Espectroscopía de infrarrojo cercano para la estimación del crecimiento de cultivos
Autores: Malletzidou, Lamprini; Kyratzopoulou, Eleni; Kyzaki, Nikoletta; Nerantzis, Evangelos; Kazakis, Nikolaos A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Espectroscopía de infrarrojo cercano para la estimación del crecimiento de cultivos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Espectroscopía de infrarrojo cercano
Cultivos
Crecimiento
Microalga
Reflectancia difusa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El presente estudio propone el uso de la espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR) como un método rápido para estimar el crecimiento de cultivos, evitando cualquier manipulación o tratamiento de muestra. La espectroscopía NIR en modo de reflectancia difusa se utilizó en volúmenes de cultivo tal como se recibieron, con Análisis de Componentes Principales (PCA) y regresión lineal de Mínimos Cuadrados Parciales (PLS), para desarrollar el modelo de calibración en el rango de longitud de onda de 1000-2500 nm, con el fin de elegir la longitud de onda apropiada para estimar el crecimiento de la microalga. El máximo de reflectancia local a 1062.6 nm, relacionado con la reducción de la absorción de agua y los efectos de dispersión por la microalga, fue identificado a partir del PCA como el pico positivo en la primera gráfica de carga, correlacionando la reflectancia difusa con los niveles de dilución. La curva de calibración de la reflectancia difusa a 1062.6 nm en respuesta a la dilución presentó una fuerte linealidad, respaldada por un coeficiente de determinación (R) de 0.995. La validación cruzada de los espectros NIR con un cultivo confirmó la fiabilidad del método, mostrando que el crecimiento sigue un patrón exponencial. El estudio muestra que la espectroscopía NIR de reflectancia difusa puede ser utilizada para el monitoreo rápido del crecimiento.
Descripción
El presente estudio propone el uso de la espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR) como un método rápido para estimar el crecimiento de cultivos, evitando cualquier manipulación o tratamiento de muestra. La espectroscopía NIR en modo de reflectancia difusa se utilizó en volúmenes de cultivo tal como se recibieron, con Análisis de Componentes Principales (PCA) y regresión lineal de Mínimos Cuadrados Parciales (PLS), para desarrollar el modelo de calibración en el rango de longitud de onda de 1000-2500 nm, con el fin de elegir la longitud de onda apropiada para estimar el crecimiento de la microalga. El máximo de reflectancia local a 1062.6 nm, relacionado con la reducción de la absorción de agua y los efectos de dispersión por la microalga, fue identificado a partir del PCA como el pico positivo en la primera gráfica de carga, correlacionando la reflectancia difusa con los niveles de dilución. La curva de calibración de la reflectancia difusa a 1062.6 nm en respuesta a la dilución presentó una fuerte linealidad, respaldada por un coeficiente de determinación (R) de 0.995. La validación cruzada de los espectros NIR con un cultivo confirmó la fiabilidad del método, mostrando que el crecimiento sigue un patrón exponencial. El estudio muestra que la espectroscopía NIR de reflectancia difusa puede ser utilizada para el monitoreo rápido del crecimiento.