Post on 03-Feb-2018
13/01/2012
1
Llengües electròniques i viLlengües electròniques i vi
Manel del Valle
Grup de Sensors i BiosensorsDepartament de Química
Universitat Autònoma de Barcelonamanel.delvalle@uab.es
2/32
13/01/2012
2
3/32
Sistemes biomimèticsSistemes biomimèticsSistemes biomimèticsSistemes biomimètics.
Matrius de sensors ����nas-e
����llengüa-e
convergència NBIC
4/32
Sentit de l’olfacte Sentit de l’olfacte Sentit de l’olfacte Sentit de l’olfacte
Cèl·lules receptores olfactives
Glomèrul olfactiu
Bulb olfactori
13/01/2012
3
5/32
Nas electrònic Nas electrònic Nas electrònic Nas electrònic
6/32
TCA: tricloroanisol
Aplicació del nas electrònic en el Aplicació del nas electrònic en el món del vimón del viAplicació del nas electrònic en el Aplicació del nas electrònic en el món del vimón del vi
Seguiment de la fermentació
Varietat de raïm
Grau d’envelliment
Detecció defectesgust de tap (TCA)
gust de ratolí (Brettanomyces)
13/01/2012
4
7/32
Sentit del gustSentit del gustPapil·les gustatives
Corpuscles gustatius
8/32
Sensors potenciomètricsAmbiental (CINVESTAV, México)Agricultura (IRTA Cabrils)Aliments
Sensors voltamperomètricsVins, cervesesProd. farmacèutics
Sensors impedimètrics
BiosensorsClínica
Llengües electròniques Llengües electròniques
13/01/2012
5
9/32
10/32
13/01/2012
6
11/32
12/32
Varietats de raïm
Regió d’elaboració
Anyada
Defectes d’elaboració: picadura acètica, podridura SH2
Mètode d’envelliment (barrica, xip)Grau alcohòlic
Quantificació de components
Qualificació de vins (p.ex. per Brandies)
Llengües electròniques en vins Llengües electròniques en vins
13/01/2012
7
13/32
Llengües electròniques voltamperomètriquesLlengües electròniques voltamperomètriques
Sensors Voltamperomètrics:Ús del voltamperograma complet (o amb extracció d’informació significativa)
14/32
13/01/2012
8
15/32
Anàlisi de components principalsAnàlisi de components principals
16/32
Llengües electròniquesLlengües electròniquesen identificació/classificació de viLlengües electròniquesLlengües electròniques
en identificació/classificació de vi
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2x 10
-4
Potential (V)Potential (V)Potential (V)Potential (V)
Cu
rre
nt
(A)
Cu
rre
nt
(A)
Cu
rre
nt
(A)
Cu
rre
nt
(A)
WhiteRedRosé
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5-6
-4
-2
0
2
4
6x 10
-4
Potential (V)Potential (V)Potential (V)Potential (V)
Cu
rre
nt
(A)
Cu
rre
nt
(A)
Cu
rre
nt
(A)
Cu
rre
nt
(A)
WhiteRedRosé
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3x 10
-4
Potential (V)Potential (V)Potential (V)Potential (V)
Cu
rre
nt
(A)
Cu
rre
nt
(A)
Cu
rre
nt
(A)
Cu
rre
nt
(A)
WhiteRedRosé
-1
-0.5
0
0.5
1
x 10-3
-4
-2
0
2
4
6
x 10-4
-2
0
2
x 10-4
PC1 (79.8 5%)
PC1 (79.8 5%)PC1 (79.8 5%)PC1 (79.8 5%)
PC2 (13 .9 8%
)
PC2 (13 .9 8%
)
PC2 (13 .9 8%
)
PC2 (13 .9 8%
)
PC
3 (
2.8
4%
)P
C3
(2
.84
%)
PC
3 (
2.8
4%
)P
C3
(2
.84
%)
Modificadors:� NP Pt� NP Cu� PPY� PANI
Microchim.Acta 2010, 169, 261
Blanc Negre Rosat No clasif.
Blanc 50 0 50 0
Negre 0 100 0 0
Rosat 0 0 100 0
Percentatge de classificació - 88.3%
B
R
N
NR
13/01/2012
9
17/32
Brut Nature
Brut Semisec Discrepant
Brut Nature 100 0 0 0
Brut 0 100 0 0
Semisec 0 0 100 0
Outlier 0 0 50 50
Percentatge de classificació - 87.5%
Llengües electròniquesLlengües electròniquesidentificació/classificació de cavesLlengües electròniquesLlengües electròniques
identificació/classificació de caves
Electroanal 2011, 23, 72-78
18/32
13/01/2012
10
19/32
(+)-catequina
Quantificació de polifenols totalsQuantificació de polifenols totals
Àcid gàl·licÀcid cafèicÀcid cumàric
trans-resveratrol
Alternativa al Folin Ciocalteau
20/32
Quantificació de polifenols totalsQuantificació de polifenols totals
Matriu debiosensors
Voltamperogrames
CompressióFFT
Xarxa Neuronal Artificial
In Vino Analytica Scientia, 2011
13/01/2012
11
21/32
Quantificació de polifenols totalsQuantificació de polifenols totals
FC index (mg/L eq. gallic acid), expected
0 20 40 60 80
FC
ind
ex (
mg/
L eq
. gal
lic a
cid
), p
redi
cted
0
20
40
60
80
b = 1.0 ± 1.8m= 0.968 ± 0.052 r = 0.9979Weighed - reciprocal y
(A)
FC index (mg/L eq. gallic acid), expected
0 20 40 60 80
FC
inde
x (m
g/L
eq. g
allic
aci
d), p
redi
cted
0
20
40
60
80
b = -1.36 ± 1.11m= 0.969 ± 0.042 r = 0.97892Weighed - reciprocal y
(B)
Folin Ciocalteau
22/32
PCA d’un conjunt de mostres amb addició dels compostos fenòlics purs
Vi
ÀcidGal·lic
CatequinaÀcid
p-Cumàric
ÀcidCafèic
Catecol
Fenol
m-Cresol
ÀcidFerulic
ÀcidClorogènic
Quercetina
Identificació de polifenolsIdentificació de polifenols
13/01/2012
12
23/32
(+)-catequina
catecolÀcid cafèic
Quantificació de polifenols en viQuantificació de polifenols en vi
24/32
Extracció de Característiques
i2
i1
i3i4
in
[Caffeic acid]
[Catechol]
[Catechin]
VoltamperogramesXarxa Neuronal
Artificial
Quantificació de polifenols en viQuantificació de polifenols en vi
The Analyst, 2012 137: 349-356
13/01/2012
13
25/32
Resposta dela llengua electrònicaResposta dela llengua electrònica
E (V)
-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
i (µA
)
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
Epoxy-grafit
E (V)
-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
i (µA
)
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
Tirosinasa
E (V)
-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
i (µA
)-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
Lacasa
E (V)
-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
i (µA
)-15
-10
-5
0
5
10
15
Cu nanoparticules
Les concentrations per Catecol, Acid Cafeic i (±)-Catequina són respectivament:( ) 8.2, 39.8, 132.9 �M; ( ) 107.7, 103.6, 101.9 �M;( ) 124.1, 151.7, 23.4 �M and ( ) 157.7, 23.8, 86.4 �M
GEC
Cu
Lac
Tyr
26/32
Expected [Catechol] (µM)
0 50 100 150 200
Obt
aine
d [C
atec
hol]
(µM
)
0
50
100
150
200Trainy = 0.961(±0.005)x + 4.268(±0.603); r = 0.985Testy = 0.970(±0.088)x + 7.813(±9.300); r = 0.896
Expected [Caffeic acid] (µM)
0 50 100 150 200
Obt
aine
d [C
affe
ic a
cid]
(µM
)
0
50
100
150
200Trainy = 0.956(±0.011)x + 4.585(±1.108); r = 0.996Testy = 0.995(±0.087)x + 8.514(±12.871); r = 0.925
Expected [Catechin] (µM)
0 50 100 150 200
Obt
aine
d [C
atec
hin]
(µM
)
0
50
100
150
200Trainy = 0.960(±0.007)x + 4.049(±0.777); r = 0.986Testy = 0.976(±0.020)x + 7.057(±1.497); r = 0.958
Quantificació de polifenols en viQuantificació de polifenols en vi
13/01/2012
14
27/32
Les Les llengües electròniques, tenen limitacions?Les Les llengües electròniques, tenen limitacions?
28/32
Són substitutòries del laboratori centralitzat?
13/01/2012
15
29/32
Alpha-MOS(Toulouse)
Cal ser expert en (bio)sensors per fer-les servir?
30/32
Acabaran subministrant una fitxa de cata?
13/01/2012
16
31/32
Jay Miller, The Wine Advocate
Poden rivalitzar el sommelier o gran expert?
32/32
Reflexions finalsReflexions finalsReflexions finalsReflexions finals
Les llengües electròniques representen un nou concepte en l’anàlisi química emprant (bio)sensors –aplicable en casos d’identificació, càlcul d'índexs generals o de determinacions multicomponent.
Molts casos d’aplicació: instrumentació genèrica.
Sistemes simples i compactes – adaptats a la mesura directa, i a la mesura en camp.
Esforç especial en el seu entrenament.
Complexitat es trasllada del laboratori al programari.