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
Alguna micotoxina se cuantifica en ppm y su respuesta es válida.
Pero hay muchas micotoxinas que se cuantifican en ppb es decir mil veces menos. Como nos puede ayudar un Nir?.
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
Las micotoxinas se encuentran en muy pequeñas cantidades (ppm , ppb) en piensos y materias primas.
Como un Nir puede detectarlas?
Saludos
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