用于嗅觉训练和现场测试的可控气味模拟渗透系统

由于缺乏在操作测试或训练期间递送已知且可重复气味的方法，嗅觉研究受到限制。COMPS 为受控气味递送提供了一种方便且适用于现场的方法。COMPS 可容纳多种类型的气味物质，通过调节袋体厚度、表面积和/或聚合物类型，可调节气味递送速率。

为了使基质吸附气味物质，使用校准过的移液器将五微升纯化合物滴加到一块 2 英寸 × 2 英寸的棉纱垫上，并将纱垫对折。然后将该纱垫放入一个 2 英寸 × 3 英寸的低密度聚乙烯透气袋中，并立即用热封机密封袋子。为测定气味物质透过透气袋的渗透速率，将新制备的 COMPS 置于通风橱内的称量舟中，并使用另一个洁净的称量舟对分析天平归零。

将COMPS从通风橱中转移至天平上称量质量，然后迅速将其放回通风橱。随后通过绘制质量随时间变化的曲线并计算直线斜率，得出COMPS的渗透速率。为利用固相微萃取结合气相色谱-质谱法分析顶空成分，需先将COMPS置于通风橱内敞开的称量舟中平衡30分钟，随后转移至非反应性容器（如玻璃罐或环氧树脂内衬的金属容器）中。

平衡后取样时，将带有直径一厘米孔洞的盖子盖在1加仑容器上，并将合适的SPME萃取头插入孔中，以萃取目标分析物。萃取结束后，将萃取头转移至气相色谱-质谱仪的加热进样口，进行热解吸和分析。对于储存，将单个COMPS样品放入尺寸为3.5英寸×4.5英寸的金属化阻隔袋中，尽可能排出袋内空气后，热封封闭。

若在单次实验中测试多种气味物质或不同气味物质释放速率，应将袋子及次级 containment 放置妥当，以消除运输和储存过程中任何可能的交叉污染。将含有相同分析物及渗透速率的多个重复屏障袋（每个袋内含独立的 COMPS）置于一个较大的外部容器中，用于储存和运输。随后将该袋子存放在阴凉环境或冷藏条件下。

为建立一个基本的犬类嗅觉测试，需布置多行至少五个相同的容器，并设置试验，使每行包含一个装有目标化合物（COMPS）的容器和四个装有空白化合物（COMPS）的容器。根据实验、训练或测试的具体情况，可适当使用阳性对照组，其制备方式相同，但使用已知的目标气味。此外，应设置一条额外的阴性对照或空白组，包含五个装有空白化合物（COMPS）的容器，不含有任何目标物质。

接下来，将每个COMPS的可渗透袋从次级和外层容器中转移至相应的试验容器中。平衡30分钟后，开始测试。此处展示了三个相同的COMPS的重量法测试结果示例，这些COMPS是通过在棉纱布上放置5微升戊酸，并使其穿过3密耳厚的低密度聚乙烯袋而制备的。

在图表中添加回归分析后显示，该组COMPS的渗透速率为每分钟37微克。通过调整袋内物质的量、渗透袋材料的表面积或袋的厚度，可以调节特定测试中释放的气味物质的量。在此，通过调节袋的厚度，使各分析物组的渗透速率与对照渗透速率一致，从而尽可能使各组的渗透速率相近，进而比较各分析物组间蒸气压的差异与渗透速率差异之间的关系。

相反，针对单一分析物调整袋子的厚度可使渗透速率变化达三个数量级。顶空测量可用于更准确地测定在特定测试或训练场景中可获得的气味物质的量。例如，在此代表性色谱图中，可观察到胡椒醛的峰面积随渗透速率的增加而增加。

利用这三组胡椒醛 COMPS 进行犬类试验，估算了犬类对胡椒醛的检测限。在此分析中，随着渗透速率的增加，气味的可获得性以及对相应 COMPS 产生示警反应的犬只数量也随之增加。自 COMPS 首次开发以来，我们已将其用于建立多种检测目标物的活性气味特征，估算检测限，并测试犬类的分辨能力。