Data processing for life sciences measurements with gas chromatography-ion mobility spectrometry
- Autores: Sergio Oller Moreno
- Directores de la Tesis: Antonio Pardo Martínez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2018
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ivan Montoliu Roura (presid.), Santiago Marco Colás (secret.), Manel Alcalà Bernàrdez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería y Ciencias Aplicadas por la Universidad de Barcelona
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
Els avenços recents en instrumentació química i el progrés en les capacitats computacionals obren noves possibilitats per l’anàlisi de dades provinents de diversos camps en l’àmbit de les ciències de la vida, com la biologia, la medicina o la ciència de l’alimentació.
Una de les tècniques que s’ha beneficiat d’aquests avenços és la cromatografia de gasos – espectrometria de mobilitat d’ions (GC-IMS). Aquesta tècnica és útil per detectar compostos orgànics volàtils en mostres complexes. L’IMS és una tècnica analítica per caracteritzar substàncies químiques basada en la velocitat d’ions en fase gasosa en un camp elèctric, capaç de detectar traces d’alguns volàtils en concentracions de ppb ràpidament. Per augmentar-ne la selectivitat, un cromatògraf de gasos pot emprar-se per pre-separar la mostra, a expenses de la durada de l’anàlisi.
Tot i disposar de millores en la instrumentació i més poder computacional, calen millors algoritmes per extreure tota la informació de les mostres. En particular, GC-IMS no ha rebut molta atenció en comparació amb altres tècniques analítiques. En aquest treball, tractem alguns problemes de l’anàlisi de dades de GC-IMS: Pel que fa al pre-processat, explorem algoritmes d’estimació de la línia de base i en proposem una millora, adaptada a les necessitats de l’instrument. Aquest algoritme també s’utilitza en mostres de cromatografia de gasos espectrometria de masses (GC-MS), en tant que s’adapta correctament a ambdues tècniques. Caracteritzem els desalineaments espectrals que es produeixen en un estudi de diversos mesos de durada, i proposem un mètode d’alineat basat en splines cúbics monotònics per a la seva correcció i un interval de temps òptim entre dues mostres calibrants.
Explorem l’ús de mètodes de resolució multivariant de corbes (MCR) per a la deconvolució de pics solapats i la seva extracció en components purs. Proposem l’ús d’una finestra mòbil en el temps de retenció. Aquesta millora permet extreure més informació d’analits.
Finalment utilitzem alguns d’aquests desenvolupaments a dues aplicacions: la prevenció de frau en la classificació d’olis d’oliva, mesurada amb GC-IMS i la cerca de biomarcadors de càncer de pròstata en volàtils de la orina, feta amb GC-MS.
