Acumulación bacteriana en un sistema microfluídico tobera/difusor laminar

ERNESTO ALTSHULER; ADOLFO J. BANCHIO; ANKE LINDNER; VERONICA I. MARCONI; GASTON L. MIÑO; ARAMIS RIVERA; ERIC CLÉMENT

Paraná

Congreso; IV Congreso de Microfluídica Argentina; 2017

En ambientes confinados, como lo son espacios intersticiales, fracturas o suelos, las suspensiones bacterianas experimentan modificaciones en sus propiedades de transporte. En estas condiciones se observan procesos de acumulación debido a la presencia de arreglos de obstáculos o ratchets. Inclusive se puede producir adhesión bacteriana en las superficies, lo cual fomenta o promueve la formación de biopelículas. Más aún, la presencia de flujo asociadas a las condiciones de contorno del sistema pueden impactar significativamente en el comportamiento de los microorganismos, permitiendo la aparición de fenómenos de transporte debido a gradientes de velocidades en el fluido, lo que se conoce como reotaxis. La combinación de estos procesos, hace que las suspensiones bacterianas (sistema particular de coloides activos) difieran sustancialmente de las suspensiones pasivas, dando lugar a la necesidad de estudiar y comprender este tipo de sistemas. En este trabajo, presentamos un estudio sistemático de suspensiones de Escherichia Coli fluyendo en un micro-canal rectangular con una constricción en el medio (arreglo tipo tobera-difusor) [1]. La constricción esta definida por dos parámetros: la apertura, Wf, y el ángulo, Θf . Los resultados de la acumulación bacteriana ante la variación de Wf y Θf, a diferentes flujos impuestos, son presentados en este trabajo. En todos los casos, observamos que las bacterias se acumulan en el lado del difusor, luego de pasar por la constricción; y además el rango de velocidades que produce tal acumulación varía con cada geometría. Asimismo, hemos podido reproducir las observaciones experimentales mejorando un modelo fenomenológico simple [2,3] al cual se le agregó los efectos del flujo impuesto.[1] E. Altshuler, G. L. Miño, C. Pérez-Penichet, L. del Río, A. Lindner, A. Rousselet, and E.Clément. Soft Matter 9, 1864- 1870 (2013). [2] I. Berdakin, Y. Jeyaram, V. V. Moshchalkov, L. Venken, S. Dierckx, S. J. Vanderleyden, A. V. Silhanek, C. A. Condat, and V. I. Marconi. Phys. Rev. E 87, 052702 (2013). [3] I. Berdakin, A. V. Silhanek, H. N. Moyano Cortéz, V. I. Marconi and Carlos A.Condat. Cent. Eur. J. Phys. 11, 1653 (2013).