PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA CARACTERIZAR UN TEJIDO BIOLÓGICO PIGMENTADO.
Procedimiento para determinar el contenido en un compuesto cromóforo y no fluorescente (34),
llamado primer compuesto, en un tejido (30) de una entidad biológica, comprendiendo dicho tejido biológico (30) además un compuesto cromóforo y fluorescente (33), llamado segundo compuesto, comprendiendo dicho procedimiento al menos una iteración de las operaciones siguientes: - Emisión por medios de emisión (11, 12), en la dirección de dicho tejido (30), de una primera radiación óptica (111), llamada de medida, y de una segunda radiación óptica (121), llamada de referencia, cada una escogida para inducir una radiación de fluorescencia del dicho segundo compuesto (33), absorbiéndose parcialmente cada una de dichas primera y segunda radiaciones (111, 121) por el dicho primer compuesto (34), - Medida, por medios de medida (21, 22), de dichas radiaciones de fluorescencia (112, 122) inducidas por dichas primera y segunda radiaciones (111, 121), y - Determinación, a partir de dicha primera medida, del contenido de dicho primer compuesto (34) en dicho tejido (30); caracterizado por que dicho procedimiento comprende además al menos una compensación de una saturación de medida debida a una absorción demasiado grande de dicha radiación de medida (111) por dicho primer compuesto (34), comprendiendo dicha compensación una elección, para dicha radiación de medida de una longitud de onda correspondiente a una absorción inferior en el espectro de absorción del primer compuesto (34)
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2008/050911.
Solicitante: FORCE-A
CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS)
UNIVERSITÉ PARIS-SUD.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: CENTRE UNIVERSITAIRE PARIS-SUD BÂTIMENT 503 91400 ORSAY FRANCIA.
Inventor/es: GOULAS,YVES, CEROVIC,ZORAN, MOISE,Nicolae, LATOUCHE,Gwendal.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 27 de Mayo de 2008.
Clasificación Internacional de Patentes:
- G01N21/64 FISICA. › G01 METROLOGIA; ENSAYOS. › G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 21/00 Investigación o análisis de los materiales por la utilización de medios ópticos, es decir, utilizando rayos infrarrojos, visibles o ultravioletas (G01N 3/00 - G01N 19/00 tienen prioridad). › Fluorescencia; Fosforescencia.
- G01N21/64P
Clasificación PCT:
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
PDF original: ES-2363925_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
La presente invención se refiere a un procedimiento para caracterizar un tejido biológico pigmentado. También se refiere a un sistema que aplica este procedimiento.
Más particularmente, la invención se refiere a un procedimiento y un sistema para caracterizar un tejido de una entidad biológica, tal como una baya, que comprende un primer compuesto cromóforo poco o no fluorescente, tal como una antocianina o un flavonol, y un segundo compuesto cromóforo fluorescente, tal como la clorofila. La caracterización pretende determinar el contenido del primer compuesto en el tejido biológico. Una caracterización de este tipo de un tejido biológico presenta un gran interés. Por ejemplo, en el campo vinícola, el contenido en antocianinas de los granos de uva representa información con respecto a su madurez y la calidad del vino obtenido a partir de estos granos de uva. En el campo nutricional, el contenido en flavonol de la piel de los frutos y las verduras es un indicador de su valor nutricional.
El documento FR 2 830 325 desvela un instrumento óptico que permite medir, por efecto pantalla, características de absorción luminosa de una muestra de tejido biológico que comprende un primer compuesto cromóforo no fluorescente y un segundo compuesto cromóforo y fluorescente. El procedimiento desvelado en este documento consiste en medir la fluorescencia inducida por excitación del segundo compuesto por una primera y una segunda radiación, de longitudes de onda diferentes y que aclaran la muestra de tejido biológico. Una de estas radiaciones, llamada de referencia, es ligeramente o nada absorbida por el primer compuesto mientras que la otra, llamada de medida, es relativamente bien absorbida. Midiendo la fluorescencia inducida por ambas radiaciones y hallando la relación de las fluorescencias medidas, el procedimiento permite medir las características de absorción luminosa de la muestra y como resultado el contenido del primer compuesto en el tejido biológico.
El procedimiento desvelado en el documento de Hagen, "Chlorophyll fluorescente as a tool for non-destructive estimation of anthocyanins and total flavonoids in apples", POSTHARVEST BIOLOGY AND TECHNOLOGY, vol. 41, Nº. 2, agosto de 2006, páginas 156-163, para determinar el contenido en un compuesto cromóforo y no fluorescente es comparable al desvelado en el documento FR2830325, y comprende las características del preámbulo de la reivindicación independiente 1.
Sin embargo, la evolución del contenido del primer compuesto, cromóforo, no fluorescente, provoca una saturación de la medida de la radiación de fluorescencia inducidas por la primera radiación. Cuando la concentración del primer compuesto en el tejido aumenta, la absorción de la radiación de medida por el primer compuesto también aumenta. La radiación de fluorescencia inducida por la radiación de medida se vuelve cada vez más débil y ya no puede distinguirse del ruido de medida. Ocurre también que, cuando la concentración del primer compuesto en el tejido aumenta, la radiación de referencia comienza a verse afectada. En la presente descripción, estos fenómenos se denominarán "saturación".
La inmensa mayoría de los procedimientos y sistemas actualmente conocidos se limitan a caracterizar un tejido biológico hasta alcanzar la saturación. Entre estos sistemas podemos citar a los basados en la calorimetría, que además de la saturación, encuentran problemas vinculados a los depósitos que pueden estar presentes sobre el tejido biológico y pueden afectar a las medidas. También se pueden mencionar los sistemas basados en espectroscopia infrarroja que encuentra problemas vinculados a la presencia de agua en el tejido biológico y que realizan una determinación del contenido del primer compuesto en base a una deducción empírica quimiométrica.
Otros procedimientos y sistemas para caracterizar un tejido biológico permiten evitar la saturación mediante operaciones de disoluciones en laboratorio. Un inconveniente de dichos procedimientos y sistemas es que son destructivos.
Un objetivo de la invención es proponer un nuevo procedimiento y un sistema que permita caracterizar un tejido biológico más allá de la saturación de manera no destructiva y no invasiva.
Otro objetivo de la invención es proponer un nuevo procedimiento y un sistema que permita caracterizar un tejido biológico más allá de la saturación y que pueda utilizarse in situ.
Por lo tanto, la invención propone un procedimiento para determinar, el contenido de un compuesto cromóforo no fluorescente, llamado primer compuesto, de un tejido biológico de una entidad biológica, comprendiendo además el tejido biológico un compuesto cromóforo y fluorescente, llamado segundo compuesto, comprendiendo este procedimiento al menos una iteración de las operaciones siguientes:
- Emisión por medios de emisión, en la dirección del tejido, de una primera radiación óptica, llamada de medida, y de una segunda radiación óptica, llamada de referencia, cada una escogida para inducir una radiación de fluorescencia del segundo compuesto, estando cada una de la primera y segunda radiaciones parcialmente absorbida por el primer compuesto,
- Medida, por medios de medida,
- Radiaciones de fluorescencia inducidas por la primera y segunda radiación, y
- Determinación, a partir de la medida, del contenido del primer compuesto en el tejido;
**(Ver fórmula)**
El procedimiento según la invención se caracteriza por que comprende además al menos una compensación de una saturación de medida debida a una absorción demasiado grande de la radiación de medida por el primer compuesto, debida a un contenido demasiado grande del primer compuesto, comprendiendo la compensación una elección, para la radiación de medida, de una longitud de onda correspondiente a una absorción inferior en el espectro de absorción del primer compuesto.
Por lo tanto, el procedimiento según la invención permite realizar la caracterización de un tejido biológico de una entidad biológica, más allá de una saturación debida a un contenido demasiado grande del primer compuesto, es decir, a una absorción demasiado grande de la radiación de medida por el primer compuesto, por el desplazamiento de la longitud de onda de la radiación de medida hacia una longitud de onda de absorción inferior en el espectro de absorción del primer compuesto. Además, ya no requiere operaciones en laboratorio, el procedimiento según la invención no es destructivo ni invasivo y puede ser aplicado in situ.
Ventajosamente, el procedimiento según la invención puede además comprender una emisión, por los medios de emisión, con la dirección del tejido, de una tercera radiación óptica, llamada suplementaria, escogida para inducir una radiación de fluorescencia del segundo compuesto. En este caso, el procedimiento según la invención comprende medir la radiación de fluorescencia inducida por la radiación suplementaria. Después, esta medida se utiliza para determinar si la radiación de referencia se ve afectada o no por el primer compuesto. En efecto, en función de la relación de la radiación de fluorescencia inducida por ambas radiaciones, de referencia y suplementaria, y de la variación de esta relación, podemos determinar si la radiación de referencia se ve afectada o no por el primer compuesto. Cuando se detecta que la radiación de referencia se ve afectada por el primer compuesto, hay que realizar una compensación de saturación, por ejemplo invirtiendo la relación medida.
Según, un primer aspecto de la invención, cuando el contenido del tejido en el primer compuesto aumenta de modo que el primer compuesto afecta a la radiación de referencia, la longitud de onda escogida por la radiación de medida después de la saturación corresponde a una longitud de onda situada alrededor de la longitud de onda de la radiación de referencia antes de la saturación. Según este primer aspecto de la invención, cuando se produce la saturación, se elige una nueva longitud de onda para la radiación de medida. La nueva longitud de onda elegida como la radiación de medida puede ser la longitud de onda de la radiación de referencia antes de la saturación. Cuando la distancia entre el tejido biológico y los medios de emisión y los medios de medida es fija, no es necesario utilizar una radiación de referencia. Sin embargo la primera radiación de medida, incluso saturada, puede utilizarse en la relación medida.
Cuando la distancia entre el tejido biológico y los medios de emisión y los medios de medida no es fija, la longitud... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para determinar el contenido en un compuesto cromóforo y no fluorescente (34), llamado primer compuesto, en un tejido (30) de una entidad biológica, comprendiendo dicho tejido biológico (30) además un compuesto cromóforo y fluorescente (33), llamado segundo compuesto, comprendiendo dicho procedimiento al menos una iteración de las operaciones siguientes:
- Emisión por medios de emisión (11, 12), en la dirección de dicho tejido (30), de una primera radiación óptica (111), llamada de medida, y de una segunda radiación óptica (121), llamada de referencia, cada una escogida para inducir una radiación de fluorescencia del dicho segundo compuesto (33), absorbiéndose parcialmente cada una de dichas primera y segunda radiaciones (111, 121) por el dicho primer compuesto (34),
- Medida, por medios de medida (21, 22), de dichas radiaciones de fluorescencia (112, 122) inducidas por dichas primera y segunda radiaciones (111, 121), y
- Determinación, a partir de dicha primera medida, del contenido de dicho primer compuesto (34) en dicho tejido (30);
caracterizado por que dicho procedimiento comprende además al menos una compensación de una saturación de medida debida a una absorción demasiado grande de dicha radiación de medida (111) por dicho primer compuesto (34), comprendiendo dicha compensación una elección, para dicha radiación de medida de una longitud de onda correspondiente a una absorción inferior en el espectro de absorción del primer compuesto (34).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende además una emisión, mediante los medios de emisión (13), en la dirección de dicho tejido biológico (30), de una tercera radiación óptica (131), llamada suplementaria, escogida de manera que induce una radiación de fluorescencia (132) de dicho segundo compuesto (33), comprendiendo dicho procedimiento además una medida de radiación de fluorescencia (132) inducida por dicha radiación suplementaria (131), utilizándose dicha medida para determinar si la radiación de referencia (121) se ve afectada o no por el primer compuesto (34).
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que, cuando el contenido del tejido biológico (30) en el primer compuesto (34) afecta a la radiación de referencia (121), la longitud de onda escogida para la radiación de medida (111) después de la saturación corresponde a una longitud de onda situada alrededor de la longitud de onda de la radiación de referencia (121) antes de la saturación.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por que comprende, cuando la distancia entre el tejido biológico (30) y los medios de emisión (11, 12, 13) y los medios de medida (21) no es fija, una elección de una nueva longitud de onda para la radiación de referencia después de la saturación, estando menos afectada dicha nueva longitud de onda por el contenido en el primer compuesto.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que cuando la distancia entre el tejido biológico (30) y los medios de emisión (11, 12, 13) y los medios de medida (21, 22) no es fija, la nueva longitud de onda escogida para la radiación de referencia después de la saturación corresponde a una longitud de onda que se sitúa alrededor de la longitud de onda de la radiación suplementaria (131).
6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que, cuando la longitud de onda de referencia (121) no se ve afectada por el contenido del primer compuesto (34) en el tejido biológico (30), la longitud de onda escogida por la radiación de medida (111) corresponde a una absorción inferior por el primer compuesto (34) que una longitud de onda, llamada límite, para la cual se produciría una saturación potencial para un contenido máximo previsto del primer compuesto (34) en el tejido biológico (30).
7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende una modificación de la longitud de onda de la radiación de medida (111) y/o de la radiación de referencia (121) en función de una característica fisicoquímica que tiene una influencia sobre el espectro de absorción del primer compuesto (34) y/o sobre el espectro de fluorescencia del segundo compuesto (33).
8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que al menos una de las radiaciones de referencia (121) y las radiaciones de medida (111) se emite a una intensidad predeterminada y la otra radiación se emite a una intensidad variable de modo que las radiaciones de fluorescencia inducidas (122, 112) por cada una de las dichas radiaciones de referencia (121) y de medida (111) sean iguales en intensidad.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que la intensidad de la radiación de medida se ajusta en función de una señal, llamada de control, con respecto a las radiaciones de fluorescencia inducidas, por una parte por la radiación de medida y por otra parte por la radiación de referencia.
10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que las intensidades de las radiaciones de medida (111) y las radiaciones de referencia (121) varían de manera alternada, en desplazamiento de fase, a una frecuencia predeterminada.
11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende una sincronización de las radiaciones (111, 121, 131) por modulación de fase.
**(Ver fórmula)**
5 12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que cada una de las radiaciones de medida (111) y radiaciones de referencia (121) se emite en forma de impulsos.
13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la determinación del contenido del primer compuesto (34) comprende un cálculo de la relación:
**(Ver fórmula)**
14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende una 15 determinación de la evolución, en el tiempo, del contenido del primer compuesto (34) en el tejido biológico (30).
15. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 14, caracterizado por que el tejido biológico es la piel de un grano de uva y el segundo compuesto es clorofila:
- cuando el primer compuesto es una antocianina:
O la longitud de onda de la radiación de medida antes de la saturación está entre 500 y 600 nm, O la longitud de onda de la radiación de referencia antes de la saturación está entre 600 y 700 nm, O la longitud de onda de la radiación suplementaria es entre 400 y 500 nm, O la longitud de onda de la radiación de medida después de la saturación está entre 600 y 700 nm, O la longitud de onda de la radiación de referencia después de la saturación está entre 400 y 500 nm; y
- cuando el primer compuesto es un flavonol:
O la longitud de onda de la radiación de medida antes de la saturación está entre 300 y 400 nm, O la longitud de onda de la radiación de referencia antes de la saturación está entre 600 y 700 nm, O la longitud de onda de la radiación de medida después de la saturación está entre 400 y 500 nm, O la longitud de onda de la radiación de referencia después de la saturación está entre 600 y 700 nm.
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