Un Método Prototipo para la Detección y Reconocimiento de Pigmentos en el Medio Ambiente Basado en la Simulación de Propiedades Ópticas
Autores: Pishchalnikov, Roman Y.; Chesalin, Denis D.; Kurkov, Vasiliy A.; Shkirina, Uliana A.; Laptinskaya, Polina K.; Novikov, Vasiliy S.; Kuznetsov, Sergey M.; Razjivin, Andrei P.; Moskovskiy, Maksim N.; Dorokhov, Alexey S.; Izmailov, Andrey Yu.; Gudkov, Sergey V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un Método Prototipo para la Detección y Reconocimiento de Pigmentos en el Medio Ambiente Basado en la Simulación de Propiedades Ópticas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Detección de pigmentos
Reconocimiento
Disolventes
Proteínas
Espectro de absorción
Modelado cuántico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
La posibilidad de detección y reconocimiento de pigmentos en diferentes entornos, como disolventes o proteínas, es una tarea desafiante y, al mismo tiempo, exigente. Puede ser necesaria en situaciones muy diversas: desde la identificación no destructiva in situ de pigmentos en pinturas hasta la detección temprana de infecciones fúngicas en cultivos y productos agroindustriales importantes. Por lo tanto, proponemos un método prototipo, cuya característica clave es un procedimiento que analiza la forma de línea de un espectro. La forma del espectro de absorción correspondiente a esta transición depende en gran medida del entorno inmediato de un pigmento y puede servir como un marcador para detectar la presencia de una molécula de pigmento particular en una muestra. Considerando los carotenoides como objeto de estudio, demostramos que la operación combinada del algoritmo de evolución diferencial y el modelado cuántico semiclasico de la respuesta óptica basado en una densidad espectral generalizada (el número de modos vibrónicos es arbitrario) nos permite distinguir modelos cuánticos del pigmento para diferentes disolventes. Además, se determina que para predecir las propiedades ópticas de pigmentos monoméricos en proteínas, es necesario crear una base de datos que contenga, para cada pigmento, además de los espectros de absorción medidos en un conjunto predefinido de disolventes, los parámetros del modelo cuántico encontrados utilizando evolución diferencial.
Descripción
La posibilidad de detección y reconocimiento de pigmentos en diferentes entornos, como disolventes o proteínas, es una tarea desafiante y, al mismo tiempo, exigente. Puede ser necesaria en situaciones muy diversas: desde la identificación no destructiva in situ de pigmentos en pinturas hasta la detección temprana de infecciones fúngicas en cultivos y productos agroindustriales importantes. Por lo tanto, proponemos un método prototipo, cuya característica clave es un procedimiento que analiza la forma de línea de un espectro. La forma del espectro de absorción correspondiente a esta transición depende en gran medida del entorno inmediato de un pigmento y puede servir como un marcador para detectar la presencia de una molécula de pigmento particular en una muestra. Considerando los carotenoides como objeto de estudio, demostramos que la operación combinada del algoritmo de evolución diferencial y el modelado cuántico semiclasico de la respuesta óptica basado en una densidad espectral generalizada (el número de modos vibrónicos es arbitrario) nos permite distinguir modelos cuánticos del pigmento para diferentes disolventes. Además, se determina que para predecir las propiedades ópticas de pigmentos monoméricos en proteínas, es necesario crear una base de datos que contenga, para cada pigmento, además de los espectros de absorción medidos en un conjunto predefinido de disolventes, los parámetros del modelo cuántico encontrados utilizando evolución diferencial.