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25 mayo de 2021
Perspectivas y Aplicaciones con el análisis FTIR
La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) es una técnica analítica no destructiva y sin etiquetas que se puede utilizar ampliamente para estudiar una amplia variedad de moléculas diferentes en una variedad de condiciones. El objetivo de esta revisión es discutir y destacar los avances recientes en las aplicaciones del método FTIR en diversos campos de la ciencia.
La espectroscopia FTIR genera imágenes de la composición química general de una muestra y proporciona huellas dactilares altamente específicas. Dependiendo del tipo de técnica de medición empleada se requerirá la preparación mínima de la muestra.
APLICACIONES
IDENTIFICACIÓN DE MICROORGANISMOS
La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) se introdujo en 1991 como una técnica para identificar, clasificar microbios y describir diferentes enfoques para la tipificación de cepas, desde entonces, ha ganado un interés creciente y ha experimentado una evolución notable.
Después de 20 años de investigación, el potencial de la espectroscopia FTIR para la identificación de microorganismos está bien documentado y la técnica se ha aplicado en muchos campos diferentes, como la microbiología alimentaria, el diagnóstico médico y la ecología microbiana. Algunos estudios se centraron en la diferenciación de solo unas pocas especies importantes, otros intentaron reunir bases de datos grandes y completas para una aplicación amplia y general en microbiología.
El método FTIR para la identificación de patógenos bacterianos humanos es rápido, confiable, económico y eficiente en el tiempo. Este método permite escaneos bioquímicos de células bacterianas completas o partes de las mismas a frecuencias infrarrojas (4.000-600 cm-1). Los espectros registrados deben transformarse posteriormente para minimizar la variabilidad de los datos y amplificar las diferencias espectrales de base química para facilitar la interpretación y el análisis de los espectros. Seguidamente, los espectros transformados se analizan mediante herramientas de reducción de datos, técnicas de regresión y métodos de clasificación. El análisis quimiométrico de los espectros FTIR es una técnica básica para discriminar entre bacterias a nivel de género y especie.
La Espectroscopia FTIR en combinación con técnicas quimiométricas exhibe un gran potencial para la identificación de especies microbianas. La confiabilidad de la identificación es alta tanto para bacterias como para levaduras e incluso los sistemas de tipificación sensibles obtienen altas tasas de clasificación.
De acuerdo con las opiniones de algunos expertos, la espectroscopia FTIR satisface las necesidades de investigación sobre preparaciones para comprender los procesos y mecanismos subyacentes a la liberación de fármacos. El uso de FTIR y la microscopía infrarroja, son herramientas potentes para superar las deficiencias de la detección infrarroja convencional.
Entre todas las técnicas disponibles para la identificación de especies, el FTIR es la única que se puede utilizar también para otras aplicaciones como en la industria farmacéutica, en donde la técnica del FTIR muestra un enorme potencial en la caracterización de fármacos, el control de calidad de los fármacos y la detección de muestras biológicas. La demás aplicaciones se detallan en la Tabla 1.
Principales áreas donde se aplica la técnica FTIR:
o Industria Farmacéutica (Productos farmacéuticos y nutracéuticos)
o Polímeros
o Ambiental
o Agroindustria
o Productos químicos y materiales
o Investigación en aceites esenciales, etc
Tabla 1. Aplicaciones con la técnica FTIR y Microscopía FTIR
Descripción
Uso
Cuantificación de etanol en antisépticos a base de etanol
Análisis de los efectos de la baja temperatura sobre la estructura secundaria de los anticuerpos VHH
Método de evaluación simplificado de ftalatos
Medición FT-NIR del valor de yodo en grasas
Análisis de estructuras secundarias de proteínas mediante imágenes FTIR
Medición de transmitancia FTIR de ángulo variable con polarización
Observación y medición de análisis de materiales extraños
Reducción del ruido del vapor de agua y el dióxido de carbono
Análisis cuantitativo de grasas trans en productos alimenticios utilizando un método FTIR-ATR
Análisis cuantitativo rápido FTIR de ácidos grasos trans a concentraciones extremadamente bajas utilizando una celda líquida
Microscopía FTIR para el análisis de laminados poliméricos en envases de bebidas
Análisis del deterioro de grasas industriales mediante ATR
Monitoreo simultáneo de gases de efecto invernadero con FTIR
Sistema de análisis de gas industrial – Análisis de gas PFC
Purificación de carvona en aceite de menta verde utilizando SFC con PDA de doble monitorización y FTIR
Análisis cuantitativo de gases mediante análisis de componentes múltiples y medición de intervalos
Identificación rápida de una droga ilegal usando NIR (Identificación de tableta de MDMA)
Análisis de monitorización simultánea de gases multicomponente en la atmósfera mediante cuantificación CLS
FTIR al vacío con celda de largo recorrido para el análisis de gases de baja concentración
Espectrómetro FTIR de vacío completo para análisis cuantitativo de trazas de gas (H2O en gas N2)
Análisis de polímeros automotrices usando FTIR con medición de muestra ATR
Microscopio de matriz lineal FTIR para análisis cualitativo de contaminantes semiconductores
Análisis de contaminantes mediante microscopía FTIR
Caracterización de tabletas farmacéuticas
Análisis cuantitativo de sólidos en polvo con FTIR-ATR
Análisis de estructuras secundarias (SSE) para la interpretación y el modelado de proteínas por infrarrojos
Fuente:
Wenning, M., & Scherer, S. (2013). Identification of microorganisms by FTIR spectroscopy: perspectives and limitations of the method. Applied microbiology and biotechnology, 97(16), 7111–7120.
Zarnowiec, P., Lechowicz, Ł., Czerwonka, G., & Kaca, W. (2015). Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) as a Tool for the Identification and Differentiation of Pathogenic Bacteria. Current medicinal chemistry, 22(14), 1710–1718.
Aplicaciones de la Espectroscopía Infrarroja Transformada por Fourier. JASCO.
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