Contribució a la Conferència de Química a Plovdiv: classificació de la poma per espectroscòpia de reflectació difusa VIS-NIR i einesquimiomètriques

El Dr. Jordi Cruz, juntament amb col·laboradors de Bulgaria, en G.Gergov i E.Kirilova de la Academia Búlgara de Ciències, O.Kostadinova, del Institut d’Electroquímica i Sistemes d’Energia, i K.Nikolova de la Facultat de Famàcia de la Universitat de Varna, acaben de presentar una contribució a la “12a Conferència de Química” celebrada en Plovdiv, entre els dies 12-14 d’Octubre.

El títol del pòster presentat va ser “Classificació de la poma per espectroscòpia de reflectació difusa VIS-NIR i eines quimiomètriques”.

Les pomes es troben entre les fruites més consumides a tot el món per les seves valuoses qualitats. En el treball presentat, es va presentar un estudi sobre l’aplicabilitat de l’espectroscòpia VIS-NIR, combinada amb mètodes quimiomètrics per a la classificació de diferents, varietats de pomes. L’espectroscòpia NIR té diverses avantatges en comparació amb la química convencional i altres tècniques físiques analítiques: es una tècnica no destructiva i les dades espectrals contenen informació valuosa sobre els tons de les bandes C-H i O-H, que són components estructurals crucials de les molècules de les pomes. En l’estudi, es van analitzar els espectres de reflectància difusa de tres varietats diferents de poma: Fuji, Red Star i Gala. Per aconseguir-ho, es va utilitzar un algorisme de selecció variable anomenat interval Partial Least Squares Discriminant Analysis (iPLS-DA) per identificar el millor rang espectral. El model obtingut amb aquest rang es va comparar després amb els resultats obtinguts aplicant la PLS-DA utilitzant el rang espectral VIS-NIR complet per discriminar pomes de diferents espècies.

Article publicat a Talanta Open: Avaluació crítica de les metodologies analítiques per a la discriminació del cànnabis i el cànem.

El Dr. Jordi Cruz acaba de publicar un article titulat “Critical evaluation of analytical methodologies for the discrimination of hemp and drug-type cànnabis”, amb en Daniel Gallart-Mateu, Sergio Armenta, Salvador Garrigues i Miguel de la Guardia, col·laboradors del Department de Química Analítica de la Universitat de València, a la revista Talanta Open.

La classificació de mostres de cànnabis com a tipus de cànem o droga és un problema cada cop més gran a tot el món. En aquest article, els autors van seleccionar proves colorimètriques i espectroscòpia infraroja i es van comparar críticament entre les tècniques disponibles. Les mostres de cànnabis amb diferents concentracions de THC i CBD es van analitzar mitjançant dispositius analítics basats en paper (µPAD) mitjançant la reacció colorimètrica de 4 aminofenols, espectroscòpia d’infraroig mitjà de reflectància total atenuada (ATR-MIR) i espectroscòpia d’infraroig proper de reflectància difusa (DR-NIR) .

Per a l’anàlisi µPAD, es van extreure mostres de cànnabis amb metanol i després es van barrejar amb reactius per desenvolupar el complex de colors. D’altra banda, els espectres MIR i NIR es van obtenir directament sobre mostres, i es va utilitzar Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA) per a la classificació del cànnabis. Totes les metodologies seleccionades discriminen amb èxit entre mostres de del cànnabis i el cànem. , sent adequades per ser utilitzades en el camp. A més, es van avaluar les metodologies analitzades juntament amb el mètode de referència, la cromatografia de gasos de acoblada a espectrometria de masses de (GC-MS) i es van comparar des d’un punt de vista de la química verda mitjançant els criteris AGREE.

Article publicat a Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy

El Dr. Jordi Cruz acaba de publicar un article titulat “Near infrared sensors for the precise characterization of salt content in canned tuna fish” a la revista Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, en colaboració amb l’IRTA (Institute of Agrifood Research and Technology).

Les tecnologies no invasives podrien ajudar a garantir els estàndards de qualitat de la tonyina en llauna. L’objectiu d’aquest estudi era investigar la capacitat dels espectròmetres d’infraroig proper de sobretaula (FT-NIR) i de baix cost (LC-NIR) per determinar el contingut de sal i la textura en el tonyin en llauna. La distribució del contingut de sal també es va investigar utilitzant imatges hiperespectrals (HSI) i tomografia computada. Es van adquirir espectres del tonyin en llauna i es va realitzar un anàlisi de referència. Es van utilitzar regressions de mínims quadrats parcials i anàlisi discriminant per desenvolupar models predictius de contingut de sal i models de classificació de textura.

Els errors predictius del contingut de sal van ser del 0,10%, 0,22% i 0,22% per a FT-NIR, LC-NIR i HSI, respectivament. No sempre es va distribuir homogeniament el contingut de sal a la llauna, cosa que es va atribuir a les diferències en el contingut de sal entre les parts internes i externes del tonyin. Els sensors de baix cost podrien ser una solució adequada per estandarditzar la producció i possibilitar l’etiquetatge nutricional precís, però es necessiten algoritmes més sofisticats per identificar defectes de textura.

Breu estada de Recerca a Bilbao

Les últimes dues setmanes el professor Jordi Cruz ha estat a la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea amb el Prof. José Manuel Amigo Rubio. També ha tingut el plaer de treballar amb Oier Jurado Martin, futur doctorand amb un futur prometedor.

Ham estat treballant a la detecció d’adulteracions en safrà fent servir espectroscopia NIR, ATR-IR, Raman, i també imatge hiperespectral i multiespectral. Del treball realitzat n’esperen poder publicar un o dos articles i ens plantegen demanar un projecte nacional a la propera convocatòria de desembre 2023.

El professor Jordi Cruz viatja a Miami per participar en un projecte de recerca amb doctorands de la facultat de Química de la Florida International University

Del 10 al 16 de juny el professor de l’EUSS, Jordi Cruz, va estar fent recerca amb doctorands de la facultat de Química de la Florida International University situada a Miami (Estats Units), en el marc d’una beca Erasmus+ KA 107.

Dins de la facultat de Química, va mantenir contacte amb el professor José Almirall i la professora associada Lauryn DeGreeff del departament de química forense. Per aquesta estada li van proporcionar dades de 3 estudiants de doctorand per a treballar:

En primer lloc, juntament amb Katherine Castro, van intentar veure l’afectació del temps i tipologia de contaminació en explosius i substrats com la pólvora, el C4 i el nitrat d’amoni, així com les relacions que es podien veure amb els cromatogrames de Cromatografia de Gasos-Masses (CGMS).

En segon lloc, amb Fantasia Whaley van monitoritzar mitjançant Multivariate Curve Resolution- Alternate Least Squares (MCR-ALS) com canvia la composició de la sang amb el pas del temps un cop aquesta surt del cos humà. Això es correlaciona amb el tipus de sang que els gossos policia que fan recerca poden detectar de cadàvers o de gent ferida.

Per acabar, va treballar amb les dades d’Agnes Winokour. Aquestes al provenir de la FBI són confidencials i no se’n pot publicar la temàtica, exceptuant si finalment es publica a una revista científica en forma d’article. 

A part del treball amb dades, va estar duent a terme un experiment amb gossos policia que detectaven components presents en explosius. Es van estar adquirint vídeos de com els gossos interactuaven amb la mostra, així com dades amb sensors que mesuraven la freqüència i la intensitat de respiració dels gossos. 

L’experiència del professor Jordi Cruz va ser molt enriquidora, va poder ajudar a estudiants de doctorat a extreure un plus de les dades que tenien fruit del seu treball experimental, en un departament directament connectat als estaments federals ( FBI, DEA, FDA) dels EEUU i de l’estat de Florida.

Jordi Cruz amb Fantasia Whaley (esquerra) i Katherine Castro ( dreta)

Departament de Física i Química de la FIU

Prova de detecció de components d’explosius