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 | Acesso ao texto completo restrito à biblioteca da Embrapa Gado de Leite. Para informações adicionais entre em contato com cnpgl.biblioteca@embrapa.br. |
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Registro Completo |
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Biblioteca(s): |
Embrapa Gado de Leite; Embrapa Instrumentação. |
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Data corrente: |
28/09/2022 |
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Data da última atualização: |
28/09/2022 |
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Tipo da produção científica: |
Artigo em Periódico Indexado |
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Autoria: |
COATRINI-SOARES, A.; COATRINI-SOARES, J.; POPOLIN NETO, M.; MELLO, S. S. de; PINTO, D. S. C.; CARVALHO, W. A.; GILMORE, M. S.; PIAZZETTA, M. H. O.; GOBBI, A. L.; BRANDÃO, H. M.; PAULOVICH, F. V.; OLIVEIRA JR, O. N.; MATTOSO, L. H. C. |
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Afiliação: |
LUIZ HENRIQUE CAPPARELLI MATTOSO, CNPDIA. |
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Título: |
Microfluidic E-tongue to diagnose bovine mastitis with milk samples using machine learning with decision tree models. |
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Ano de publicação: |
2022 |
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Fonte/Imprenta: |
Chemical Engineering Journal, v. 451, e138523, 2022. |
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Páginas: |
1 - 9 |
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ISSN: |
1385-8947 |
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DOI: |
https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138523 |
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Idioma: |
Inglês |
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Conteúdo: |
We report an electronic tongue based on impedance spectroscopy to detect Staphylococcus aureus and diagnose bovine mastitis in milk samples. This was achieved with optimized sensing units made with layer-by-layer films and by treating the capacitance data with machine learning algorithms employing decision trees models. These films were made with chitosan, chondroitin sulfate, sericin and gold nanoparticles /sericin, whose molecularlevel interaction with S.aureus depended on the architecture according to PM-IRRAS measurements. The limit of detection in blank milk varied from 3.41 to 2.01 CFU/mL depending on the sensing unit. This sensitivity was complemented with the selectivity provided by combining the electrical responses of the four sensing units. Indeed, with machine learning it was possible to determine multidimensional calibration spaces (MCS) that could generate rules to explain how the milk samples could be discriminated. With a 7-dimension MCS, distinct S. aureus concentrations could be distinguished from possible interferents with a 100 % accuracy. In crude milk samples, 94 % accuracy was obtained with a 6-dimension MCS in multiclass classification for milk from different udders of a mastitis infected cow, including samples diluted 50-fold, in addition to milk from an infected cow treated with Bronopol and from a healthy cow. It is significant that in a ternary classification with these crude milk samples, a 2-dimension MCS could distinguish between milk from an infected cow, treated with Bronopol and from a healthy cow with 100 % accuracy. The combination of electronic tongues and machine learning ? as in this proof-of-concept study - is promising for diagnosis of mastitis at a low cost. MenosWe report an electronic tongue based on impedance spectroscopy to detect Staphylococcus aureus and diagnose bovine mastitis in milk samples. This was achieved with optimized sensing units made with layer-by-layer films and by treating the capacitance data with machine learning algorithms employing decision trees models. These films were made with chitosan, chondroitin sulfate, sericin and gold nanoparticles /sericin, whose molecularlevel interaction with S.aureus depended on the architecture according to PM-IRRAS measurements. The limit of detection in blank milk varied from 3.41 to 2.01 CFU/mL depending on the sensing unit. This sensitivity was complemented with the selectivity provided by combining the electrical responses of the four sensing units. Indeed, with machine learning it was possible to determine multidimensional calibration spaces (MCS) that could generate rules to explain how the milk samples could be discriminated. With a 7-dimension MCS, distinct S. aureus concentrations could be distinguished from possible interferents with a 100 % accuracy. In crude milk samples, 94 % accuracy was obtained with a 6-dimension MCS in multiclass classification for milk from different udders of a mastitis infected cow, including samples diluted 50-fold, in addition to milk from an infected cow treated with Bronopol and from a healthy cow. It is significant that in a ternary classification with these crude milk samples, a 2-dimension MCS could distinguish between milk from an i... Mostrar Tudo |
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Palavras-Chave: |
Impedance spectroscopy; Machine learning; Mastite; Multidimensional calibration space; S aureus; Sensors. |
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Thesagro: |
Bovino; Doença Animal; Gado Leiteiro. |
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Categoria do assunto: |
--
L Ciência Animal e Produtos de Origem Animal |
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Marc: |
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520 $aWe report an electronic tongue based on impedance spectroscopy to detect Staphylococcus aureus and diagnose bovine mastitis in milk samples. This was achieved with optimized sensing units made with layer-by-layer films and by treating the capacitance data with machine learning algorithms employing decision trees models. These films were made with chitosan, chondroitin sulfate, sericin and gold nanoparticles /sericin, whose molecularlevel interaction with S.aureus depended on the architecture according to PM-IRRAS measurements. The limit of detection in blank milk varied from 3.41 to 2.01 CFU/mL depending on the sensing unit. This sensitivity was complemented with the selectivity provided by combining the electrical responses of the four sensing units. Indeed, with machine learning it was possible to determine multidimensional calibration spaces (MCS) that could generate rules to explain how the milk samples could be discriminated. With a 7-dimension MCS, distinct S. aureus concentrations could be distinguished from possible interferents with a 100 % accuracy. In crude milk samples, 94 % accuracy was obtained with a 6-dimension MCS in multiclass classification for milk from different udders of a mastitis infected cow, including samples diluted 50-fold, in addition to milk from an infected cow treated with Bronopol and from a healthy cow. It is significant that in a ternary classification with these crude milk samples, a 2-dimension MCS could distinguish between milk from an infected cow, treated with Bronopol and from a healthy cow with 100 % accuracy. The combination of electronic tongues and machine learning ? as in this proof-of-concept study - is promising for diagnosis of mastitis at a low cost.
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Registro original: |
Embrapa Instrumentação (CNPDIA) |
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| Registros recuperados : 46 | |
| 1. |  | HIROSE, E.; GOBBI, A. L.; LUCINI, T. Biologia de ninfas de mosca branca Bemisia tabaci Biótipo B (Hemiptera: Aleyrodidae) em cultivares de soja. In: REUNIÃO DE PESQUISA DE SOJA DA REGIÃO CENTRAL DO BRASIL, 32., 2011, São Pedro, SP. Resumos expandidos... Londrina: Embrapa Soja, 2011. p. 82-84. Editado por Adilson de Oliveira Junior, Odilon Ferreira Saraiva, Regina Maria Villas Bôas de Campos Leite.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Soja. |
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| 3. | | HIROSE, E.; GOBBI, A. L.; VICENTINI, R.; VASCO, F. R.; HOFFMANN-CAMPO, C. B. Preferência de Bemisia tabaci, biótipo B (Hemiptera: aleyrodidae) a genótipos de soja. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE SOJA, 6., 2012, Cuiabá. Soja: integração nacional e desenvolvimento sustentável: resumos. Brasília, DF: Embrapa, 2012. p. 40, res. 47.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Soja. |
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| 4. | | HIROSE, E.; GOBBI, A. L.; VICENTINI, R.; VASCO, F. R.; HOFFMANN-CAMPO, C. B. Preferência de Bemisia tabaci, biótipo B (Hemiptera: aleyrodidae) a genótipos de soja. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE SOJA, 6., 2012, Cuiabá. Soja: integração nacional e desenvolvimento sustentável: anais. Brasília, DF: Embrapa, 2012. 4 p. 1 CD-ROM.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Soja. |
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| 5. | | HIROSE, E.; BUENO, A. F.; VIEIRA, S. S.; GOBBI, A. L. Danos causados por diferentes níveis de infestação de Bemisia tabaci Biótipo B (Hemiptera: aleyrodidae) em soja. In: REUNIÃO DE PESQUISA DE SOJA DA REGIÃO CENTRAL DO BRASIL, 31., 2010, Brasília, DF. Resumos... Londrina: Embrapa Soja, 2010. p. 84-86. Editores técnicos: Adilson de Oliveira Junior, Odilon Ferreira Saraiva, Regina Maria Villas Bôas de Campo Leite, César de Castro, Jussara Flores de Oliveira Arbues, Wellington Cavalcanti.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Soja. |
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| 7. | | VIEIRA, S. S.; BUENO, R. C. O. de F.; BUENO, A. de F.; BOFF, M. I. C.; GOBBI, A. L. Different timing of whitefly control and soybean yield. Ciência Rural, Santa Maria, v. 43, n. 2, p. 247-253, fev. 2013.| Tipo: Artigo em Periódico Indexado | Circulação/Nível: A - 2 |
| Biblioteca(s): Embrapa Soja. |
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| 8. | | BUENO, A. de F.; BUENO, A. F.; GOBBI, A. L.; VASCO, F. R.; LOBO, R. S. V.; SIQUEIRA, J. R.; VIEIRA, S. S. Avaliação de táticas de manejo integrado de pragas na cultura da soja. In: SIMPÓSIO DE CONTROLE BIOLÓGICO, 11., 2009, Bento Gonçalves. [Resumos...]. São Leopoldo: UNISINOS, 2009. 1 CD-ROM. XI SICONBIOL.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Soja. |
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| 10. | | VIEIRA, S. S.; BUENO, A. F.; BOFF, M. I. C.; BUENO, R. C. O. F.; GOBBI, A. L.; VASCO, F. R.; CARMO, E. L. Controle químico da mosca-branca, na cultura da soja, e o impacto dos inseticidas em Encarsia sp. In: REUNIÃO DE PESQUISA DE SOJA DA REGIÃO CENTRAL DO BRASIL, 30., 2008, Rio Verde. Resumos... Londrina: Embrapa Soja, 2008. p. 116-118. (Embrapa Soja. Documentos, 304). Organizado por Odilon Ferreira Saraiva, César de Castro, Regina Maria Villas Bôas de Campos Leite, Fábio Alvares de Oliveira.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Soja. |
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| 11. | | GOBBI, A. L.; VASCO, F. R.; BUENO, A. de F.; BUENO, R. C. O. F.; VIEIRA, S. S.; SIQUEIRA, J. R.; LOBO, R. S. V. Controle de Spodoptera cosmidoides com diferentes inseticidas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE SOJA, 5.; MERCOSOJA 2009, Goiânia. Anais... Londrina: Embrapa Soja, 2009. Seção trabalhos, t. 250. 1 CD-ROM. Editado por Adilson de Oliveira Júnior, Odilon Ferreira Saraiva, Clara Beatriz Hoffmann Campo, César de Castro.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Soja. |
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| 12. | | GOBBI, A. L.; VASCO, F. R.; BUENO, A. de F.; VIEIRA, S. S.; BUENO, R. C. O. F.; SIQUEIRA, J. R.; LOBO, R. S. V. Controle de Spodoptera eridania com diferentes inseticidas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE SOJA, 5.; MERCOSOJA 2009, Goiânia. Anais... Londrina: Embrapa Soja, 2009. Seção trabalhos, t. 252. 1 CD-ROM. Editado por Adilson de Oliveira Júnior, Odilon Ferreira Saraiva, Clara Beatriz Hoffmann Campo, César de Castro.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Soja. |
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| 13. | | BUENO, R. C. O. de F.; BUENO, A. de F.; PARRA, J. R. P.; VIEIRA, S. S.; GOBBI, A. L.; VASCO, F. R. Capacidade de dispersão de Trichogramma pretiosum para o controle de Pseudoplusia includens na cultura da soja. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENTOMOLOGIA, 22., 2008, Uberlândia. Ciência, tecnologia e inovação: anais. Viçosa, MG: UFV, 2008. 1 CD-ROM. Resumo 1170-1.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Soja. |
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| 14. | | BUENO, R. C. O. F.; SIQUEIRA, J. R.; BUENO, A. F.; VIEIRA, S. S.; GOBBI, A. L.; LOBO, R. S. V.; VASCO, F. R. Características biológicas de Spodoptera cosmioides (Walker, 1858) (Lepidoptera: Noctuidae) em diferentes hospedeiros. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE SOJA, 5.; MERCOSOJA 2009, Goiânia. Resumos... Londrina: Embrapa Soja, 2009. p. 141, trab. 245. Editado por Adilson de Oliveira Júnior, Odilon Ferreira Saraiva, Clara Beatriz Hoffmann Campo, César de Castro.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
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| 15. | | SIQUEIRA, J. R.; BUENO, R. C. O. F.; BUENO, A. F.; VIEIRA, S. S.; GOBBI, A. L.; LOBO, R. S. V.; VASCO, F. R. Características biológicas de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: noctuidae), em diferentes hospedeiros. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE SOJA, 5.; MERCOSOJA 2009, Goiânia. Resumos... Londrina: Embrapa Soja, 2009. p. 148, trab. 258. Editado por Adilson de Oliveira Júnior, Odilon Ferreira Saraiva, Clara Beatriz Hoffmann Campo, César de Castro| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
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| 16. | | SIQUEIRA, J. R.; BUENO, R. C. O. F.; BUENO, A. F.; VIEIRA, S. S.; GOBBI, A. L.; LOBO, R. S. V.; VASCO, F. R. Preferência hospedeira do parasitóide Trichogramma pretiosum entre ovos de pragas da soja em condições de laboratório. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE SOJA, 5.; MERCOSOJA 2009, Goiânia. Resumos... Londrina: Embrapa Soja, 2009. p. 147, trab. 256. Editado por Adilson de Oliveira Júnior, Odilon Ferreira Saraiva, Clara Beatriz Hoffmann Campo, César de Castro| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
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| 17. | | SIQUEIRA, J. R.; BUENO, R. C. O. F.; BUENO, A. F.; VIEIRA, S. S.; GOBBI, A. L.; LOBO, R. S. V.; VASCO, F. R. Preferência do parasitóide Trichogramma pretiosum entre ovos de Diatraea saccharalis, Spodoptera frugiperda e Anagasta kuheniella em condições de laboratório. In: SIMPÓSIO DE CONTROLE BIOLÓGICO, 11., 2009, Bento Gonçalves. [Resumos...]. São Leopoldo: UNISINOS, 2009. 1 CD-ROM. XI SICONBIOL.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
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| 18. | | VASCO, F. R.; BUENO, A. de F.; CARMO, E. L. do; BUENO, R. C. O. de F.; VIEIRA, S. S.; GOULART, M. M. P.; GOBBI, A. L. Seletividade da aplicação de diferentes herbicidas aos parasitóides de ovos Trichogramma pretiosum e Telenomus remus. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENTOMOLOGIA, 22., 2008, Uberlândia. Ciência, tecnologia e inovação: anais. Viçosa, MG: UFV, 2008. 1 CD-ROM. Resumo n. 800-1.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
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| 19. | | CARMO, E. L. do; BUENO, A. de F.; BUENO, R. C. O. de F.; VIEIRA, S. S.; GOULART, M. M. de P.; GOBBI, A. L.; VASCO, F. R. Seletividade de diferentes agroquímicos à adultos de Trichogramma pretiosum segundo as normas padronizadas da IOBC. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENTOMOLOGIA, 22., 2008, Uberlândia. Ciência, tecnologia e inovação: anais. Viçosa, MG: UFV, 2008. 1 CD-ROM. Resumo n. 585-1.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
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| 20. | | CARMO, E. L. do; BUENO, A. de F.; BUENO, R. C. O. de F.; VIEIRA, S. S.; GOBBI, A. L.; VASCO, F. R. Seletividade de diferentes agrotóxicos usados na cultura da soja ao parasitoide de ovos Telenomus remus. Ciência Rural, Santa Maria, v. 39, n. 8, p. 2293-2300, nov. 2009.| Tipo: Artigo em Periódico Indexado | Circulação/Nível: B - 1 |
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