The evaluation of crop health status and early disease detection are critical for implementing a fast response to a pathogen attack, managing crop infection, and minimizing the risk of disease spreading. Fusarium oxysporum f. sp. cepae, which causes fusarium basal rot disease, is considered one of the most harmful pathogens of onion and accounts for considerable crop losses annually. In this work, the capability of the PEN 3 electronic nose system to detect onion and shallot bulbs infected with F. oxysporum f. sp. cepae, to track the progression of fungal infection, and to discriminate between the varying proportions of infected onion bulbs was evaluated. To the best of our knowledge, this is a first report on successful application of an electronic nose to detect fungal infections in post-harvest onion and shallot bulbs. Sensor array responses combined with PCA provided a clear discrimination between non-infected and infected onion and shallot bulbs as well as differentiation between samples with varying proportions of infected bulbs. Classification models based on LDA, SVM, and k-NN algorithms successfully differentiate among various rates of infected bulbs in the samples with accuracy up to 96.9%. Therefore, the electronic nose was proved to be a potentially useful tool for rapid, non-destructive monitoring of the post-harvest crops.

Electronic tongue systems equipped with cross-sensitive potentiometric sensors have been applied to pharmaceutical analysis, due to the possibility of various applications and developing new formulations. Many studies already proved the complementarity between the electronic tongue and classical analysis such as dissolution tests indicated by Pharmacopeias. However, as a new approach to study pharmaceuticals, electronic tongues lack strict testing protocols and specification limits; therefore, their results can be improperly interpreted and inconsistent with the reference studies. Therefore, all aspects of the development, measurement conditions, data analysis, and interpretation of electronic tongue results were discussed in this overview. The critical evaluation of the effectiveness and reliability of constructed devices may be helpful for a better understanding of electronic tongue systems development and for providing strict testing protocols.

No abstract

Ochrona upraw przed chorobami pełni kluczową rolę w zwiększaniu efektywności produkcji roślinnej. Do tej pory opracowano szereg metod dedykowanych identyfikacji patogenów roślinnych. Najważniejsze z nich to metody molekularne wykorzystujące reakcję łańcuchowej polimerazy DNA – PCR (ang. Polymerase Chain Reaction) oraz metody immunologiczne bazujące na specyficznych oddziaływaniach przeciwciał z odpowiadającymi im antygenami. Jednak wiele z konwencjonalnych metod są czaso- i kosztochłonne, wymagają złożonych urządzeń laboratoryjnych oraz nie są dostosowane do przeprowadzania analiz w warunkach polowych. Z tego względu poszukiwane są, szybsze, tańsze metody detekcji patogenów roślinnych, które pozwoliłby na diagnostykę zarówno w warunkach laboratoryjnych jak i środowiskowych. Od wielu lat biosensory cieszą się niesłabnącym zainteresowaniem jako urządzenia o szerokim potencjale aplikacyjnym. Wysoka czułość i selektywność, możliwość pomiarów w czasie rzeczywistym, a także często niewielkie rozmiary czynią je niezwykle atrakcyjnymi narzędziami analitycznymi. W pracy przedstawiono rutynowe metody identyfikacji patogenów roślinnych, a także budowę, zasadę działania oraz szeroki zakres zastosowań biosensorów. Szczególną uwagę poświęcono elektrochemicznym oraz optycznym biosensorom zawierającym w warstwie receptorowej przeciwciała – immunosensory lub fragmenty kwasów nukleinowych – sensory DNA zaprojektowanym do detekcji patogenów roślinnych.

No abstract