Resumen
The invention relates to the instantaneous identification and characterisation of samples with no prior treatment, using the dynamic combination of laser ablation and mathematical algorithms. The method consists in analysing a single laser pulse in order to obtain a spectrum of the sample, which is compared with a dynamic spectral database using a neural network that allows a large amount of data to be handled in a very short space of time with 100% sensitivity and specificity. The identification and characterisation technique is quick and direct and allows the correlation of analytical data with organoleptic properties or quality properties, as well as the determination of contaminating, pathogenic or bioactive compounds and substances present in samples, in all states of the material and without any form of prior preparation.
Reivindicaciones
1. 1. Método de análisis para identificación ycaracterización instantánea de muestras caracterizado porquecomprende: (a) irradiar una muestra empleando un láser focalizadosobre la superficie de una muestra, (b) detectar la radiaciónproducida por los elementos químicos del plasma que se forma en lasuperficie sobre la que se focaliza el haz láser, obteniendo unespectro único de la muestra, utilizando un analizador óptico (c) comparar la señal del detector con una base espectral dinámicautilizando un sistema de redes neuronales artificiales que incluyenalgoritmos matemáticos supervisados. 2. 2. Método de análisis para identificación ycaracterización instantánea de muestras, según reivindicación 1, donde el láser es un láser en estado sólido o gaseoso que emite enel rango de ultravioleta, visible o infrarrojo. 3. 3. Método de análisis para identificación ycaracterización instantánea de muestras, según reivindicaciones 1 y2, donde el láser es del tipo Nd:YAG trabajando a una frecuencia de1 a 20 Hz, a una longitud de onda fija de 1064 nm, con una duraciónde pulso de 4 nanosegundos 4. 4. Método de análisis para identificación ycaracterización instantánea de muestras, según reivindicación 1, donde la detección de la radiación producida por los elementosquímicos del plasma se realiza a través de un sensor óptico CCD queproporciona 2048 puntos espectrales en un rango de 200 a 1100nm. 5. 5. Método de análisis para identificación ycaracterización instantánea de muestras, según reivindicación 1, donde la red neuronal posee conexiones hacia delante basadas en unmodelo de propagación perceptron, tres capas (entrada, saliday oculta) , una función de transferencia entre capas que utiliza unaalgoritmo tangente hiperbólico sigmoidal y su matriz de pesos seoptimiza mediante el algoritmo de entrenamiento de gradienteescalado conjugado SCG previniendo el sobreajuste y elsobreentrenamiento. 6. 6. Dispositivo para la identificación ycaracterización instantánea de muestras que comprende: (a) un equipoláser capaz de producir un proceso de vaporización y posteriorformación de un plasma en la superficie de una muestra, (b) unanalizador óptico que detecta la radiación producida por loselementos químicos del plasma, (c) un ordenador personal coninterfaz gráfica que permite al usuario el control del láser, laobservación del espectro de la muestra obtenido y la representaciónde los resultados para su análisis y que incluye un base de datosespectral dinámica que utiliza un sistema de redes neuronalesartificiales que incluyen algoritmos matemáticos supervisados. 7. 7. Dispositivo para la identificación ycaracterización instantánea de muestras, según reivindicación 6, donde el láser es un láser en estado sólido o gaseoso que emite enel rango de ultravioleta, visible o infrarrojo. 8. 8. Dispositivo para la identificación ycaracterización instantánea de muestras, según reivindicaciones 6 y7, donde el láser es del tipo Nd:YAG trabajando a una frecuencia de1 a 20 Hz, a una longitud de onda fija de 1064 nm, con una duraciónde pulso entre 4 y 5 nanosegundos. 9. 9. Dispositivo para la identificación ycaracterización instantánea de muestras, según reivindicación 6, donde la detección de la radiación producida por los elementosquímicos del plasma se realiza a través de un sensor óptico CCD queproporciona 2048 puntos espectrales en un rango de 200 a 1100nm. 10. 10. Dispositivo para la identificación ycaracterización instantánea de muestras, según reivindicación 6, donde la red neuronal posee conexiones hacia delante basadas en unmodelo de propagación perceptron, tres capas (entrada, saliday oculta) , una función de transferencia entre capas que utiliza unaalgoritmo tangente hiperbólico sigmoidal y su matriz de pesos seoptimiza mediante el algoritmo de entrenamiento de gradienteescalado conjugado SCG previniendo el sobreajuste y elsobreentrenamiento. 11. 11. Uso del dispositivo reivindicado para ladeterminación espectral cualitativa de compuestos químicos presentesen una muestra y su posterior correlación con propiedadesorganolépticas o de calidad de dicha muestra en muestras de aguas, alimentos o muestras biológicas, en cualquier estado de la materia (sólido, líquido o gas) previamente determinadas por otros métodosanalíticos.
