Desenvolvimento de um modelo para o biospeckle na análise de sementes de feijão (Phaseolus vulgaris L.)

Abstract

RESUMOO biospeckle é uma figura de interferência formada pela reflexão difusa da luz coerente espalhada ao interagir com um objeto que apresenta algum tipo de atividade, biológica ou não. O padrão de interferência se modifica ao longo do tempo devido às estruturas responsáveis pelo espalhamento estarem em atividade. Esse fenômeno tem sido estudado com o intuito de se desenvolver um método rápido e não destrutivo para avaliação de materiais biológicos. A obtenção de um modelo simples que descreva os aspectos essenciais do fenômeno é um importante passo para o domínio da técnica. Neste trabalho é apresentado um modelo para descrever a formação do biospeckle, desenvolvido a partir de hipóteses simples sobre como o tecido biológico difrata a luz coerente e qual o efeito da atividade biológica sobre a difração. Foram comparados os resultados da simulação do modelo com resultados experimentais obtidos de sementes. O modelo reproduz com sucesso algumas das características básicas do padrão dinâmico.Termos para indexação: Speckle, difração, óptica de Fourier, atividade biológica. ABSTRACTBiospeckle is an interference pattern phenomenon formed by the diffuse reflection of coherent light scattered by any type of activity, biological or not. The interference pattern changes in time due to the movement of the structures that scatter the light. This phenomenon has been studied with the goal of developing a fast and non-destructive method for evaluating biological material. Building a simple model that describes the essential aspects of the phenomenon is an important step towards the development of this technique. In this work is presented a model that describes the formation of the biospeckle, based on simple assumptions about the scattering of coherent light by the biological material and the nature of biological activity. We compare the results provided by the model with experimental biospeckle obtained from seeds. The model reproduces successfully some of the basic characteristics of the dynamical experimental pattern. INTRODUÇÃOCom a necessidade de técnicas rápidas e eficientes de avaliação de propriedades de materiais biológicos, vêm sendo destacadas as que utilizam métodos não destrutivos, uma vez que preservam o produto analisado. Os testes atuais para análise de vigor e viabilidade de sementes têm um desafio que é a capacidade, de em apenas um teste, indicar o desempenho da semente baseando-se nas distintas características avaliadas pelos mesmos (MARCOS FILHO, 1999).Os métodos que empregam visão artificial e processamento de imagens ocupam um lugar de destaque em pesquisas (HOWARTH & STANWOOD, 1993). Nesse sentido, trabalhos como o de Neurohr et al. (1991) buscaram correlacionar a emissão de luz em sementes, por meio da emissão fluorescente ( delayed light emission ), com aspectos de qualidade. Uma técnica que vem surgindo como forma de avaliação de atividade biológica baseia-se em um fenômeno óptico de interferência que ocorre quando a luz laser incide sobre uma superfície onde se desenvolve um processo dinâmico. E...

The optical analysis of the abdominal wall using the biospeckle after implants of polypropylene mesh in rats

“…From its discovery, efforts have been determined in the exploration of the biospeckle as tool no destructive to evaluate the biological activity 23,34,35 . For being no destructive, it allows other studies to be made, concomitant in the same animal, which, of the experimental point of view, it is of great interest 33 .…”

“…The interference pattern modifies along the time due to the responsible structures for the dispersal be in activity. That phenomenon has been studied with the intention of developing a fast method and no destructive for evaluation of biological materials 23,24 . It can be evaluated, besides, viability of seeds with the dynamic biospeckle 25 .…”

Biospeckle Laser to Monitor the Germination of Angico-Vermelho Seeds

“…Specifically for seed analysis, several studies have related the activity presented by the Biospeckle Laser with the quality, viability, deterioration, and germinative potential of commercial seeds, such as beans (Braga et al, 2001;Moreira et al, 2002;Braga et al, 2003;Braga Junior et al, 2005;Rodrigues et al, 2005;Nascimento et al, 2007;Rodrigues et al, 2007), corn (Braga et al, 2001;Peixoto et al, 2018), and coffee (Vivas, 2016). In the works with coffee seed germination, the authors observed that the results obtained by the Biospeckle laser were as efficient as the results of the tetrazolium, with the advantage of not being destructive and expressing the results in near real-time (Vivas, 2016).…”