Academic literature on the topic 'Spettroscopia forza'

Nel 30–60% dei soggetti con LES ad esordio pediatrico è stato descritto un coinvolgimento del SNC. In studi precedenti sono state riscontrate alterazioni metaboliche tramite indagine con SPECT cerebrale. Sono stati studiati con Risonanza Magnetica (Imaging e Spettroscopia 23 soggetti (18 F e 5 M; età media 15, 4 anni; range 8–27) con LES, 20 controlli di età e sesso adeguati, 5 soggetti con forma giovanile di dermatomiosite (5 F), 2 con sclerosi sistemica (1 F e 1 M) e 1 con malattia di Behçet (1 F). Altre 2 ragazze con LES erano state sottoposte all'esame RM, ma sono state escluse dallo studio per il rilievo di grossi artefatti dovuti alla presenza di apparecchio metallico ortodontico fisso. Gli esami sono stati effettuati con apparecchio Philips ACS-NT (Best, Olanda) 1,5T. Sono state eseguite scansioni assiali spin eco T2 e FLAIR, scansioni sagittali turbo T2 (5mm di spessore) e spettroscopia dell'idrogeno di un singolo volume 70times50times20mm (TE 272ms, TR 2000ms) posizionato sulla sostanza bianca sopraventricolare. 16 pazienti affetti da LES presentavano dati anamnestici e clinici di coinvolgimento del SNC: tra questi soltanto 9 hanno mostrato alterazioni all'esame di Imaging preliminare (atrofia e/o piccole lesioni focali della sostanza bianca). Anche in 2 dei pazienti senza sintomi neuropsichiatrici il quadro neuroradiologico è risultato alterato. L'indagine spettroscopica ha evidenziato una correlazione tra l'attività della malattia e la diminuzione dell'N-acetilaspartato espresso come rapporto NAA/Cr. 11 pazienti sono stati esaminati durante la presenza di sintomi neuropsichiatrici: tra questi 5 pazienti sottoposti a un prolungato periodo di trattamento con corticosteroidi per un coinvolgimento sistemico della malattia più marcato hanno mostrato il più basso valore del rapporto NAA/Cr. 2 tra essi hanno mostrato il quadro neuroradiologico nella norma. Dunque la Risonanza Magnetica per immagini e la Spettroscopia possono essere indagini non invasive da utilizzare in soggetti con LES pediatrico sia per rilevare un coinvolgimento precoce dell'encefalo sia per monitorizzare la gravità della malattia.

Il presente studio è stato volto a verificare le modificazioni di alcuni metaboliti cerebrali in corso di SLA mediante RM spettroscopica cerebrale e quantificazione assoluta dei metaboliti. Sono stati studiati 12 pazienti affetti da sclerosi laterale amiotrofica, di sesso maschile ed età media: 53,0 ± 5,32 anni, 7 nella forma definita e 5 nella forma probabile. Lo studio ha evidenziato, a livello della sostanza grigia dell'area motoria primaria, una riduzione significativa dei livelli di N-Acetil-Aspartato rispetto ai soggetti di controllo (8,5 ± 0,6 mM vs 10,4 ± 0,7 mM, p< 0,001), più marcata nei pazienti ad esordio bulbare ed in quelli con evidenze neuroradiologiche di ipointensità di segnale a carico della corteccia motoria. Non erano evidenti differenze significative relativamente ai valori di N-Acetil-Aspartato tra pazienti con diagnosi definita e quelli con forma probabile.

Materiali ferroelettrici organici, come il copolimero P(VDF-TrFE), hanno attirato, negli ultimi anni, un grande interesse nella ricerca scientifica per moderne applicazioni tecnologiche, come la raccolta di energia per dispositivi portatili autoalimentati, sensori biomedici e memorie nonvolatili. Sono stati fatti molti sforzi per lo sviluppo di procedure di fabbricazione che potessero accrescere le prestazioni elettromeccaniche di questo materiale. In questo lavoro si è misurato il modulo elastico del copolimero, sia sotto forma di film sottile sia in fomato di nanofibre, in quanto parametro fondamentale per caratterizzarlo. Le proprietà e elettriche di questo materiale sono infatti strettamente legate a quelle meccaniche. Aumentando quindi le prestazioni elastiche di P(VDF-TrFE), si ha la speranza di migliorare la risposta elettrica del materiale. Per verificare la validità del metodo utilizzato nel calcolo del modulo elastico, sono stati presi in considerazione anche campioni di una materiale di modulo elastico noto: il PDMS. Si è infine preso in analisi un composito di PDMS e P(VDF-TrFE). Il motivo per cui si è utilizzato il PDMS come matrice per le nanofibre è dato dal fatto che se si ha solo un tappeto di fibre, non si può applicare un campo elettrico di forte intensità. La ragione è che ciò comporta il breakdown dielettrico dell'aria che si ionizza facilmente. In tal modo non è possibile applicare un campo abbastanza alto per polarizzare le fibre. Il PDMS sopporta campi elettrici molto alti e quindi si ha la speranza di poter polarizzare le fibre ferroelettriche. Inoltre offre il vantaggio di essere un elastomero, quindi si ottiene un film con proprietà meccaniche vantagiose per la produzione di energia. Si è inoltre utilizzato e verificato il metodo di calibrazione termica delle microleve NSC36B, NSC36C e NCHR per AFM NX10.

Le malattie neurodegenerative sono caratterizzate da aggregazione proteica, dipendente dalla perdita della usuale struttura fisiologica funzionale delle proteine coinvolte, a favore di conformazioni tossiche (patologiche). Il modello corrente descrive questi cambiamenti conformazionali come eventi rari e ritiene che non esista una sola conformazione patogena, ma che tali possibili conformazioni siano piuttosto eterogenee. La caratterizzazione di queste strutture è, di conseguenza, difficile con le tradizionali tecniche in bulk che permettono di studiare solo la conformazione media e non rendono possibile il riconoscimento delle caratteristiche dei conformeri individuali. Lo sviluppo delle tecniche di singola molecola ha permesso di studiare in modo approfondito le conformazioni possibili. In questo lavoro la spettroscopia di forza di singola molecola basata sull'AFM viene applicata a PrP (proteina responsabile delle encefalopatie spongiformi trasmissibili). Si studiano gli equilibri conformazionali del monomero e quelli di costrutti oligomerici, allo scopo di caratterizzare gli step iniziali dei processi aggregativi. Nel corso di questo lavoro di tesi è stato, in particolare, sviluppato un sistema di analisi dati, al fine di studiare in modo quantitativo le distribuzioni di eventi ottenute. Grazie a tale strumento è stato possibile riconoscere i segnali di unfolding della conformazione nativa del monomero e notare come essa sia presente anche in costrutti oligomerici, ad indicare come questo ripiegamento sia stabile anche in presenza di più monomeri ravvicinati. Si è osservato l'effetto del pH sulla stabilità di tale struttura, notando come pH acidi destabilizzino il ripiegamento nativo. Inoltre si è studiato il ruolo dell'orientazione dei monomeri nella formazione di strutture dimeriche. Monomeri e oligomeri di PrP sono stati descritti come proteine parzialmente strutturate il cui panorama energetico contiene molti minimi locali, dando origine a parecchie conformazioni transienti.

Negli ultimi decenni, lo sviluppo di nuove tecniche di singola molecola ha creato le basi per nuovi paradigmi nel campo della biofisica. In particolare, la nanomanipolazione di singole biomacromolecole ha permesso la caratterizzazione meccanica di proteine e DNA, cercando di evidenziare la relazione fondamentale tra struttura e funzione biologica. Nel corso degli anni sono stati sviluppati diversi metodi di nanomanipolazione: tra questi, il Microscopio a Forza Atomica (AFM), il Magnetic Tweezers (MT) e il Flow-Stretching (F-S) accoppiato a fluorescenza. Queste tre tecniche sono state utilizzate per la caratterizzazione di singole biomacromolecole con tecniche di spettroscopia di forza a livello di singola molecola (SMFS) in quattro diversi progetti. In questa Tesi mi sono occupata principalmente di caratterizzare strutturalmente diverse proteine e correlarne la conformazione alla funzione biologica. In questa ottica, sono state studiate le diverse conformazioni strutturali di una proteina intrinsecamente disordinata (IDP) coinvolta nella malattia del Parkison’s (PD), chiamata alfa-synucleina (AS) e il riarrangiamento strutturale di una proteina coinvolta nel mantenimento strutturale cromosomico, la condensina, durante la condensazione di singoli filamenti di DNA. Inoltre, è stata studiata la struttura di un DNA-analogo sia caratterizzandone la stabilità termica sia attraverso studi di nanomeccanica in SMFS. Infine, è stata descritta una implementazione tecnica di un apparato di F-S accoppiato con illuminazione TIRF, per ottenere una rapida sostituzione di soluzioni durante esperimenti di microfluidica, ottenendo un setup particolarmente indicato per studi di interazione tra DNA e proteine. Durante lo studio della proteina AS in SMFS, il problema della mancanza di una struttura secondaria ben definita è stato risolto con l’impego di una singola poliproteina, contenente un modulo di AS umana. Sono state caratterizzati tre diversi stati conformazionali per AS, da uno stato totalmente destrutturato a una conformazione altamente strutturata. I riarrangiamenti conformazionali di AS sono stati studiati anche in presenza di gallato epigallocatechina (EGCG) e dopamina (DA). Una particolare attenzione è stata quindi riservata al confronto tra i risultati ottenuti da tecniche di SMFS e quelli precedentemente ricavati da analisi di spettroscopia di massa. La proteina AS è stata caratterizzata anche in presenza di tre diverse mutazioni puntuali legate al PD (A30P, A53T e E83A). Nel secondo progetto, un analogo del DNA (DAP) è stato caratterizzato sia con metodi di stabilità termica che di nanomeccanica, studiando il comportamento del DAP-DNA in presenza di forze esterne. L’estensione e la rigidità delle due molecole di DNA (DAP e WT) sono state caratterizzate a basse forze (AFM e MT) e alte forze (MT), dove è stata descritta la transizione di overstretching. Nel terzo progetto è stato studiato l’effetto della condensina sulla condensazione di singoli filamenti di DNA. In particolare, è stato effettuato uno studio di singola molecola per seguire, in tempo reale, la riduzione di estensione di DNA in presenza di condensina e ATP. Considerato che la maggior parte delle curve sono caratterizzate da improvvisi e ben evidenti salti durante la condensazione, sono stati sviluppati e validati due diversi algoritmi per l’identificazione automatica dei gradini. Infine, diverse celle fluidiche sono state testate nell’apparato di F-S, nell’ottica di studi di interazione tra proteine e DNA. Queste celle sono state caratterizzate sia in termini di rapidità di scambio di flussi laminari che di forza capaci di generare sul campione. Sono stati infine visualizzate singole molecole di DNA fluorescenti in presenza di flussi di diversa portata.
In the last few decades, the constant development of novel single molecule techniques has created the basis for a new paradigm in the field of biophysics. Among all, the nanomanipulation of individual biomolecules revealed new insights into the mechanics of biological molecules, in particular proteins and DNA, improving the understanding of the fundamental relation between structural properties and biological functions. Therefore, several single-molecule nanomanipulation methods have been developed, including Atomic Force Microscopy (AFM), Magnetic Tweezers (MT) and Flow Stretching (F-S) coupled with fluorescence. All these technique were employed in this Thesis for the characterisation of biological macromolecules by single molecule force spectroscopy (SMFS). In this Thesis I focus mainly on several aspects of a few different proteins trying to depict a frame in which the strong link between proteins function and their structure can be clarified. With this aim, I study the conformational states of an intrinsically disordered protein (IDP) involved in Parkinson's Disease, the a-synuclein (AS) and the structural change driving the DNA compaction mediated by structural maintenance protein, the condensin. Finally, I present a structural study of a DNA-analogue by thermal shifting essays and single molecule experiments. I included also a technical implementation of a (F-S) combined with TIRF set up to promote the high-speed exchanging buffer for study protein DNA interactions. In the AS single molecule force spectroscopy (SMFS) study, I afford the problem of AS lacking of well defined structure by stretching and unfolding a single polyprotein containing the human AS by employing a SMFS approach. The analysis of the different unfolding pathways gives information about the structural conformation of the protein before the mechanical denaturation. The AS was found to assume three distinct conformational states ranging from a random coil to a highly structured conformation. Since ligands, such as Epigallocatechin-3-Gallate (EGCG) and Dopamine (DA), are known to affect the fibrillation process of AS, I used this single molecule technique to investigate the effect of EGCG and DA on the conformational ensemble of the WT AS. Moreover, knowing from several studies that the presence of point mutations, linked to familial PD, correlate with the gaining of structure and therefore with AS aggregation, I SMFS studies also on AS with three different single point mutations (A30P, A53T and E83A). A particular emphasis was given to the comparison between SMFS results and native mass spectrometry data for the conformational changes of AS in the presence of both DA and EGCG. In the following part, related to the DAP: diaminopurine-substituted DNA, a systematic comparison between a wild-type DNA and DAP DNA is performed, in terms of thermal stability and nanomechanical properties, measured at low and high forces. At low forces the DNA extension and bending rigidity were investigated, by using both MT and AFM, while at high forces the overstretching transition behaviour was explored. In the section related to condensin mediated DNA collapsing, I present a single-molecule MT study to measure, in real-time, the compaction of individual DNA molecules by the condensin complex in the presence of ATP. Since many compaction traces showed sudden distinct decreases in the DNA end-to-end length, I present and validate two different very conservative user-bias-independent step-finding algorithm to extract the size of these compaction steps. Finally, a DNA flow stretching implementation is presented. Briefly, several flow cells were tested to achieve a fast buffer exchange in both MT and F-S coupled with TIRF, in the frame of visualisation of DNA:proteins interactions. We validated our flow cells in term of boundary exchange and applied force. We also visualized fluorescent DNA molecules stretched in the presence of several flow rates.

L'optomeccanica è un campo di ricerca in via di sviluppo che esplora l'interazione tra la luce e la meccanica. Le moderne tecniche di nanofabbricazione per dispositivi meccanici e strutture ottiche a bassissima dissipazione hanno dato permesso un importante progresso sperimentale all'optomeccanica, sia per applicazioni che per la ricerca fondamentale. Ci sono diversi modi in cui luce e meccanica interagiscono tra loro. In questa tesi sono state sviluppate tre diverse macroaree dell'optomeccanica: giroscopi ottici, forze optomeccaniche e spettroscopia fotoacustica. L'interazione tra luce e movimento meccanico è stata studiata a partire dal concetto di giroscopi ottici. I giroscopi ottici sono sensori di velocità angolare. Allo stato dell’arte, i principi fisici e le configurazioni utilizzate per la realizzazione di giroscopi ottici non sono adatti per miniaturizzarli alla microscala. In questa tesi sono state presentate e indagate alcune nuove configurazioni che sfruttano il concetto di "punti eccezionali". Secondo l'effetto relativistico chiamato effetto Sagnac, le frequenze di risonanza di due modi contropropaganti in un risonatore ad anello sono separate da una quantità proporzionale alla velocità angolare del “frame”. Tuttavia, la possibilità di miniaturizzare il giroscopio ottico è limitata dal fatto che la sperazione tra le risonanze è proporzionale al raggio del risonatore ad anello. Nel primo capitolo è stato introdotto il concetto di simmetria “parity-time” (PT) come soluzione per l'integrazione di sensori di velocità angolare. Predisponendo due risonatori ottici accoppiati progettati per essere al cosiddetto "punto eccezionale", si è potuto dimostrare che la separazione tra le autofrequenze è proporzionale alla velocità angolare del dispositivo, con una sensibilità che è di diversi ordini di grandezza superiore a quella classica Giroscopio Sagnac. In questa tesi è stato dimostrato che un problema del giroscopio a simmetria PT è l'instabilità dei modi ottici quando il sistema è in rotazione. Ecco perché è stata proposta l'idea del giroscopio a simmetria anti-PT, utilizzando una guida d'onda ausiliaria a forma di U per accoppiare indirettamente due risonatori ottici. La soluzione proposta si è dimostrata un'alternativa interessante per il rilevamento della velocità angolare, grazie allo schema di facile lettura e all'assenza di modi instabili. Una semplice sorgente a banda larga e un fotorilevatore sarebbero sufficienti per leggere l'uscita del sensore. Infine, è stata proposta una nuova configurazione per un giroscopio a simmetria anti-PT. È diverso dalla configurazione a forma di U e utilizza solo una guida d'onda diritta ausiliaria per accoppiare indirettamente due risonatori ottici. Questa architettura si è dimostrata molto più robusta, insensibile ad alcuni errori di fabbricazione, rispetto a quella ad U. La seconda area dell'optomeccanica che è stata studiata in questa tesi include le forze optomeccaniche. In particolare, è stato sviluppato un modello generalizzato in grado di calcolare lo spostamento meccanico di un solo grado di libertà di un setup optomeccanico generale. Il modello inizialmente proposto da Rakich è stato esteso a sistemi in cui si considerano guadagni o perdite. Quindi, il modello è stato utilizzato per valutare l'effetto delle forze ottiche in un sistema a simmetria PT con guide d'onda sospese nella regione di accoppiamento. È stato dimostrato che è possibile incrementare le forze ottiche grazie alla condizione di simmetria PT. In secondo luogo, è stata proposta una modellazione analitica della dinamica meccanica di guide d'onda ottiche sospese accoppiate soggette a forze optomeccaniche, inclusa una modellazione dello smorzamento, con effetto squeezing. Tale modello analitico, insieme all'algoritmo numerico proposto, può essere utilizzato per trovare l'evoluzione del sistema nel dominio del tempo di complesse strutture optomeccaniche, come gli interruttori optomeccanici. Inoltre, è stato mostrato un lavoro sperimentale su un interruttore optomeccanico. Sono state spiegate tutte le fasi di fabbricazione per realizzare il dispositivo optomeccanico integrato. Infine, è stata analizzata la spettroscopia fotoacustica. Il sensore allo stato dell'arte della spettroscopia fotoacustica al quarzo (QEPAS) è stato modellato e simulato ed è stato proposto un nuovo sensore semi-integrato. Un problema dei sensori QEPAS attuali è la necessità di allineamento per i componenti ottici. Inoltre, la dimensione di tutti i dispositivi coinvolti nel setup rende difficile realizzare sensori portatili e compatti. L'idea proposta in questa tesi è quella di integrare tutti i componenti ottici necessari a guidare la luce in prossimità del diapason al quarzo per ridurre drasticamente le dimensioni del setup complessivo ed evitare il problema dell'allineamento ottico. La possibilità di utilizzare guide d'onda ottiche integrate per guidare la luce rende possibile utilizzare risonatori ottici per migliorare il segnale fotoacustico che viene letto attraverso il diapason al quarzo. La configurazione proposta è pensata per utilizzare un laser integrato legato a un chip di silicio, dove vengono realizzate tutte le guide d'onda. In questo caso un risuonatore meccanico molto piccolo può essere collegato al chip di silicio, al fine di aumentare l'ampiezza del segnale di pressione. In tal modo, è possibile ottenere prestazioni paragonabili al sensore QEPAS all'avanguardia. Un risultato del genere potrebbe aprire la strada a una nuova generazione di sensori QEPAS compatti, in grado di superare il problema delle dimensioni dei setup e dell'allineamento dei componenti ottici.
Optomechanics is a developing field of research exploring the interaction between light and mechanical motion. The modern nanofabrication techniques for mechanical devices and ultralow dissipation optical structures have provided a way for giving an important experimental progress to optomechanics, both for applications and for fundamental investigations. In this thesis optomechanics will be investigated in different aspects, in its general meaning, both theoretically and experimentally. There are different ways in which light and mechanics interact with each other. In this thesis three different macro areas of optomechanics have been developed: optical gyroscopes, optomechanical forces and photoacoustic spectroscopy. The interaction between light and mechanical motion has been investigated starting from the concept of optical gyroscopes. Optical gyroscopes are sensors of angular velocity. In the present state of the art, the physical principles and the configurations used for realizing optical gyroscopes are not suitable for miniaturizing them to the microscale. In this thesis some new configurations exploiting the concept of "exceptional points" have been presented and investigated. According to the relativistic effect called Sagnac effect, the resonance frequencies of two counterpropagating modes in a ring resonator are separated by a quantity proportional to the angular velocity of the frame. However, the possibility of miniaturizing the optical gyroscope is limited by the fact that the resonance splitting is proportional to the radius of the ring resonator. In the first chapter the concept of parity-time symmetry has been introduced as a solution for the integration of angular velocity sensors. By setting up two coupled optical resonators designed to be at the so called "exceptional point", it could be demonstrated that the eigenfrequency splitting is proportional to the angular velocity of the device, with a sensitivity that is several orders of magnitude higher than the classical Sagnac gyroscope. In this thesis it has been demonstrated that one problem of the parity-time symmetric gyroscope is the instability of the optical eigenmodes when the system is in rotation. That is why the idea of the anti-parity-time-symmetric gyroscope was proposed, using a U-shaped auxiliary waveguide to indirectly couple two optical resonators. The proposed solution has been shown to be an interesting alternative for angular velocity sensing, thanks to the easy readout scheme and the absence of modes instability. A simple broadband source, together with a photodetector could be used to read the output of the sensor. Finally, a new configuration for an anti-parity-time-symmetric gyroscope has been proposed. It is different from the U-shaped configuration and uses only an auxiliary straight waveguide to indirectly couple two optical resonators. This architecture has been shown to be much more robust, insensitive to some fabrication errors, with respect to the U-shaped one. The second area of optomechanics that has been investigated in this thesis includes optomechanical forces. In particular, a generalized model able to calculate the mechanical displacement of only one degree of freedom of a general optomechanical setup has been developed. The model initially proposed by Rakich has been extended to systems where gain or loss are considered. Then, the model has been used to evaluate the effect of optical forces in parity-time symmetric system with suspended waveguides in the coupling region. It has been demonstrated that it is possible to enhance the optical forces thanks to condition of parity-time symmetry. Secondly, an analytical modelling of the dynamics of optomechanically coupled suspended optical waveguides has been proposed, including a modelling of the damping, with the squeezing effect. Such an analytical model, together with the numerical proposed algorithm can be used to find the evolution of the system in the time domain of complex optomechanical structures, such as optomechanical switches. Also, an experimental work on an optomechanical switch has been shown. All the fabrication steps to fabricate the integrated optomechanical device has been explained. The most critical part during the fabrication has been the underetching of suspended waveguides. In fact, using a wet HF etching process caused the suspended waveguides to get stuck. Using a ZEP mask and a vapor HF etching, unexpected HF bubbles appeared on the surface. So, a hard mask has been used to guarantee the successful underetching of the device. Finally, the experimental measurement on the chip showed the expected behaviour of the device. Finally, Photoacoustic Spectroscopy has been analysed. The state-of-art Quartz-Enhanced PhotoAcoustic Spectroscopy (QEPAS) sensor has been modelled and simulated and a new semi-integrated sensor has been proposed. One problem of the state-of-art QEPAS sensors is the necessity of alignment for optical components. Moreover, the dimension of all the devices involved in the setup makes it difficult to realize portable and compact sensors. The idea proposed in this thesis is to integrate all the optical components needed to guide the light in the proximity of the Quartz Tuning Fork to drastically reduce the dimension of the overall setup and to avoid the problem of optical alignment. The possibility of using integrated optical waveguides to guide light makes it possible to use optical resonators to enhance the photoacoustic signal that is read through a Quartz Tuning Fork. The proposed setup is meant to use an integrated laser bonded to a Silicon chip, where all the waveguides are realized. In this case a very small mechanical resonator can be bonded over the Silicon chip, in order to enhance the amplitude of the pressure signal. In such a way, performance comparable with the state-of-art QEPAS sensor can been achieved. Such a result could pave the way to a new generation of compact QEPAS sensor, that could overcome the problem of the size of the setups and of the alignment of optical components.

Food safety is a key objective in all the development plans of the European Union. To ensure the quality and the sustainability of the agricultural production (both intensive and extensive) a well-designed analysis strategy is needed. Climate change, precision agriculture, green revolution and industry 4.0 are areas of study that need innovative practices and approaches that aren’t possible without precise and constant process monitoring. The need for product quality assessment during the whole supply chain is paramount and cost reduction is also another constant need. Non targeted Nuclear Magnetic Resonance (NMR) analysis is still a second-choice approach for food analysis and monitoring, one of the problems of this approach is the big amount of information returned. This kind of data needs a new and improved method of handling and analysis. Classical chemometrics practices are not well suited for this new field of study. In this thesis, we approached the problem of food fingerprinting and discrimination by the means of non-targeted NMR spectroscopy combined with modern machine learning algorithms and databases meant for the correct and easy access of data. The introduction of machine learning techniques alongside the clear benefits introduces a new layer of complexity regarding the need for trusted data sources for algorithm training and integrity, if this kind of approach proves is worth in the global market, we’ll need not only to create a good dataset, but we’ll need to be prepared to defend against also more clever attacks like adversarial machine learning attacks. Comparing the machine learning results with the classic chemometric approach we’ll highlight the strengths and the weakness of both approaches, and we’ll use them to prepare the framework needed to tackle the challenges of future agricultural productions.