på det kommercielle marked.
Virksomheder, der beskæftiger sig professionelt med trenden Internet of Things (IoT), finder det særdeles attraktivt at inkludere en MEMS-gassensor eller to i deres IoT-enhed, der alligevel er forbundet til internettet. Data kan man altid finde et marked for. Ellers skaber man det ved at generere flere data.

Elektroniske næser
Hvor vanskeligt er det egentlig at kreere et elektronisk næseinstrument, der kan levere data af en rimelig kvalitet for overkommelige midler? Emnet er belyst ganske grundigt i den tekniske litteratur siden de tidligere 1980’ere med mere end 2.000+ artikler, rapporter og datablade for de underliggende sensorteknologier. Til trods herfor er der forbavsende få kommercielle løsninger på markeret, om end adskillige forsknings- og udviklingsmiljøer har været travlt beskæftigede med emnet.
En analyse af de i litteraturen beskrevne sensorteknologier afslører, at langt størsteparten af studierne er baseret på sofistikeret analyseudstyr såsom gaschromatografi koblet med massespektrometri (GC-MS), der ganske vist kan aftaste en hel del molekylære signaturer, men også er forbundet med betragtelige kalibrerings- og vedligeholdelsesomkostninger. Kan en GC-MS betragtes som en elektronisk næse, der kan implementeres uden for et laboratoriemiljø, hvor der ikke er adgang til højt specialiseret arbejdskraft? Næppe. Den afgørende parameter er enhedsprisen, der skal ned i ganske få tusinde kroner for, at industrien overhovedet gider overveje (distribuerede) elektroniske næser som erstatning for de omkostningstunge analysemetoder, der for nuværende er i anvendelse. Det kan virke kontraintuitivt, men det er forholdene.
Vejen til design af en elektronisk næse er efter forfatterens opfattelse ganske ligetil. Det gælder om at konstruere et instrument bestående af nogle gassensorer (samlet i et array). Gassensorerne giver hver især anledning til et respons, når de udsættes for et stimulus. Det bemærkes, at gassensorerne ikke er selektive1 over for specifikke analytter/gasser, men udviser en høj grad af krydsfølsomhed. Kemometrien kommer derfor til undsætning, da klassiske metoder til dataanalyse sjældent bryder sig om korrelerede variable (kollinearitet i data).

Resultater fra proof-of-concept-studier
Metoden er i høj grad inspireret af arbejdsflowet for en konventionel gaschromatografisk analyse med få afgørende afvigelser:
1. Gassensorarrayet tempereres i en lukket, isoleret, beholder for at opnå en stabil basislinje.
2. Prøven tilføres beholderen (i reglen er ingen prøveforberedelse nødvendig).
3. Der optages en lugtsignatur.
4. Prøven fjernes.
5. Beholderen ventileres.
6. Stabil basislinje retableres.

Med simpel hardware for samlet EUR 75 er der udført en række proof-of-concept-studier på forskellige prøvematricer, herunder humle, krydderier og olivenolie. De nærmere detaljer er afrapporteret andetsteds sammen med detaljerede forklaringer til det samlede tekniske setup [4].

Råvarevalidering på mikrobryggerier
En kombineret ferie- og studietur til et par mikrobryggerier i Dalarna-regionen tilbage i august belyste nogle af de problemstillinger, som den almindelige mikrobrygger i Sverige dagligt slås med. Der findes omtrent 240 bryggerier i Sverige og de 200 kan betragtes som mikrobryggere, der med stor ildhu og ditto engagement har kastet sig over et teknisk emne, som de ingen erfaring har med. Blandt mikrobryggernes største tekniske udfordringer findes rengøringsvalidering og råvarekontrol. Hér kommer prisbillige, noninvasive, distribuerede elektroniske næser til deres ret.

Humle er en afgørende ingrediens i ølbrygning. Kvaliteten af humle er derfor relevant at kende. Imidlertid er de nødvendige kemiske analyser forbundet med omkostninger, som mikrobryggerier ikke har interesse i at afholde. Det gør imidlertid ikke problemstillingen mindre aktuel.

Metodemæssigt er der flere parametre, som kan optimeres, men som et indledende proof-of-concept er klassifikationsstyrken overbevisende. Principperne for tolkning af scoreplot er grundlæggende, at similaritet mellem observationer er karakteriseret ved, at de enkelte datapunkter er tæt på hinanden. Således er det ønskeligt, at dobbeltbestemmelser er nærmest overlappende, at grupper er klart afgrænsede samt at grupper kan separeres, hvis råvareidentifikation skal muliggøres. Alle tre forudsætninger er opfyldt.

Efterskrift
Interessen for elektroniske næser startede egentlig som et hobbyprojekt den 9. januar 2013. Et projekt, der var investeret små 200 timer i over en fireårig periode. Men en konkret henvendelse fra en ansat ved et privat universitet i Florida førte til, at forfatteren valgte at opsige sit gode job og forfølge en karriere som selvstændig inden for machine olfaction. Første målrettede projekt er forsøg på kommercialisering af en open hardware-prototype målrettet uddannelsessegmentet.

Referencer
1. Arne Oxbøl, Måling af lugt, Dansk Kemi, vol. 96, nr. 5, 2015.
2. Handbook of Machine Olfaction: Electronic Nose Technology, redigeret af Pearce, Schiffman, Nagle & Gardner, 2003, Wiley, ISBN: 3-527-30358-8.
3. Mendeley Research Networks, privat samling af artikler om machine olfation, http://www.mendeley.com/groups/2952311/electronic-noses.
4. Forfatterens personlige hjemmeside, http://www.maskau.dk/projects/electronic-nose.

Fodnote
Som et kuriosum bemærkes det, at konventionelle metoder i analyselaboratoriet for størstepartens vedkommende netop søger at eliminere/neutralisere tilstedeværende interferencer ud fra en univariat kalibreringsbetragtning: ét stimulus, x, giver anledning til responset, y. Kemometriske metoder tillader flere stimuli, flere x’er, at bidrage til samme målte respons, y.

 

Skrevet i: Kemometri

Seneste nyt fra redaktionen

Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

Artikler fra Dansk KemiBioteknologiTop19. 10. 2026

Forskere undersøger, hvordan mælkesyrebakterier fra honningbier kan bruges til at udvikle næste generation af plantebaserede fødevarer. Ved hjælp af avanceret droplet microfluidics kan tusindvis af bakteriestammer hurtigt screenes for deres evne til at fermentere plantebaserede råvarer og producere

Ny metode kan reparere fejl i gener

AktueltBioteknologiMedicinalkemi19. 10. 2026

Forskere fra Aarhus Universitet har vist, at en ny form for genbehandling kan rette fejl i patienters stamceller. På sigt kan metoden måske bruges til behandling af sjældne, arvelige sygdomme, som påvirker vores immunforsvar. Nogle mennesker bliver født med en fejl i deres genetiske

Nobelprisen i Kemi belønner forskning i molekylernes spejlbilleder

AktueltBranchenytMedicinalkemiOrganisk kemi12. 10. 2026

Nogle molekyler, såsom aminosyrer, findes i to varianter, der er hinandens spejlbilleder. Levende organismer indeholder imidlertid kun det ene af disse spejlbilleder. Hvordan en sådan kemisk asymmetri kunne være opstået, har længe været et mysterium for kemikere. Henri B. Kagan og Kenso Soai blev i

Astronauters maver går i stå i rummet – blodprøver giver nyt svar

AktueltBiologi12. 10. 2026

Alt er anderledes i rummet – også hvordan tarmene fungerer. Forstoppelse er en kendt bivirkning ved rumfart, men indtil nu har man vidst utroligt lidt om, hvorfor det sker. Nu har forskere fra Københavns Universitet i et samarbejde med NASA undersøgt blod fra astronauter og har et bud på, hvorfor

Grundstoffer med kant

Artikler fra Dansk KemiBranchenyt07. 10. 2026

Thomas Just Sørensen: Universets byggeklodser. 283 sider. Boganmeldelsen er bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Anmeldt af Søren Kiil, professor, DTU Kemiteknik Det periodiske system er kemiens

Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik07. 10. 2026

Ny viden og avanceret testning skal sikre mere holdbare og bæredygtige beskyttelsessystemer til fremtidens infrastruktur. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Ziyou Li, Joshua

Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemi07. 10. 2026

Tekstureret vegetabilsk protein bruges til at fremstille plantebaserede kødanaloger. pH og ionstyrke påvirker proteiners konformation og interaktion med vandmolekyler, så vi satte os for at undersøge, hvordan pH og ionstyrke påvirker rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein. Artiklen har

Hvad skal kalken bruges til?

Artikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Fra en brønd på en jysk mark til borekerner i kælderen under Aarhus Universitet: 55 millioner år gammel vulkansk aske kan måske hjælpe med at gøre CO₂ til sten. Samtidig forsøger dansk industri at vende kalkens gamle kulstofkredsløb på hovedet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og

Biotin[6]uril – en makrocyklisk forbindelse, der vekselvirker med anioner

Artikler fra Dansk KemiOrganisk kemi07. 10. 2026

Ved at udnytte at reaktionen mellem formaldehyd og d-Biotin (et vitamin, og et naturligt forekommende N,N'-dialkylurinstof) er reversibel, kan oligomeriseringsreaktionen guides ved at tilsætte en templat. I dette bidrag forklarer jeg, hvordan dette er blevet udnyttet til at syntetisere makrocykler,

“I dybden med kemi” og “Klædt på til skriftlig kemi”

Artikler fra Dansk KemiBranchenyt07. 10. 2026

I dybden med kemi af Lone Brun Jakobsen og Klædt på til skriftlig kemi af Lone Brun Jakobsen m.fl. Begge udgivelser på Nucleus Forlag ApS, 2026, 1. udgave, 1. oplag. Boganmeldelsen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder (læs

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Effektiv laboratorieopvask starter med den rigtige løsning

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Vakuum reducerer vedligeholdelsesarbejdet og energiforbruget i osteproduktion

  • Holm & Halby

    Autoklave Kørekort i Aarhus – sikker sterilisering i praksis

  • Holm & Halby

    Holm & Halby på Cleanroom EXPO 2026

  • Holm & Halby

    Frysetørringsseminar – få styr på teorien bag den gode proces

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Besøg Busch Vakuumteknik på FoodTech 2026

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Mikrolab – Frisenette overtager aktiviteterne i MD Scientific

  • DENIOS ApS

    Vil du opvarme dine materialer effektivt?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Reduktion af energiomkostninger og forlængelse af vakuumpumpens levetid i fødevarepakning

  • Holm & Halby

    VidensDag’26 hos Holm & Halby

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

    19.10.2026

  • Ny metode kan reparere fejl i gener

    19.10.2026

  • Nobelprisen i Kemi belønner forskning i molekylernes spejlbilleder

    12.10.2026

  • Astronauters maver går i stå i rummet – blodprøver giver nyt svar

    12.10.2026

  • Grundstoffer med kant

    07.10.2026

  • Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

    07.10.2026

  • Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

    07.10.2026

  • Hvad skal kalken bruges til?

    07.10.2026

  • Biotin[6]uril – en makrocyklisk forbindelse, der vekselvirker med anioner

    07.10.2026

  • “I dybden med kemi” og “Klædt på til skriftlig kemi”

    07.10.2026

  • Fra sjældne ædelmetaller til jern og mangan: Jagten på bæredygtige fotoaktive materialer

    07.10.2026

  • Fra kvantekemi til AI: Nye værktøjer til overfladekemi

    07.10.2026

  • Fra elastik til batteri

    07.10.2026

  • Ny erfaren institutdirektør på DTU Kemi

    06.10.2026

  • 30 års overvågning viser, at antibiotikaresistens kan presses tilbage

    05.10.2026

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia ApS
Gammel Strandvej 20, 1th
DK - 2990 Nivå
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk

Privatlivspolitik
Cookiepolitik
Administrer samtykke
For at give dig de bedste oplevelser bruger vi teknologier som cookies til at gemme og/eller få adgang til enhedsoplysninger. Hvis du giver dit samtykke til disse teknologier, kan vi behandle data som f.eks. browsingadfærd eller unikke ID'er på dette websted. Hvis du ikke giver dit samtykke eller trækker dit samtykke tilbage, kan det have en negativ indvirkning på visse funktioner og egenskaber.
Funktionsdygtig Altid aktiv
Den tekniske lagring eller adgang er strengt nødvendig med det legitime formål at muliggøre brugen af en specifik tjeneste, som abonnenten eller brugeren udtrykkeligt har anmodet om, eller udelukkende med det formål at overføre en kommunikation via et elektronisk kommunikationsnet.
Præferencer
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for det legitime formål at lagre præferencer, som abonnenten eller brugeren ikke har anmodet om.
Statistikker
Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til statistiske formål. Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til anonyme statistiske formål. Uden en stævning, frivillig overholdelse fra din internetudbyders side eller yderligere optegnelser fra en tredjepart kan oplysninger, der er gemt eller hentet til dette formål alene, normalt ikke bruges til at identificere dig.
Marketing
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for at oprette brugerprofiler med henblik på at sende reklamer eller for at spore brugeren på et websted eller på tværs af flere websteder med henblik på lignende markedsføringsformål.
  • Vælg muligheder
  • Administrer tjenester
  • Administrer {vendor_count} leverandører
  • Læs mere om disse formål
Vælg fra liste
  • {title}
  • {title}
  • {title}