Контролируемые системы имитации Odor для обонятельных тренировок и полевых испытаний

Olfaction является важным, но часто упускается из виду, механизм зондирования, используемый большинством животных. Для многих это основной механизм для поиска пищи, найти партнера, или зондирования опасности¹. Кроме того, обонятельные возможности некоторых животных, в первую очередь собак, регулярно эксплуатируются людьми для обнаружения контрабанды (например, наркотиков или взрывчатых веществ), или других объектов, представляющих интерес, таких как пропавшие без вести лица, инвазивные виды,^{или болезни 2,3}. Для исследования обнаружения собак или других тем исследования обоняния, исследователи часто изучают процесс обоняния и сильные и ограничения обонятельной системы. Таким образом, как правило, желательно контролировать выброс запаха пара в окружающую среду, чтобы воспроизвести доставить известные количества одоранта во время тестирования. Неспособность учитывать различия в доступности запаха из-за таких факторов, как давление пара или воздействие на окружающую среду, часто усложняет интерпретацию данных и применимость^4. Аналогичным образом желательно, чтобы обеспечить установленное количество запаха во время учебных сценариев для обнаружения собак. Например, исследования Hallowell et al.⁵ и Papet⁶ показали важность интенсивности запаха в восприятии запаха, и что изменение интенсивности одоранта может повлиять на то, как он воспринимается в одиночку или в смеси.

В лабораторных условиях, использование аналитического оборудования, такого как проницаемые трубки с управляемыми печами, парогенераторы, или olfactometers могут быть использованы для контроля доставки запаха. Тем не менее, этот тип оборудования непрактично для использования во время полевых испытаний и учебных^{сценариев 4.} Контролируемая система имитации запаха (COMPS) была разработана как простой, недорогой и одноразовый метод для контролируемой доставки запаха, не требующий внешней энергии. Таким образом, они могут быть легко включены в различные сценарии тестирования и обучения⁷. Блоки COMPS просто состоят из запаха интереса на абсорбентном материале, запечатанном внутри проницаемого полимерного мешка, хранящегося во вторичной системе сдерживания. Использование COMPS снижает изменчивость между тестами и улучшает согласованность во время учений⁸.

Доставка запаха или наличие COMPS измеряется с точки зрения скорости пронизывания, как это определено гравиметрическим анализом с точки зрения массы пара, высвобождаемого с течением времени. Темпы пронизывания можно контролировать с помощью ряда факторов, включая толщину полимерного мешка, его доступную площадь поверхности, тип используемого абсорбентного материала (субстрата) и количество паханта. Скорость пермяния является постоянной в течение определенного периода времени (часы или дни) в зависимости от используемого запаха. Это позволяет при минимальной изменчивости при доставке запаха во время тестирования или обучения. Во время хранения, COMPS прийти к равновесию в непроницаемом внешнем контейнере, в результате чего мгновенный источник запаха пара с известной скоростью пронизывания.

COMPS были первоначально разработаны, чтобы содержать запахи, связанные со взрывчатыми веществами и быть использованы в качестве запаха имитирует⁷. Как определено Macias et al., запах имитирует материал, представляющий интерес, такой как взрывчатка, обеспечивая доминирующие летучие соединения, или одоранты, найденные в области головы этого материала без присутствия самого родительского материала⁸. Чтобы создать запах имитировать, активные запахи родительского материала должны быть определены. Активный одорант, в этом сценарии, описывается как летучих соединений, что обученные обнаружения взрывчатых веществ собак обнаруживает, полагая, что есть фактические взрывчатых веществ настоящее время. Выявив доминирующие летучие соединения в головной пространстве нескольких взрывчатых веществ, COMPS были готовы выпустить эти отдельные одоранты с контролируемой скоростью в течение всего периода полевых испытаний собак обонятельного обнаружения и определить активный запах, связанный с несколькими взрывчатыми веществами. COMPS были успешно использованы для этой цели⁷,^{9 и}с тех пор были использованы в качестве запаха имитирует для дальнейшей подготовки обнаружения взрывчатых веществ.

Macias et al. использовали COMPS, содержащий пиперонал, чисто химическое вещество при комнатной температуре, которое в фазе пара было показано, что является активным одорантом для МДМА (3,4-метилендиоксиметамфетамин), психоактивного препарата, известного как экстази. Исследователя использовали меняя толщины и поверхностные зоны мешков полиэтилена низкой плотности для того чтобы отрегулировать тариф пронизывания пиперонального пара. Эта серия COMPS затем была использована для оценки порога обнаружения пиперонов для обученных собак обнаружения наркотиков⁸. И наоборот, в отдельном исследовании, COMPS мешок толщины были скорректированы, чтобы свести к минимуму отклонение темпов пронизывания между каждым соединением в гомологичной серии, хотя они обладали резко меняющихся давления пара. Если бы толщина одного мешка была использована в этом исследовании, эти соединения с более высоким давлением пара дали бы гораздо более высокие показатели пронизывания. Путем увеличивать толщину мешка для более высоких соединений волатильности, тарифы пронизывания были отрегулированы так, что они были подобны для всех соединений^4. Оба исследования демонстрируют полезность и адаптивность COMPS для контроля выброса пара. Аналогичные исследования оптимизации толщины полимерных пакетов, а также абсорбционного материала были проведены в создании запаха имитирует для синтетических катиноны (т.е. соли для^{ванн) 10}, другие наркотики (в том числе^{героина и марихуаны 11}), и человеческий^{запах соединений 12,13}. В последнем примере, Симон и др. исследовали активные одоранты, связанные с инвазивным видом грибов¹⁴. Целые кусочки зараженной коры дерева, вместо извлеченных одорантов, были помещены непосредственно в полимерный мешок для контроля выпуска во время тестирования собак olfaction¹⁴. COMPS может быть использован для различных сценариев, и протоколы, обсуждаемые в настоящем варианте, были выбраны, чтобы продемонстрировать разнообразие этого инструмента.