لسان إلكتروني

اللسان الإلكتروني هو أداة تقيس وتقارن النكهات . ووفقًا للتقرير الفني الصادر عن الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC)، فإن "اللسان الإلكتروني" هو أداة تحليلية تتضمن مجموعة من أجهزة الاستشعار الكيميائية غير الانتقائية ذات خصوصية جزئية لمكونات المحلول المختلفة، وجهاز مناسب للتعرف على الأنماط، قادر على التعرف على التركيبات الكمية والنوعية للمحاليل البسيطة والمعقدة ^{[ 1 ] [ 2 ].}

تستشعر مستقبلات التذوق لدى الإنسان المركبات الكيميائية المسؤولة عن حاسة التذوق . وبالمثل، تستشعر المجسات متعددة الأقطاب في الأجهزة الإلكترونية نفس المركبات العضوية وغير العضوية الذائبة . وكما هو الحال مع مستقبلات التذوق لدى الإنسان، يمتلك كل مجس نطاقًا من التفاعلات يختلف عن الآخر. وتُعدّ المعلومات التي يقدمها كل مجس مكملةً للمعلومات الأخرى، ويُنتج عن دمج نتائج جميع المجسات بصمةً فريدة. وتُشابه معظم عتبات الكشف في المجسات عتبات الكشف لدى الإنسان أو تتجاوزها.

في الآلية البيولوجية، تُحوَّل إشارات التذوق بواسطة الأعصاب في الدماغ إلى إشارات كهربائية. وتعمل مستشعرات اللسان الإلكتروني بطريقة مماثلة: فهي تولد إشارات كهربائية على شكل تغيرات فولتمترية وبوتنشومترية .

يعتمد إدراك جودة المذاق والتعرف عليه على بناء أو التعرف على أنماط الأعصاب الحسية المنشطة بواسطة الدماغ وبصمة المذاق للمنتج. وتتم هذه الخطوة بواسطة البرنامج الإحصائي للسان الإلكتروني ، الذي يفسر بيانات المستشعر إلى أنماط مذاق.

تُحلل العينات السائلة مباشرةً دون أي تحضير، بينما تتطلب العينات الصلبة إذابةً أوليةً قبل القياس. يُغمر قطب مرجعي ومجسات في كأس يحتوي على محلول الاختبار. يُطبق جهد كهربائي بين كل مجس وقطب مرجعي، فتنتج استجابة تيار قابلة للقياس تتوافق مع معادلة كوتريل . هذه الاستجابة ناتجة عن تفاعلات الأكسدة التي تحدث في المحلول بسبب فرق الجهد، ويمكن تضخيمها من خلال معالجات سطحية تحفيزية. يقيس برنامج اللسان الإلكتروني هذه الاستجابة ويسجلها. تمثل هذه البيانات المدخلات اللازمة للمعالجة الرياضية التي ستُنتج النتائج.

تتمتع الألسنة الإلكترونية بالعديد من التطبيقات في مختلف المجالات الصناعية: صناعة الأدوية ، وقطاع الأغذية والمشروبات، وغيرها. ويمكن استخدامها في:

• تحليل تغير النكهة مع مرور الوقت في المشروبات (على سبيل المثال عصير الفاكهة ، والمشروبات الكحولية أو غير الكحولية ، والحليب المنكه...).
• تحديد كمية المرارة أو "مستوى التوابل" في المشروبات أو المركبات المذابة (مثل قياس المرارة والتنبؤ بها في أنواع الشاي).
• تقدير الثيافلافين في الشاي الأسود ^{[ 3 ]}
• قياس كفاءة إخفاء الطعم في التركيبات (الأقراص، والشراب، والمساحيق، والكبسولات، والمعينات...).
• تحليل استقرار الأدوية من حيث المذاق
• المنتجات المستهدفة المعيارية
• مراقبة المعايير البيئية
• مراقبة العمليات البيولوجية والكيميائية الحيوية

يستخدم اللسان الإلكتروني مستشعرات التذوق لاستقبال المعلومات من المواد الكيميائية الموجودة على اللسان وإرسالها إلى نظام التعرف على الأنماط . والنتيجة هي الكشف عن النكهات التي تُكوّن حاسة التذوق لدى الإنسان. تُقسم أنواع النكهات المُولّدة إلى خمس فئات: الحموضة، والملوحة، والمرارة، والحلاوة ، والأومامي (النكهة اللذيذة). تتكون الحموضة، التي تشمل كلوريد الهيدروجين وحمض الخليك وحمض الستريك ، من أيونات الهيدروجين . تُسجّل الملوحة على أنها كلوريد الصوديوم ، والحلاوة على أنها سكريات ، والمرارة، التي تشمل مواد كيميائية مثل الكينين والكافيين ، تُكتشف من خلال كلوريد المغنيسيوم ، والأومامي من خلال غلوتامات أحادي الصوديوم من الأعشاب البحرية، أو غوانيلات ثنائي الصوديوم في اللحوم/الأسماك/الفطر.

• الأنف الإلكتروني
• ترانزستور التأثير الحقلي الكيميائي
• المقاوم الكيميائي
• ذوق حاسة
• مستشعرات أكسيد المعادن