{"id":15491,"date":"2026-05-26T14:52:08","date_gmt":"2026-05-26T14:52:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/anouk-bosman\/"},"modified":"2026-05-26T14:52:23","modified_gmt":"2026-05-26T14:52:23","slug":"anouk-bosman","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/anouk-bosman\/","title":{"rendered":"Anouk Bosman"},"content":{"rendered":"","protected":true},"excerpt":{"rendered":"","protected":true},"author":7,"featured_media":15492,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-15491","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"Detecting the Undetectable","samenvatting":"Het beschermen van de voedselvoorziening en het minimaliseren van schadelijke mycotoxine besmetting zijn nauw met elkaar verbonden. Recente gegevens wijzen erop dat de sociaaleconomische impact van deze stoffen wereldwijd toeneemt, met aanzienlijke verschillen tussen regio\u2019s en bevolkingsgroepen. Toegang tot betrouwbare, doelgerichte detectiemethoden is daarom essentieel. Draagbare detectiesystemen maken tijdige besluitvorming mogelijk op kritieke punten in de voedselvoorziening en verbeteren het monitoren en risicobeheer. Hierdoor groeit de vraag naar draagbare detectiesystemen voor mycotoxinen. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat mid-infrarood (MIR) spectroscopie geschikt is voor draagbare mycotoxine detectie, maar er blijven beperkingen bestaan door het gebrek aan meetzekerheid en detectie capaciteit. Het onderzoek in deze thesis beschrijft hoe deze beperking kan worden opgelost door innovatieve methodes te introduceren die monstervoorbereiding integreren en MIR-spectroscopie verbeteren. Daardoor wordt directe detectie van mycotoxinen in voeding op gereguleerde niveaus mogelijk. Deze innovaties richten zich op de ontwikkeling van een nieuw, 3D-geprint apparaat voor monstervoorbewerking en op de ontwikkeling van \u2018selective paper-enhanced infrared spectroscopy\u2019 (S-PEIRS). In Hoofdstuk 1 werden de motivatie en de wetenschappelijke achtergrond van het werk in dit proefschrift ge\u00efntroduceerd, waarbij de onderwerpen mycotoxineanalyse, ge\u00efntegreerde monstervoorbereiding met behulp van 3D-printen, papiergebaseerde microfluidica en IR-spectroscopie aan bod kwamen.\n\nIn Hoofdstuk 2 beschreef ik de ontwikkeling van een betaalbaar 3D-geprint apparaat dat past in een bestaande methode voor het meten van mycotoxinen buiten het laboratorium. Besmette tarwekorrels werden gemalen met het apparaat, daartoe uitgerust met een universele accuboormachine, en de deeltjes werden intern gezeefd. Het vermalen en verkrijgen van gezeefde tarwedeeltjes duurde slechts vijf minuten. Daarnaast konden tien nieuwe gebruikers het apparaat bedienen met minimale instructies. Door het modulaire ontwerp kon extractie van deoxynivalenol (DON) direct worden uitgevoerd in het apparaat. Na het opbrengen van het extract op een laterale flowtest kon DON worden gedetecteerd, en de volledige workflow kon in 15 minuten worden afgerond. De effici\u00ebntie van het 3D-geprinte apparaat werd vergeleken met een molen uit het laboratorium, en de nieuwe workflow toonde een sterk verband met de laboratoriumanalyse. Deze ontwikkelingen laten duidelijk het potentieel van 3D-printen zien voor ge\u00efntegreerde monstervoorbereiding buiten het laboratorium.\n\nIn Hoofdstuk 3 werd een nieuw methodologisch kader ge\u00efntroduceerd om de beperkingen van MIR-spectroscopie voor detectie op gereguleerde niveaus te overwinnen. In de Europese Unie is de toegestane limiet voor DON in onbewerkte tarwe vastgesteld op maximaal 1000 \u00b5g\/kg. Bij deze lage concentraties zijn DON-moleculen niet detecteerbaar met standaard MIR-spectroscopie instrumenten, en zeker niet in complexe matrices zoals tarwe. De nieuwe methode, S-PEIRS, omvat de volgende stappen: (i) zuivering van tarwe-extracten met eenvoudige immuno-affiniteitschemie, (ii) ophopen van DON-moleculen in een papieren strip, (iii) MIR-analyse van de opgehoopte stoffen op de papieren strip en, (iv) diepgaande data-analyse om het moleculaire kenmerk van DON bij een specifieke golflengte te detecteren, zo laag als 1000 \u00b5g\/kg in verschillende tarwesoorten. Daarmee, toont S-PEIRS het potentieel van IR-spectroscopie met papier als innovatieve methode voor voedselveiligheidsanalyse met moleculaire meetzekerheid.\n\nIn Hoofdstuk 4 werd S-PEIRS uitgebreid om een andere, nog veel strenger gereguleerde mycotoxine kwantitatief te detecteren; namelijk ochratoxine A (OTA). OTA komt vaak voor in voedingsmiddelen zoals granen, wijn, koffie en specerijen. De toegestane limiet die door de EU is vastgesteld voor wijn is slechts 2 \u00b5g\/kg, wat 500 keer lager is dan de limiet voor DON in tarwe. OTA-moleculen vertonen verschillende ladingen bij vari\u00ebrende pH. Deze eigenschap werd gebruikt om OTA over te brengen van een groot wijnvolume naar een klein extract, waardoor de concentratie aanzienlijk werd verhoogd. Vervolgens werd S-PEIRS aangepast om het moleculaire kenmerk van OTA bij een specifieke golflengte te detecteren. Door verdere zuivering van het extract en verrijking van OTA-moleculen in de papieren strip werd kwantitatieve detectie van OTA tot 2 \u00b5g\/kg in wijn mogelijk. Dit is de eerste keer dat zulke lage concentraties kwantitatief konden worden gemeten met MIR spectroscopie en dit verbreedt de verdere toepassing van MIR voor streng gereguleerde stoffen, ook buiten het gebied van voedselveiligheid.\n\nIn Hoofdstuk 5 beschreef ik in een algemene beschouwing de belangrijkste onderwerpen van het proefschrift, namelijk ge\u00efntegreerde 3D-geprinte monsterpreparatie en S-PEIRS, inclusief de belangrijkste uitdagingen en successen, en een vooruitblik op toekomstig onderzoek met voorlopige resultaten.","summary":"The protection of the food supply and the minimization of harmful mycotoxin contamination are closely linked. Recent evidence suggests that the socioeconomic impact of these substances is increasing globally, with significant disparities across regions and populations. Access to reliable, target-oriented detection methods is therefore essential. Portable detection systems enable timely decision-making at critical points in the food supply chain and improve monitoring and risk management. As a result, the demand for portable mycotoxin detection systems is growing. Previous research has shown that mid-infrared (MIR) spectroscopy is suitable for portable mycotoxin detection, but limitations remain due to a lack of measurement certainty and detection capacity. The research in this thesis describes how this limitation can be addressed by introducing innovative methods that integrate sample preparation and enhance MIR spectroscopy, enabling the direct detection of mycotoxins in food at regulatory levels. These innovations focus on the development of a new, 3D-printed device for sample preprocessing and the development of 'selective paper-enhanced infrared spectroscopy' (S-PEIRS). In Chapter 1, the motivation and scientific background of the work in this thesis were introduced, covering the topics of mycotoxin analysis, integrated sample preparation using 3D printing, paper-based microfluidics, and IR spectroscopy.\n\nIn Chapter 2, I described the development of an affordable 3D-printed device that fits into an existing method for measuring mycotoxins outside the laboratory. Contaminated wheat kernels were ground with the device, equipped for this purpose with a universal cordless drill, and the particles were internally sieved. Grinding and obtaining sieved wheat particles took only five minutes. In addition, ten first-time users were able to operate the device with minimal instructions. Due to the modular design, extraction of deoxynivalenol (DON) could be carried out directly in the device. After applying the extract to a lateral flow test, DON could be detected, and the full workflow could be completed in 15 minutes. The efficiency of the 3D-printed device was compared with a laboratory mill, and the new workflow showed a strong correlation with laboratory analysis. These developments clearly show the potential of 3D printing for integrated sample preparation outside the laboratory.\n\nIn Chapter 3, a new methodological framework was introduced to overcome the limitations of MIR spectroscopy for detection at regulatory levels. In the European Union, the allowed limit for DON in raw wheat is set at a maximum of 1000 \u00b5g\/kg. At these low concentrations, DON molecules are not detectable with standard MIR spectroscopy instruments, and certainly not in complex matrices such as wheat. The new method, S-PEIRS, involves the following steps: (i) wheat extract purification using simple immunoaffinity columns (IACs), (ii) enrichment of the DON molecules from the purified extract in a paper tip, (iii) paper-based MIR analysis of the enriched solutes in the paper tip and (iv) in-depth data analysis to detect the concentration-dependent DON molecular feature at a specific wavenumber and down to 1000 \u00b5g\/kg in various types of wheat. S-PEIRS illustrates the potential of paper-based IR spectroscopy for portable food safety analysis, as innovative detection method with molecular certainty.\n\nIn Chapter 4, the S-PEIRS framework established in Chapter 3 was advanced to achieve the quantitative detection of another, more strictly regulated mycotoxin; ochratoxin A (OTA). OTA occurs in many food products such as cereals, wines, coffee and spices and the ML set by the EU for wines is only 2 \u00b5g\/kg, which is 500 times lower than the ML of DON in wheat. OTA molecules exhibit different charge states at varying pH. This characteristic was used to transfer OTA from a large wine volume into a small extract, significantly increasing its concentration. Then, S-PEIRS was adjusted to detect the concentration-dependent OTA feature at a specific wavenumber. Due to further purification of the extract and enrichment of the OTA molecules in the paper tip following the S-PEIRS framework, the quantitative detection of OTA down to 2 \u00b5g\/kg in wine was achieved. This is the first time that such low concentrations could be measured quantitatively using MIR spectroscopy and broadens the further application of MIR for strictly regulated compounds, also beyond the field of food safety.\n\nIn Chapter 5, a general discussion on the key thesis topics of integrated 3D-printed sample preparation and S-PEIRS was provided, including major challenges and achievements, and an outlook for future research with prelimenary results.","auteur":"Anouk Bosman","auteur_slug":"anouk-bosman","publicatiedatum":"2 juli 2026","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/anoukbosman?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/6d988d0a-2a30-42b8-a935-5f0fc345f559\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"19093","isbn":"","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Wageningen University","afbeeldingen":15493,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Wageningen University","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/15491","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=15491"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/15491\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":15494,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/15491\/revisions\/15494"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/15492"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=15491"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=15491"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}