Olguín-Sánchez RA, Rojas-Rendón JA, Díaz-Campillo MJ, Salazar Y

Idioma: Español
Referencias bibliográficas: 18
Paginas: 98-108
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RESUMEN

Actualmente la supervisión de procesos biológicos opta por la optimización de tiempos y costos de producción. Lo que involucra la monitorización de microorganismos en sus diferentes etapas de crecimiento. Por lo tanto, el objetivo es obtener curvas de crecimiento en línea como función de los cambios de magnitud de impedancia (|Ζ|) y ángulo de fase (Φ), empleando espectroscopia de impedancia eléctrica (EIS). Para ello, se implementó un sistema de medición constituido por un analizador LCR y un front-end. Se utilizó la técnica de medida de EIS tetrapolar con un rango de frecuencia de 20 Hz a 200 kHz. Se realizaron medidas en 3 distintos medios: agua destilada, Caldo de nutrientes y Caldo de nutrientes con inóculo de levaduras tipo Saccharomyces cerevissiae. Las medidas de EIS se validaron con el conteo de microorganismos por medio de la cámara de Neubauer. Los resultados muestran que el inóculo de levaduras presenta un Δ|Ζ| y Δ Φ de 2.1% y 0.05° en la fase de retardo, 9.6% y -0.15° en la fase de crecimiento, 1.3% y -0.04° fase estacionaria y -3.35% y -0.1° en la fase de muerte, con respecto del caldo de nutrientes. La evolución del Δ|Ζ| y Φ respecto al tiempo a una frecuencia de 200 kHz con relación al conteo celular presentan un índice de correlación de 0.95. Por lo tanto, la monitorización de crecimiento de microorganismos en línea por el método de EIS, resulta un método viable para el seguimiento y visualización de las diferentes etapas de crecimiento del cultivo de microorganismos respecto al tiempo.

REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)

1. Bragós R, Sarro E, Fontova A, Soley A, Cairó J, Bayés-Genís A, Rosell J. Four versus two-electrode measurement strategies for cell growing and differentiation monitoring using electrical impedance spectroscopy. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc 2006; 1: 2106-9.

2. Rodríguez AAC, Cabrera LAI, Valencia Flores. Diseño y construcción de los instrumentos de medición para un biorreactor prototipo. Revista Mexicana de Ingeniería Biomédica 2003; XXIV(1): 55-70.

3. Meneses MA, Rojas RL, Sifontes RS, López BY, Sariego RI. Aplicación de un método alternativo al conteo en cámara de Neubauer para determinar la concentración de Trichomonas vaginalis. Revista Cubana Medicina Trop 2001; 53(3): 180-188.

4. Gemini V, Correa E, Gallegos A, Korol S. Degradación microbiana de 2,4-dinitrofenol en efluentes líquidos: efecto de factores bióticos y abióticos. Higiene y Sanidad Ambiental 2008; 8: 320-324.

5. Monge-Amaya O, Valenzuela-García JL, Acedo-Félix E, Certucha-Barragán MT, Almendáriz-Tapia FJ. Biosorción de cobre en sistema por lote y continuo con bacterias aerobias inmovilizadas en zeolita natural (clinoptilolita). Revista Internacional de Contaminación Ambiental 2008; 24(3): 107-115.

6. Ferrer JR, Davalillo Y, Chandler C, Páez G, Mármol Z, Ramones E. Producción de proteína microbiana a partir de los desechos del procesamiento de la caña de azúcar (bagacillo). Archivos Latinoamericanos de Producción Animal 2004; 12(2): 59-65.

7. Ivora A. Bioimpedance monitoring for physicians: an overview. Centre Nacional de Microelectrónica, Biomedical Applications Group. 2002.

8. Felice CJ, Clavin OE, Gallo B del V, Armayor MR, Spinelli JC, Valentinuzzi ME. Impedancimetric bacterial detection: theoretical and experimental aspects. Medical Progress Through Technology 1988; 14: 25-33.

9. Aberg P, Nicander I, Hansson J, Geladi P, Holmgren U, Ollmar S. 2004. Skin cancer identification using multifrequency electrical impedance-a potential screening tool. Dept. of Dermatology, Karolinska Univ. Hosp., Huddinge, Sweden.

10. Valenzuela R. Caracterización de materiales por espectroscopia de impedancias. Revista Cubana de Física 2002; 19(2): 81-84.

11. Bragós R, Eleviar J, Bujan J, Urpi P, Riu PJ, Rosell J. Distributed biomass density measurement system for a yeast production factory. Procc. ICEBI 2004 - XII international conference on electrical bioimpedance & v electrical impedance tomography. IEEE 2004: 49-52.

12. Schwan HP. Electrical properties of tissue and cell suspensions. In: Lawrence JH, Tobias CA. (ends) Advances in biological and medical Physics New York: Academic Press. 1957.

13. López G, Madrid y Carmelo JREF. Medidor de biomasa por espectroscopia dieléctrica. Dpto. de Bioingeniería – INSIBIO, CONICET – FACET, UNT - CC 327 (4000) Tucumán, Argentina.

14. Harris CM, Todd RW, Bungard SJ, Lovitt RW, Moris G, Kell DB. Dielectric permittivity of microbial suspensions at radio frequencies: a novel method for the real-time estimation of microbial biomass. Enzyme Microb Tech 1987; 9: 181-186.

15. Elvira J, Bujan J, Urpí P, Bragós R. Medida en línea de biomasa viable mediante el uso de Espectroscopia de Impedancia Eléctrica» XII ICEBI Conference. Viena, 2004.

16. Hashimoto H, Miike H, Ebina Y, Miyaji T. A method detecting bacteria in culture medium by simultaneous measurement of electrical impedance and turbidity. Technology Reports of the Yamaguchi University 1979; 2(3): 291-299.

17. Mar-Luna Felix, Gamero-Inda Eduardo. 2008. Sensor por Software para la estimación del crecimiento de biomasa en bioprocesos. Congreso Internacional de Eléctrica y Electrónica, Chihuahua, Chihuahua.

18. Soley A, Lecina M, Gmeza X, Cair´o JJ, Riu P, Rosell X, Bragòs R, Gòdia F. On-line monitoring of yeast cell growth by impedance spectroscopy. Journal of Biotechnology 2005; 118(4): 398-405.