Published August 22, 2012 | Version v1
Publication Open

Information Visualization to Enhance Sensitivity and Selectivity in Biosensing

  • 1. Universidade Federal de São Carlos
  • 2. Universidade de São Paulo
  • 3. Universidade Estadual Paulista (Unesp)
  • 4. Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics

Description

An overview is provided of the various methods for analyzing biosensing data, with emphasis on information visualization approaches such as multidimensional projection techniques. Emphasis is placed on the importance of data analysis methods, with a description of traditional techniques, including the advantages and limitations of linear and non-linear methods to generate layouts that emphasize similarity/dissimilarity relationships among data instances. Particularly important are recent methods that allow processing high-dimensional data, thus taking full advantage of the capabilities of modern equipment. In this area, now referred to as e-science, the choice of appropriate data analysis methods is crucial to enhance the sensitivity and selectivity of sensors and biosensors. Two types of systems deserving attention in this context are electronic noses and electronic tongues, which are made of sensor arrays whose electrical or electrochemical responses are combined to provide "finger print" information for aromas and tastes. Examples will also be given of unprecedented detection of tropical diseases, made possible with the use of multidimensional projection techniques. Furthermore, ways of using these techniques along with other information visualization methods to optimize biosensors will be discussed.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم تقديم نظرة عامة على الطرق المختلفة لتحليل بيانات الاستشعار الحيوي، مع التركيز على مناهج تصور المعلومات مثل تقنيات الإسقاط متعددة الأبعاد. يتم التركيز على أهمية طرق تحليل البيانات، مع وصف التقنيات التقليدية، بما في ذلك مزايا وقيود الطرق الخطية وغير الخطية لإنشاء تخطيطات تؤكد على علاقات التشابه/الاختلاف بين حالات البيانات. من المهم بشكل خاص الأساليب الحديثة التي تسمح بمعالجة البيانات عالية الأبعاد، وبالتالي الاستفادة الكاملة من قدرات المعدات الحديثة. في هذا المجال، الذي يشار إليه الآن باسم العلوم الإلكترونية، يعد اختيار طرق تحليل البيانات المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز حساسية وانتقائية أجهزة الاستشعار والمستشعرات الحيوية. هناك نوعان من الأنظمة التي تستحق الاهتمام في هذا السياق هما الأنوف الإلكترونية والألسنة الإلكترونية، وهي مصنوعة من صفائف أجهزة الاستشعار التي يتم الجمع بين استجاباتها الكهربائية أو الكهروكيميائية لتوفير معلومات "بصمة الإصبع" للروائح والأذواق. كما سيتم تقديم أمثلة على الكشف غير المسبوق عن أمراض المناطق المدارية، والذي أصبح ممكنًا باستخدام تقنيات الإسقاط متعددة الأبعاد. علاوة على ذلك، ستتم مناقشة طرق استخدام هذه التقنيات جنبًا إلى جنب مع طرق تصور المعلومات الأخرى لتحسين المستشعرات الحيوية.

Translated Description (French)

Une vue d'ensemble est fournie des différentes méthodes d'analyse des données de biodétection, en mettant l'accent sur les approches de visualisation d'informations telles que les techniques de projection multidimensionnelle. L'accent est mis sur l'importance des méthodes d'analyse de données, avec une description des techniques traditionnelles, y compris les avantages et les limites des méthodes linéaires et non linéaires pour générer des mises en page qui mettent l'accent sur les relations de similitude/dissemblance entre les instances de données. Les méthodes récentes qui permettent de traiter des données de grande dimension, tirant ainsi pleinement parti des capacités des équipements modernes, sont particulièrement importantes. Dans ce domaine, désormais appelé e-science, le choix de méthodes d'analyse de données appropriées est crucial pour améliorer la sensibilité et la sélectivité des capteurs et des biocapteurs. Deux types de systèmes méritent une attention particulière dans ce contexte sont les nez électroniques et les langues électroniques, qui sont constitués de réseaux de capteurs dont les réponses électriques ou électrochimiques sont combinées pour fournir des informations « d'empreintes digitales » pour les arômes et les goûts. Des exemples seront également donnés de détection sans précédent de maladies tropicales, rendue possible grâce à l'utilisation de techniques de projection multidimensionnelles. En outre, les moyens d'utiliser ces techniques ainsi que d'autres méthodes de visualisation d'informations pour optimiser les biocapteurs seront discutés.

Translated Description (Spanish)

Se proporciona una descripción general de los diversos métodos para analizar los datos de biosensores, con énfasis en los enfoques de visualización de la información, como las técnicas de proyección multidimensional. Se hace hincapié en la importancia de los métodos de análisis de datos, con una descripción de las técnicas tradicionales, incluidas las ventajas y limitaciones de los métodos lineales y no lineales para generar diseños que enfatizan las relaciones de similitud/disimilitud entre las instancias de datos. Particularmente importantes son los métodos recientes que permiten procesar datos de alta dimensión, aprovechando así al máximo las capacidades de los equipos modernos. En esta área, ahora conocida como ciencia electrónica, la elección de métodos de análisis de datos apropiados es crucial para mejorar la sensibilidad y selectividad de los sensores y biosensores. Dos tipos de sistemas que merecen atención en este contexto son las narices electrónicas y las lenguas electrónicas, que están hechas de matrices de sensores cuyas respuestas eléctricas o electroquímicas se combinan para proporcionar información de "huellas dactilares" para aromas y gustos. También se darán ejemplos de detección sin precedentes de enfermedades tropicales, posible gracias al uso de técnicas de proyección multidimensional. Además, se discutirán formas de utilizar estas técnicas junto con otros métodos de visualización de información para optimizar los biosensores.

Files

s13758-012-0053-7.pdf

Files (93 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
93 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تصور المعلومات لتعزيز الحساسية والانتقائية في الاستشعار الحيوي
Translated title (French)
Visualisation de l'information pour améliorer la sensibilité et la sélectivité dans la biodétection
Translated title (Spanish)
Visualización de la información para mejorar la sensibilidad y la selectividad en la biosensibilidad

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2018514503
DOI
10.1007/s13758-012-0053-7

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W11626973
  • https://openalex.org/W195446670
  • https://openalex.org/W1967031929
  • https://openalex.org/W1969944209
  • https://openalex.org/W1975566522
  • https://openalex.org/W1979060625
  • https://openalex.org/W1982667674
  • https://openalex.org/W1986475147
  • https://openalex.org/W1992428130
  • https://openalex.org/W1994180832
  • https://openalex.org/W1996157147
  • https://openalex.org/W1996840304
  • https://openalex.org/W1998202015
  • https://openalex.org/W2002549901
  • https://openalex.org/W2003177189
  • https://openalex.org/W2008299445
  • https://openalex.org/W2015249441
  • https://openalex.org/W2018186002
  • https://openalex.org/W2019103165
  • https://openalex.org/W2021527852
  • https://openalex.org/W2022650347
  • https://openalex.org/W2023098599
  • https://openalex.org/W2028306660
  • https://openalex.org/W2028855432
  • https://openalex.org/W2033114166
  • https://openalex.org/W2034350807
  • https://openalex.org/W2036890396
  • https://openalex.org/W2044084713
  • https://openalex.org/W2044938824
  • https://openalex.org/W2047417828
  • https://openalex.org/W2051448530
  • https://openalex.org/W2052964337
  • https://openalex.org/W2054334579
  • https://openalex.org/W2056618936
  • https://openalex.org/W2057968224
  • https://openalex.org/W2058594713
  • https://openalex.org/W2059300492
  • https://openalex.org/W2059972655
  • https://openalex.org/W2065878163
  • https://openalex.org/W2066832565
  • https://openalex.org/W2068377097
  • https://openalex.org/W2070248186
  • https://openalex.org/W2071507584
  • https://openalex.org/W2075516694
  • https://openalex.org/W2077959556
  • https://openalex.org/W2081923409
  • https://openalex.org/W2082359809
  • https://openalex.org/W2084940723
  • https://openalex.org/W2088150129
  • https://openalex.org/W2088582740
  • https://openalex.org/W2088672320
  • https://openalex.org/W2091115397
  • https://openalex.org/W2092557227
  • https://openalex.org/W2095497807
  • https://openalex.org/W2095950921
  • https://openalex.org/W2101207781
  • https://openalex.org/W2105762439
  • https://openalex.org/W2109805058
  • https://openalex.org/W2119111481
  • https://openalex.org/W2120234899
  • https://openalex.org/W2128021408
  • https://openalex.org/W2132747517
  • https://openalex.org/W2133074518
  • https://openalex.org/W2134312057
  • https://openalex.org/W2144392056
  • https://openalex.org/W2147598800
  • https://openalex.org/W2154699792
  • https://openalex.org/W2156687075
  • https://openalex.org/W2169573037
  • https://openalex.org/W2615147949
  • https://openalex.org/W2783263214