Hacia la determinacion in situ de aminas biogenas.

Las aminas biógenas (AB) son una familia muy amplia de biomoléculas de bajo peso molecular que poseen en su estructura al menos un grupo amino. Realizan múltiples funciones, especialmente neurotransmisoras y hormonales, por lo que el organismo dispone de una ruta para su síntesis a partir de los aminoácidos precursores (descarboxilación con Aminoácido Descarboxilasa, AAAD); sin embargo, su exceso puede provocar problemas de intolerancia o intoxicaciones, por lo que también tiene mecanismos para su regulación (oxidación metabólica con Diamino Oxidasa, (DAO), o la ruta de la Monoaminooxidasa (MAO)..

DESARROLLOS EN MICROFLUÍDICA COMO TÉCNICA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE MÉTODOS RÁPIDOS EN EL CONTROL DE CALIDAD DE AMINAS

Se ha trabajado en la determinación analítica de aminas biógenas, ABs -tiramina como modelo- mediante reacción colorimétrica con nanopartículas de Au y sobre soporte de microfluidica en papel. La medida de color se lleva a cabo por la técnica ‘Digital Image Colorimetry, DIC’, con cámaras digitales-Smartphone para obtener colores básicos RGB y su posterior relación con la concentración. Ha sido orientado a su aplicación en el control rápido de alimentos. La técnica de microfluidica en papel ha requerido el estudio de distintos papeles cromatográficos, sus características de flujo y detección; así como consideraciones prácticas en la preparación de los chips-soportes de reacción. Tras su estudio, se ha considerado que los chips de papel Whatman grado 4 con forma de discos circulares de diámetro 8 mm preparados mediante corte con molde metálico han sido los que mejores resultados nos podían proporcionar en nuestra reacción.En un primer lugar, se han realizan experimentos con el formaldehído para caracterizar los factores que influyen en el proceso y se ha visto su aplicación en la determinación del formaldehído en agua.En la determinación de la tiramina en microfluidica en papel los mejores resultados se han obtenido con iluminación White y el canal red. Se ha realizado un diseño factorial, DOE, para saber cuáles son las condiciones óptimas: 30 mM Au, 25 ud/ml enzima y 1 M NaOH. Obtenemos un rango lineal menor que para el formaldehido y mayor sensibilidad. Se ha visto su aplicación en la determinación de la tiramina en vino blanco, donde se pueden apreciar dificultades debidas al efecto matriz.<br /

Activación y sensibilización de ensayos enzimáticos en el control de aminas biógenas

Estudio para la evaluación de la determinación analítica de cadaverina, parámetro de calidad en alimentos.El procedimiento está implementado en un soporte de papel la reacción se lleva a cabo mediante microfluídica.Se han caracterizado y sensibilizado etapas del procedimiento y se ha aplicado a muestras reales.<br /

Calibración multivariable en métodos con imágenes digitales

El TFG presenta un estudio teórico sobre la varianza de la información analítica y su modelización mediante diferentes regresiones. Se ha aplicado a sistemas cromáticos que son captados de imágenes digitales en diferentes condiciones de iluminación. Y de los cuales se mide la intensidad de los colores reflejados primarios R-G-B. Se ha demostrado que la varianza cromática se incrementa significativamente utilizando diferente tipo de iluminación. Así se han utilizado iluminaciones pan-cromáticas, y también monocromáticas. De modo que pueden obtenerse hasta un máximo de 12 variables cromáticas. El uso de regresiones multi-variables ha permitido modelizar la respuesta del sistema cromático formado por los iones sulfitos en la reacción de Boedecker. Mediante parámetros de calidad de las regresiones, se ha puesto de manifiesto, las diferencias entre regresiones: MLR, PCR y PLS. Así mismo, se evidencia la influencia del número de variables en la capacidad de predicción. En las mejores condiciones, se ha podido proponer una regresión para superar los efectos de varianza en muestras de vino blanco y predecir los contenidos de sulfito total. Los resultados han sido validados frente a resultados de métodos de referencia

Detección de aminas biógenas en la salubridad de alimentos, mediante métodos de tratamiento de imágenes digitales

Se han desarrollado métodos de colorimetría digital para la determinación de peróxido de hidrógeno y putrescina a través de cámara digital, con medidas del color RGB reflejado en tiras reactivas, con 3, 3', 5, 5'-tetrametilbencidina. Se estudiaron factores de reacción tales como: adición de la secuencia de reactivos y composición de surfactante. También se consideraron factores instrumentales: tipo de formato de imagen, número de píxeles, cámara digital y color de la iluminación de la escena digital. En primer lugar, se estudió y optimizó la determinación de HP en tiras reactivas comerciales con peroxidasa HRP y sustrato TMB. Se aplicaron tres procedimientos diferentes de calibración, entre lo que se incluyó redes neuronales artificiales, RNA. Las predicciones se llevaron a cabo no solo a partir de un único color sino también según valores de RGB. Se evidenciaron diferencias en las prestaciones analíticas, además de errores de predicción. La variación de color y el análisis de factores del proceso cromático demostraron que la componente R con iluminación blanca justificó el 67% de la variación cromática. La influencia de la iluminación evidenció que el la iluminación r favoreció el color R reflejado, que aumentó y justificó el 93% de la variación cromática. Se adaptaron estudios previos de detección de HP a putrescina como amina biógena sobre tiras reactivas. La enzima DiAminoOxidasa demostró ser un catalizador eficiente para la descomposición de la diamina con producción de HP. También se evaluó el rendimiento analítico en diferentes condiciones de iluminación. Se estudió y caracterizó interferencias tales como la cadaverine. Ese método se ha aplicado al control de aminas biógenas en embutidos. La comparación estadística con patrones de referencia demostró que no hubo errores sistemáticos en la determinación

Diferencias entre aminas biógenas mediante ensayos enzimáticos en soporte microfluídico

Se ha llevado a cabo un estudio para la evaluación de la determinación analítica de cadaverina y putrescina, aminas biógenas, que son parámetros de salubridad y calidad en alimentos. El método está basado en una reacción selectiva de oxidación enzimática de las aminas seguida de la reducción de Au(III) a Au (0) que aparece en forma de nanopartículas coloreadas. El procedimiento se implementa en un soporte de papel de pequeñas dimensiones y permite la captura de la imagen digital fotográfica de la reacción en un teléfono móvil. La transformación de los colores digitales a coordenadas RGB permite obtener una relación cuantitativa entre la intensidad colorimétrica y la concentración. En el caso presentado se obtiene una relación lineal óptima en la coordenada R y con una concentración de formaldehído en el rango 9-50 mg/L, de acetaldehído para 8-40 mg/L, de cadaverina en el rango 15-50 mg/L y de putrescina para 15-50 mg/L.<br /

Detección y diferenciación de aminas biógenas con técnicas espectroscópicas y de imagen digital

Se lleva a cabo la determinación de NH3, putrescina y cadaverina mediante técnicas de colorimetría digital.En un primer lugar, se realizan estudios que nos permitan obtener las mejores condiciones de análisis: el tipo de cámara empleada, el mejor formato de imagen y la iluminación. Los primeros experimentos realizados están basados en la reacción de NH3 con reactivo Nessler. Se obtienen condiciones óptimas a mayor concentración de reactivo Nessler y de PVA con detección más sensible bB. A partir de esas condiciones se lleva a cabo la determinación de NH3 mediante DIC obteniendo mejores resultados para wB y bB.En la determinación de putrescina y cadaverina mediante este procedimiento, los mejores resultados se obtienen con wB. Se tiene que la putrescina tiene mayor rango lineal aunque superior error de calibración que la cadaverina.Por otra parte se realizan experimentos para la diferenciación de ambas aminas mediante reacción con 2-aminobenzaldehido, obteniéndose mejores resultados con mayor rango lineal y menor error de calibración en condiciones wB.Los estudios de diferenciación para mezclas que contienen ambas aminas, muestran que el pH del tampón fosfato y la concentración de la DAO influyen en la putrescina de diferente manera que en la cadaverina, lo que permite diferenciar una de otra.Mediante calibración multivariada se ha podido determinar la concentración de las ABs realizando la medida de los colores BRG. Los mejores resultados se muestran por un lado con iluminante ‘b’ y colores reflejados BRG y por el otro con wB, gB y bB.<br /

Interpretación y modelización de medidas cromáticas en métodos de colorimetría de imagen digital.

Se aporta un punto de vista para la significación e interpretación de las señales cromáticas en los métodos DIC. Las metodologías de análisis de componentes principales y transformada de Fourier identifican y permiten destacar la presencia de una información determinística frente a componentes de ruido. Las nuevas propuestas de caracterización cromática basadas en la consideración de la varianza como descriptor cuantitativo de las medidas introducen un criterio de coherencia para la comparabilidad entre contextos diferentes. La metodología de convolución de señales supone un primer paso para modelizar la respuesta RGB de los canales DIC a partir de los espectros de los componentes clave en la generación de la imagen: espectros de 493 Transmitancia del complejo cromático, de emisión del iluminante y de sensibilidad del canal detector

Magnetic reduced graphene oxide/nickel/platinum nanoparticles micromotors for mycotoxin analysis

Magnetic reduced graphene oxide/nickel/platinum nanoparticles (rGO/Ni/PtNPs) micromotors for mycotoxin analysis in food samples were developed for food-safety diagnosis. While the utilization of self-propelled micromotors in bioassays has led to a fundamentally new approach, mainly due to the greatly enhanced target?receptor contacts owing to their continuous movement around the sample and the associated mixing effect, herein the magnetic properties of rGO/Ni/PtNPs micromotors for mycotoxin analysis are additionally explored. The micromotor-based strategy for targeted mycotoxin biosensing focused on the accurate control of micromotor-based operations: 1) on-the-move capture of free aptamers by exploiting the adsorption (outer rGO layer) and catalytic (inner PtNPs layer) properties and 2) micromotor stopped flow in just 2 min by exploiting the magnetic properties (intermediate Ni layer). This strategy allowed fumonisin B1 determination with high sensitivity (limit of detection: 0.70 ngmL@1) and excellent accuracy (error: 0.05% in certified reference material and quantitative recoveries of 104:4% in beer) even in the presence of concurrent ochratoxin A (105?108:8% in wines). These results confirm the developed approach as an innovative and reliable analytical tool for food-safety monitoring, and confirm the role of micromotors as a new paradigm in analytical chemistry.Ministerio de Economía y CompetitividadComunidad de Madri

Solving Color Reproducibility between Digital Devices: A Robust Approach of Smartphones Color Management for Chemical (Bio)Sensors

In the past twelve years, digital image colorimetry (DIC) on smartphones has acquired great importance as an alternative to the most common analytical techniques. This analysis method is based on fast, low-cost, and easily-accessible technology, which can provide quantitative information about an analyte through the color changes of a digital image. Despite the fact that DIC is very widespread, it is not exempt from a series of problems that are not fully resolved yet, such as variability of the measurements between smartphones, image format in which color information is stored, power distribution of the illuminant used for the measurements, among others. This article proposes a methodology for the standardization and correction of these problems using self-developed software, together with the use of a 3D printed light box. This methodology is applied to three different colorimetric analyses using different types and brands of smartphones, proving that comparable measurements between devices can be achieved. As color can be related to many target analytes, establishing this measurement methodology can lead to new control analysis applicable to diverse sectors such as alimentary, industrial, agrarian, or sanitary