Análisis de micotoxinas con NIR

Estimada :
Hola de nuevo. Es interesante aquí el concepto de límite de detección. En el fondo un NIR registra absorción de energía por enlaces orgánicos y de alguna forma, en teoría, del ambiente molecular que rodea ese enlace. Por ejemplo aflatoxina tiene enlaces dobles Carbono-Carbono, enlaces C-H , enlaces C=0 . Muchos de esos enlaces están presentes en otras estructuras químicas presentes en la muestra donde se encontraría aflatoxina. En un NIR absorben energía los enlaces , no importando de que estructura esten formando parte. Por ejemplo en un aceite comestible, están los enlaces C=C en forma natural y la aflatoxina también los tiene. Lo que registra un NIR es absorbancia, entonces la pregunta es que nivel de absorbancia tienen 100 ppb del doble enlace C=C de la aflatoxina. Todos los equipo tienen un limite de capacidad de detectar absorbancia, a veces le llaman noise fotométrico. Si un instrumento por ejemplo tiene un ruido ( sin muestra presente) de 20 microAbsorbancia es imposible detecte absorbancias bajo es nivel. Es claro que la quemometría y las matemáticas normalmente usadas como PLS calculan muchas cosas y se pueden correr modelos matemáticos. Por ejemplo si tuviese una matriz de aceite vegetal y le voy agregando cantidades conocidas de aflatoxina en ppb, el espectro de la muestra en alguna parte, donde están los enlaces que forman la aflatoxina, debería notarse cambios de absorbancia, pero, en la vida real, en muestras problemas, cambia la concentración de todo entre muestra y muestra. Hay muchos paper dando vueltas que muestran experiencias similares, toman 1 muestra de algo y le van agragando cantidades conocidas de algo y construyen un Modelo matemático, que generalmente parece atractivo. Pero en la practica los modelos matemáticos no se construyen así. Según mi opinión, con NIR, es decir equipos que trabajan entre 1100 a 2600 nm, cuantificar ppb de algo en alimentos directos, molidos, sin extracción alguna para separar micotoxinas, me parece teoricamente difícil.
Si construye un modelo matemático, usando datos de ppb al poner una muestra le dará resultados en ppb, generalmente en el rango de las muestras que construyeron el Modelo matemático y es tentador pensar que está analizando micotoxinas.
Saludos Cordiales
Fernando Morgado

Estimada Ingeniero López :
La teoría indica que un NIR puede cuantificar desde 0.1%, obviamente en una matriz con concentraciones no superiores a 50-60% de Humedad. Pero ese 0.1% se refiere generalmente a proteínas, grasa, humedad, y similares. Cuantificar ppm , considerando además que los sistemas NIR son una medición de superficie de la muestra, en teoría la luz penetra sólo algunos milimetros, mi opinión personal es que cuantificar cualquier componente en alimentos en concentraciones de ppm no es posible. Claro que se pueden crear modelos matemáticos, claro que se puede poner una muestra y obtener un resultado en los rangos en que fue creado el Modelo matemático, pero que sea un predicción correcta de micotoxinas es otra cosa. Los modelos matemáticos NIR se evalúan inicialmente por su SEC ( error estandard de calibración). El SEC puede verse bajo, interesante, pero no es la realidad al momento de hacer una predicción de muestras que no sean parte del Modelo matemático. El valor importante es el SEP ( error estandard de predicción) es decir muestras pasadas en el NIR y que no son las misma muestras que crearon el modelo matemático. Este SEP obviamente es más alto que el SEC. Pero generalmente quienes ofrecen o venden modelos matemáticos para Micotoxina no transparentan este valor SEP. Muchas veces el SEP es tan grande , en comparación al rango en que se encuentra la micotoxina, que el error de la predicción puede ser cercano al 100% o más. Imagine un componente A que se encuentra en concentración 700 ppm y el SEP del Modelo matemático es de 300ppm, eso significa que el valor de la predicción es entonces 700 +/- 300 ppm, el error es altísimo. Por otro lado, todos sabemos que el análisis NIR es dependiente de la Matriz, es decir, hay que tener modelos matemáticos para micotoxinas dedicados a la matriz que se medirá. ( por matriz me refiero a trigo, avena, etc). A modo personal he tratado de crear modelos matemáticos de otros tipos de estructuras como antioxidantes, histamina, etc, que se encuentran en bajas concentraciones , siendo los SEP siempre altos, demasiado como para ser usados los resultados con certeza. En mi opinión es que se puede obtener un resultado, pero ante un análisis AST E122 para modelos multivariados, de seguro el modelo matemático no podrá ser validado. Lo anterior significa que el modelo matemático estadisticamente da los mismo resultados que un NIR.
Saludos Cordiales
Fernando Morgado

Buen comentario Dr. Juan Ruffino, para efectos de reclamos la técnica NIR no es reconocida, y la variabilidad en la composición de muestra versus composición estándar que ha sido calibrada puede terminar evidenciando un sesgo entre el resultado real versus el que genere el NIR. Esto no indica que la técnica sea mala, pero que si debe retroalimentarse con nuevas curvas de calibración ante muestras con un perfil de composición diferente. Pero en definitiva en cuanto a materias primas fijas ahorra tiempo y dinero por cada resultado obtenido. Saludos

Buenos días a todos, Espero se encuentre bien en sus hogares. Estimada Dra Ana Garrido, la explicación precedente de don Bernardo Serrano, resume de forma clara y concisa lo que quise expresar en mi post. Además, no estoy descalificando la técnica, sino que indico, que como todas las técnicas, tiene ventajas y desventajas, las cuales intenté explicar. Saludos Cordiales!

Saludos a todos los foristas . Dra. Ana Garrido , entiendo su interrogante respecto a lo que comenta Juan Ruffino en la segunda desventaja del NIR. Sin duda el NIR es una herramienta con resultados rápidos que da mayor seguridad en la calidad durante todo el proceso productivo desde la entrada de materias primas , su proceso y el producto final .Pero para fines de reclamación Cliente - Proveedor no es un método muy aceptado como método primario . Para dicha situación tendrían que utilizarse los métodos primarios reconocidos . La razón principal se debe a la sensibilidad del NIR. Por ejemplo, la Soya que se recibe de diferentes orígenes , una sola curva de calibración no es válida para todas las Soyas. Cada vez que se cambie la fórmula del producto terminado , tendrán que correrse curvas de calibración para producto, aún siendo el mismo producto terminado . Creo entender que esto último es lo que refiere Juan Ruffino. Si ese es el caso , estoy totalmente de acuerdo con . Por años he preguntado a proveedores del NIR, porque una Soya, Girasol, pescado, etc. Se tienen que analizar curvas de calibración para cada una por origen . Lo anterior resulta caro y lleva mucho tiempo . Con las curvas realizadas , el análisis es muy rápido . Dicha pregunta no me ha sido contundentemente contestada . Espero que en este foro nos puedan ilustrar al respecto . Por su atención , gracias

Buenos días a todos, Solo recordar que la técnica NIR, si bien suele ser rapida y de bajo costo tiene algunas contras importantes. 1) Es un método secundario. Esto implica que si tienen un reclamo, el valor informado deberá validarse contra un método primario. Entonces, no remplaza a un HPLC ni Dumas ni una analizador termogravinétrico u otros, todos métodos primarios. O sea, es una método secundario y complementario cuyos resultados deben ser validados contra un método primario con cierta frecuencia. 2) el cambio de composición de la muestra analizar puede invalidar las curvas de calibración, dado que los NIR son sensibles a ese tema. Por ejemplo si una mezcla es 40% de un compuesto y 60 % de otro... difícilmente mida mezclas diferentes o las mida con error. Entonces es un método sensible a este tema que puede a inducir a errores. Saludos !

Saludos foristas En el caso de los NIR, independientemente Del software de los equipos, marcas y modelos de los mismos son muy personalizados entre sí , es decir, cada equipo deberá tener su propia curva de calibración, y solamente se tendrá cierta confianza de repetibilidad en el mismo equipo y no entre equipos . Lo anterior sería lo más recomendable. Espera les sea útil la opinión . Saludos

Denize Buena tarde desde México. Aun no recibo información en mi correo de lo solicitado el pasado Marzo del año 2019 sobre: 1).- Son compatible las curvas de micotoxinas del software que opera la plataforma Pegasus con los distintos software que se tienen en el mercado de los Infrarrojos?. Como Perten, Foss, Unity, etc. 2).- y que características de rango de nm deben tener los equipos para las lecturas en Plataforma Pegasus? Cordial saludo

Saludos y feliz año 2020 a todos los foristas. En nuestra experiencia , el NIR es una excelente herramienta para el análisis de micotoxinas en los granos . Para el caso de las almendras debe funcionar bien, solo tener cuidado que se corra curvas de calibracion por variedad y si es posible por origen , dando resultados muy confiables. Saludos