柑橘是我国的主要水果之一,在促进我国经济发展方面发挥了十分重要的作用。但每年病虫害造成的柑橘经济损失不容忽视,尤其是橘小实蝇对柑橘经济造成的危害十分严重。在橘小实蝇侵染柑橘的侵入期和潜育期,难以通过柑橘表皮变化来进行侵染柑橘的早期检测,但是柑橘产品中残留的早期侵染柑橘很容易感染邻近的健康柑橘,降低柑橘品质并进一步增加经济损失。因此,在橘小实蝇侵染柑橘的侵入期和潜育期开展早期检测对加强柑橘品质控制具有重要意义。为此本文建立了一种仿生嗅觉检测系统,研究了以乙基纤维素、甲基-β-环糊精、聚乙二醇-2000为敏感材料制备的三种石英晶体微天平(QCM)传感器对d-柠檬烯、芳樟醇、癸醛3种气体的传感特性,并利用仿生嗅觉检测系统对不同储藏时间、不同橘小实蝇侵染时间柑橘进行检测,结合模式识别算法对其进行辨别区分,以验证仿生嗅觉检测系统的可行性和可靠性。本研究的主要结论如下:1)建立仿生嗅觉检测系统。分别选用乙基纤维素、甲基-β-环糊精、聚乙二醇-2000三种材料,采用滴涂法对石英晶体电极进行修饰得到三种QCM传感器,并构建QCM传感器阵列,作为仿生嗅觉检测系统的核心元件。仿生嗅觉检测系统硬件部分对气体传输管路、检测室进行了设计;软件部分以LabVIEW软件作为开发平台,编写了检测系统的人机交互控制界面,设计的主要功能包括系统参数设置、按键控制、管路环境状态显示、气体传输管路控制。2)使用仿生嗅觉检测系统分别检测了乙基纤维素传感器、甲基-β-环糊精传感器、聚乙二醇-2000传感器对d-柠檬烯、芳樟醇、癸醛的传感特性。试验结果表明,在1%相对湿度条件下,敏感膜厚度为8000Hz(涂膜前后频率偏差)的传感器均具有良好的灵敏度、重复性、选择性以及可重用性。3)仿生嗅觉检测系统对不同储藏时间、不同橘小实蝇侵染时间的柑橘进行了检测,并结合模式识别算法对其进行鉴别区分。以三种传感器响应的稳态值作为特征数据,形成“特征指纹”,并分别对不同储藏时间、不同橘小实蝇侵染时间、不同时间(包含储藏时间与侵染时间)进行了模式识别,主成分分析的正确识别率可达100%、100%、90.62%,线性判别分析的正确识别率可达100%、100%、94.79%。根据气相色谱-质谱联用仪对柑橘挥发性成分的检测结果,可知3-侧柏烯、α-蒎烯、d-柠檬烯、萜品油烯、芳樟醇、癸醛的相对含量随储藏时间、橘小实蝇侵染时间的增加均呈非单调性变化,进一步验证了仿生嗅觉检测系统检测柑橘橘小实蝇侵染的可行性。综上所述,研制的仿生嗅觉检测系统应用于橘小实蝇侵染柑橘的早期检测上具有一定的可行性,可为后续橘小实蝇侵染柑橘的无损检测提供参考和技术支撑。