Diccionario

Dispositivo o instrumento de análisis que utiliza un elemento biológico de reconocimiento (anticuerpo, ácido nucleico, célula, enzima, orgánulo, tejido, receptor, ribozima, entre otros), o nanomateriales, (como nanopartículas o nanocompuestos), materiales inteligentes o compuestos biomiméticos (aptámeros, polímeros), como catalizadores o biorreceptores, para detectar o determinar un compuesto químico. El catalizador se encuentra a menudo inmovilizado en un soporte sólido y se utiliza conjuntamente con un instrumento fisicoquímico. Este instrumento sigue la transformación química de la sustancia a analizar por medio del catalizador inmovilizado, y después lo traduce a una señal eléctrica (generalmente por electrodos redox, electrodos selectivos de iones, sensores térmicos, contadores de fotones o fluorímetros, entre otros). Constan básicamente de tres elementos: el biorreceptor o catalizador, el transductor y el procesador de señal. Primero la muestra se une específicamente al biorreceptor (generalmente en Fitopatología, anticuerpo monoclonal o recombinante, ácido nucleico, glucano, lectina, enzima, tejido, célula entera, etc.); la señal que se genera es convertida por el transductor en un impulso químico, óptico, eléctrico o de otro tipo, que sea medible, y la identificación cualitativa y cuantitativa es procesada para ser leída por el procesador de datos. Se han diseñado biosensores desarrollados para la detección de algunos patógenos de plantas, incluso para varios simultáneamente, pero no han alcanzado todavía su utilización a escala comercial.

Amplificación molecular de ácidos nucleicos que se realiza a temperatura constante, no precisando de un termociclador como en la PCR convencional, ya que permite la amplificación sin la necesidad de ciclos repetidos de desnaturalización e hibridación a diferentes temperaturas. Las diferentes técnicas de amplificación isotérmica se han popularizado para detectar un amplio espectro de dianas o blancos que incluyen no solo ADN y ARN, sino también proteínas, células, pequeñas moléculas e iones. Se utiliza como principio de funcionamiento en biosensores y en variados métodos de detección, diagnóstico e identificación. La amplificación de desplazamiento de cadena (SDA), la de círculo rodante (RCA), la mediada por bucle o asa (LAMP) y NASBA son algunos ejemplos de técnicas de amplificación de ADN o ARN (RT-LAMP) que utilizan como principio la amplificación isotérmica. Aunque estas técnicas se basan principalmente en la replicación del ADN, la mayoría de estos métodos amplifican ácidos nucleicos utilizando cebadores diseñados con estrategias diferentes a las empleadas en la PCR. Además, pueden alcanzar una amplificación exponencial utilizando únicamente una ADN polimerasa (como el caso de LAMP) aunque algunas otras requieren enzimas o proteínas adicionales. Su desarrollo al margen de los circuitos comerciales interesados en explotar reactivos de PCR y sus termocicladores automáticos asociados, ha limitado su aplicación a pesar de su interés.

Reactor, recipiente o incubadora empleado para llevar a cabo una reacción biológica, como el cultivo a gran escala de células u órganos vegetales, microorganismos o hibridomas segregantes de anticuerpos monoclonales en medio líquido. En algunos casos pueden servir como biosensores.

Tipo de biosensor en el cual el catalizador o biorreceptor está inmovilizado con un instrumento de detección, como un electrodo enzimático (en el que el catalizador es un enzima) o un electrodo biosonda (en el que el catalizador suelen ser anticuerpos monoclonales específicos o células intactas).

La realizada por animales adiestrados o instrumentos, basada en la captación, generalmente de compuestos aromáticos a través del olfato o biosensores. Estos compuestos constituyen un importante grupo de sustancias que influyen en el olor y sabor de la fruta, siendo responsables en gran medida de la calidad organoléptica del producto. El aroma del fruto se emplea como un parámetro objetivo de calidad y además, el aroma procedente de plantas infectadas o enfermas se utiliza para detectar determinados patógenos, antes incluso de la aparición de síntomas. La detección precoz de plantas infectadas puede realizarse con sensores olfativos artificiales o con animales adiestrados. Desde antiguo se han adiestrado animales (básicamente cerdos y perros), para la búsqueda de trufas o setas. Desde hace años, en determinados puestos fronterizos, se utilizan perros adiestrados para detectar, no únicamente drogas, sino también productos vegetales introducidos clandestinamente por pasajeros, como por ejemplo en Australia, EE. UU., Chile y Nueva Zelanda. Actualmente, se han validado varios sistemas de detección olfativa animal para la detección precoz de patógenos, de enfermedades de gran importancia socioeconómica y de volátiles liberados por plantas infectadas o infestadas.

Aplicación holística de técnicas y algoritmos que incluyen: aprendizaje automático, aprendizaje profundo, visión por ordenador o computadora y procesamiento del lenguaje natural, para diversas aplicaciones. Programa de ordenador diseñado para realizar determinadas operaciones que se consideran propias de la inteligencia humana, como el autoaprendizaje, el análisis de secuencias y mutaciones, la posible función de genes, el diseño de nuevas moléculas con acción plaguicida o antibiótica, la identificación de patógenos tras secuenciación masiva de muestras, o la navegación automática de vehículos aéreos o terrestres utilizados en teledetección o en agricultura de precisión o masas forestales, entre otras aplicaciones. Se trata de una combinación de algoritmos planteados con el propósito de diseñar y producir dispositivos compactos que presenten las mismas o mayores capacidades que el ser humano. Actualmente el ChatGPT-5 es el más utilizado, aunque se prevén sucesivas actualizaciones. Como en otras áreas, la inteligencia artificial está aplicándose cada vez más en el ámbito de la Fitopatología, por ejemplo en la detección, diagnóstico, identificación, prospecciones y encuestas y control o manejo de enfermedades de plantas cultivadas y de masas forestales. Actualmente es un creciente campo interdisciplinar entre las ciencias agrarias y forestales, la informática y la estadística, con aplicaciones en investigación, agricultura de precisión y protección vegetal, incluyendo la forestal. La inteligencia artificial junto con aplicaciones (app) móviles basadas en fotografías, análisis aéreo/satelital, robótica y metagenómica, posibilita: i) detectar y diagnosticar agentes fitopatógenos a partir de imágenes, bioseñales o datos o señales moleculares o bioquímicas o identificar síntomas o signos, mediante análisis de imágenes digitales; ii) predecir brotes de enfermedades y ajustar a modelos epidemiológicos espaciales y temporales, mediante datos climáticos, edáficos y de macrodatos (big data) en agricultura y silvicultura/selvicultura obtenidos por sensores; iii) asistir en la detección biológica, serológica o de amplificación molecular, por la interpretación rápida de síntomas, reacciones serológicas, de amplificación molecular o de datos de secuenciación o de biosensores terrestres o aéreos, para la identificación de patógenos; y iv) establecer y optimizar estrategias específicas de control fitosanitario en agricultura y selvicultura o silvicultura, mediante la recomendación de tratamientos concretos. Ejemplos concretos actuales son las aplicaciones con teléfonos móviles, mediante las cuales el agricultor o silvicultor fotografía síntomas o signos y recibe un diagnóstico instantáneo de la posible enfermedad causal (como ejemplos la aplicación móvil Plantix de origen alemán; PlantVillage Nuru, y Agrio, de EE. UU. y otras muchas actualmente disponibles), y algunas de ámbito más local en España (como PlantHome, especializada en jardines, IFAPA Guía especializada en cultivos de invernadero, SatAgro, AgroNews Neiker para agricultores y forestales, etc.), y otras de ámbito europeo como Plantvoice® de origen italiano, que consta de un sensor + aplicación (app) que analizan la savia para conocer el estado fisiológico de la planta en tiempo real o Blue River Technology (John Deere), con visión por ordenador/computadora para manejo remoto, o incluso la aplicación Trace Genomics/Miraterra, de EE. UU. y Canadá, para diagnóstico del suelo mediante metagenómica. Otros sistemas más complejos integran, además de la telefonía móvil, el uso de drones y sensores inteligentes con visión por ordenador o computadora, para detectar precozmente focos de infección en cultivos o masas forestales.

Aplicación de la nanotecnología en la formulación de productos químicos o plaguicidas con el objetivo de mejorar su eficacia terapéutica, solubilidad, biodisponibilidad y reducir su fitotoxicidad. Supone el uso de nanopartículas (menores de 100 nm), generalmente en emulsiones microencapsuladas o formuladas de manera que se optimice su adsorción, bioseguridad y la protección mediambiental. En la protección de cultivos se refiere al uso de nanomateriales para mejorar la eficiencia de plaguicidas mediante la encapsulación de ingredientes activos en nanopartículas y otros variados usos (biosensores, electrohilado, inmunocromatografía de flujo lateral, y oro coloidal, entre otros).

Aquella basada generalmente en biosensores para detección de agentes patógenos de forma específica, incluso en condiciones de campo.

Determinación del número de células en una población capaz de crecer y reproducirse (multiplicarse). En cultivos bacterianos un método sensible es el conteo de colonias visibles crecidas sobre un medio de cultivo sólido, a partir de la siembra de una dilución de una suspensión de baja concentración bacteriana, con el fin de lograr que cada célula se encuentre aislada y sea sencillo contar las colonias aparecidas en el medio utilizado. Cuando la concentración inicial es baja se suele proceder a filtrar la muestra a través de una membrana, para aumentar su concentración, que posteriormente se siembra en una placa de Petri. Se suele confundir viabilidad y cultivabilidad. El método descrito lo que calcula es el número de células cultivables en un medio determinado, pero no todas las células viables son cultivables. En otras ocasiones, puede valorarse la viabilidad celular, mediante: i) evaluación de la integridad de la membrana celular, mediante sustancias colorantes o fluorescentes, tinciones catiónicas o métodos basados en la liberación de sustancias al medio extracelular; ii) ensayos funcionales, como la cuantificación de los niveles de adenosín trifosfato (ATP), síntesis del nuevo ADN, o por detección de proteínas relacionadas con la proliferación celular; iii) métodos basados en biosensores de fluorescencia (marcadores de proteínas); iv) métodos según morfología celular; v) métodos de microanálisis por energía dispersiva de rayos X; vi) métodos de determinación de la expresión génica (microchips), o vii) mediante el uso de PCR cuantitativa con agentes intercalantes que únicamente permiten la detección de células viables, ya que solo pueden atravesar membranas celulares comprometidas y bloquear la amplificación.

Técnica de análisis por imágenes de resonancia del plasma de superficie, generalmente obtenidas mediante biosensores que utilizan anticuerpos específicos. Las imágenes se utilizan para estudiar las interacciones moleculares multiplexadas sin etiquetas, en tiempo real. Proporciona información sobre la especificidad, afinidad y cinética de las interacciones. Se ha aplicado a la detección de agentes patógenos, como la bacteria Xylella fastidiosa en muestras o directamente en árboles en condiciones de campo.

Dispositivo tecnológico que tiene la capacidad de detectar o percibir ciertos estímulos externos y transformarlos en impulsos eléctricos, que pueden ser interpretados por ordenadores, computadores u otras máquinas. Así una determinada acción externa (física, química, lumínica, sonora, etc.) puede ser detectada y transmitida adecuadamente. Los sensores comúnmente usados en Agricultura son sensores de radar guiado, nivel hidrostático, distancia, humedad, temperatura y de horquilla vibrante. En Fitopatología y Sanidad Vegetal se utilizan fundamentalmente biosensores, sensores ópticos y de ultrasonido.

Sigla del inglés de biosensor basado en la tecnología de transistores de molécula única (SiMoT) que se han desarrollado en Italia para ser utilizados para el diagnóstico de campo de algunas enfermedades de las plantas.

Plataforma o dispositivo de detección electrónica basada en la nueva tecnología del único-ensayo molecular con un transistor grande (SiMoT) con una placa biosensora tapizada con anticuerpos específicos del agente patógeno, proteína o célula a detectar. El método de biosensor electrónico sienta las bases para una plataforma de alto rendimiento, de potencial uso a gran escala para detectar mínimas cantidades de patógenos en plantas asintomáticas. Ensayado con la bacteria Xylella fastidiosa, ha demostrado ser capaz de detectar una sola célula bacteriana en condiciones de campo.

Aparato o dispositivo analítico, basado fundamentalmente en un electrodo potenciométrico o amperimétrico que proporciona la respuesta logarítmica de la concentración del analito detectado o cuantificado en milivoltios.

Dispositivo en el cual el catalizador es un microorganismo, como una suspensión de la bacteria aerobia Pseudomonas fluorescens, que se utiliza para detectar cambios en la velocidad de intercambio de oxígeno.