Microfluidic Electronic Tongue Applied to Soil Analysis

Autor(es)

Braunger, Maria L. ; Shimizu, Flavio M. ; Jimenez, Mawin J. M. ; Amaral, Lucas R. ; de Oliveira Piazzetta, Maria H. ; Gobbi, Angelo L. ; Magalhaes, Paulo S. G. ; Rodrigues, Varlei ; Oliveira, Jr., Osvaldo N. ; Riul, Jr., Antonio

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: CHEMOSENSORS; v. 5, n. 2 JUN 2017.
• Citações Web of Science: 5

Resumo

Precision agriculture is crucial for increasing food output without expanding the cultivable area, which requires sensors to be deployed for controlling the level of nutrients in the soil. In this paper, we report on a microfluidic electronic tongue (e-tongue) based on impedance measurements which is capable of distinguishing soil samples enriched with plant macronutrients. The e-tongue setup consisted of an array of sensing units made with layer-by-layer films deposited onto gold interdigitated electrodes. Significantly, the sensing units could be reused with adequate reproducibility after a simple washing procedure, thus indicating that there is no cross-contamination in three independent sets of measurements. A high performance was achieved by treating the capacitance data with the multidimensional projection techniques Principal Component Analysis (PCA), Interactive Document Map (IDMAP), and Sammon's Mapping. While an optimized performance was demonstrated with IDMAP and feature selection, during which data of a limited frequency range were used, the distinction of all soil samples was also possible with the well-established PCA analysis for measurements at a single frequency. The successful use of a simple microfluidic e-tongue for soil analysis paves the way for enhanced tools to support precision agriculture. (AU)

• Processo FAPESP: 14/03691-7 - Fabricação de dispositivos microfluídicos visando aplicações em agricultura de precisão e bioenergia
• Beneficiário: Antonio Riul Júnior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Processo FAPESP: 13/14262-7 - Filmes nanoestruturados de materiais de interesse biológico
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 13/50942-2 - Reflectância multiespectral por espectroscopia aplicada na predição de propriedades químicas de solo para o uso em agricultura de precisão em cana de açúcar
• Beneficiário: Paulo Sergio Graziano Magalhães
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Processo FAPESP: 12/15543-7 - Biossensores para detectar Escherichia coli usando o conceito de línguas eletrônicas
• Beneficiário: Flavio Makoto Shimizu
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/14836-9 - Aplicação da tecnologia de impressão 3D para desenvolvimentos microfluídicos
• Beneficiário: Maria Luisa Braunger Fier
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado