13/01/2012. Manel del Valle. Grup de Sensors i Biosensors Departament de Química Universitat Autònoma de Barcelona

Transcripción

1 Llengües electròniques i vi Manel del Valle Grup de Sensors i Biosensors Departament de Química Universitat Autònoma de Barcelona manel.delvalle@uab.es 2/32 1

2 Sistemes biomimètics. convergència NBIC Matrius de sensors nas-e llengüa-e 3/32 Sentit de l olfacte Glomèrul olfactiu Bulb olfactori Cèl lules receptores olfactives 4/32 2

3 Nas electrònic 5/32 Aplicació del nas electrònic en el món del vi Seguiment de la fermentació Varietat de raïm Grau d envelliment Detecció defectes gust de tap (TCA) gust de ratolí (Brettanomyces) TCA: tricloroanisol 6/32 3

4 Sentit del gust Papil les gustatives Corpuscles gustatius 7/32 Llengües electròniques Sensors potenciomètrics Ambiental (CINVESTAV, México) Agricultura (IRTA Cabrils) Aliments Sensors voltamperomètrics Vins, cerveses Prod. farmacèutics Sensors impedimètrics Biosensors Clínica 8/32 4

5 9/32 1/32 5

6 11/32 Llengües electròniques en vins Varietats de raïm Regió d elaboració Anyada Defectes d elaboració: picadura acètica, podridura SH 2 Mètode d envelliment (barrica, xip) Grau alcohòlic Quantificació de components Qualificació de vins (p.ex. per Brandies) 12/32 6

7 13/1/212 Llengües electròniques voltamperomètriques Sensors Voltamperomètrics: Ús del voltamperograma complet (o amb extracció d informació significativa) 13/32 14/32 7

8 Anàlisi de components principals 15/32 Llengües electròniques en identificació/classificació de vi 3 x x x 1-4 Curre nt (A) White Red Rosé Curre nt (A) White Red Rosé Curre nt (A) White Red Rosé Modificadors: NP Pt NP Cu PPY PANI 16/32 P C 3 ( % ) x Potential (V) x P C 2 (13 (13 (13 ( %) 8%) 8%) 8%) -2 B -4-1 R -.5 N NR PC1 (79.85%) Potential (V).5 1 x Potential (V) Blanc Negre Rosat No clasif. Blanc 5 5 Negre 1 Rosat 1 Percentatge de classificació % Microchim.Acta 21, 169, 261 8

9 Llengües electròniques identificació/classificació de caves Brut Nature Brut Semisec Discrepant Brut Nature 1 Brut 1 Semisec 1 Outlier 5 5 Percentatge de classificació % 17/32 Electroanal 211, 23, /32 9

10 Quantificació de polifenols totals Alternativa al Folin Ciocalteau Àcid gàl lic Àcid cumàric Àcid cafèic 19/32 trans-resveratrol (+)-catequina Quantificació de polifenols totals Matriu de biosensors Voltamperogrames Compressió FFT In Vino Analytica Scientia, 211 Xarxa Neuronal Artificial 2/32 1

11 Quantificació de polifenols totals Folin Ciocalteau FC index (mg/l eq. gallic acid), predicted (A) b = 1. ± 1.8 m=.968 ±.52 r =.9979 Weighed - reciprocal y FC index (mg/l eq. gallic acid), expected FC index (mg/l eq. gallic acid), predicted (B) b = ± 1.11 m=.969 ±.42 r = Weighed - reciprocal y FC index (mg/l eq. gallic acid), expected 21/32 Identificació de polifenols Catecol Àcid Clorogènic Àcid Cafèic Vi Àcid Ferulic Quercetina m-cresol Fenol Àcid Gal lic Catequina Àcid p-cumàric 22/32 PCA d un conjunt de mostres amb addició dels compostos fenòlics purs 11

12 Quantificació de polifenols en vi catecol Àcid cafèic (+)-catequina 23/32 Quantificació de polifenols en vi Voltamperogrames Extracció de Característiques Xarxa Neuronal Artificial [Catechol] i 3 i 4 i n [Caffeic acid] i 2 [Catechin] i 1 The Analyst, : /32 12

13 Resposta dela llengua electrònica 12 GEC Tyr Lac Cu i (µa) Epoxy-grafit Lacasa Cu nanoparticules E (V) E (V) i (µa) 12 1 Tirosinasa i (µa) i (µa) E (V) E (V) Les concentrations per Catecol, Acid Cafeic i (±)-Catequina són respectivament: ( ) 8.2, 39.8, M; ( ) 17.7, 13.6, 11.9 M; ( ) 124.1, 151.7, 23.4 M and ( ) 157.7, 23.8, 86.4 M 25/32 Quantificació de polifenols en vi Obtained [Catechol] (µm) Train y =.961(±.5)x (±.63); r =.985 Test y =.97(±.88)x (±9.3); r =.896 Obtained [Catechin] (µm) Expected [Catechol] (µm) 1 5 Obtained [Caffeic acid] (µm) Train y =.96(±.7)x (±.777); r =.986 Test y =.976(±.2)x (±1.497); r =.958 Train y =.956(±.11)x (±1.18); r =.996 Test y =.995(±.87)x (±12.871); r = Expected [Caffeic acid] (µm) 26/ Expected [Catechin] (µm) 13

14 Les llengües electròniques, tenen limitacions? 27/32 Són substitutòries del laboratori centralitzat? 28/32 14

15 Cal ser expert en (bio)sensors per fer-les servir? Alpha-MOS (Toulouse) 29/32 Acabaran subministrant una fitxa de cata? 3/32 15

16 Poden rivalitzar el sommelier o gran expert? 31/32 Jay Miller, The Wine Advocate Reflexions 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. 32/32 16