ICYTE   26279
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS Y TECNOLOGICAS EN ELECTRONICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Determinación de la concentración bacteriana en cultivos líquidos por medio de Bio-Speckle
Autor/es:
ESTEFANY CUJANO AYALA; ISABEL PASSONI; GUZMÁN, MARCELO NICOLÁS; MARCELO TRIVI; MELINA NISENBAUM; SILVIA MURIALDO
Lugar:
Santa Fe
Reunión:
Congreso; 104a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2019
Institución organizadora:
Asociación Física Argentina
Resumen:
La medición de la concentración de biomasa es factor importante en procesos biotecnológicos donde se produce un crecimiento poblacional de microorganismos. Los procesos más estudiados son la fermentación y la biodegradación de sustancias tóxicas. Para la determinación del crecimiento de una población microbiana existen métodos directos y métodos indirectos de detección. Entre los primeros, los más conocidos son el recuento directo del número de células al microscopio y el recuento de unidades formadoras de colonias en placa (UFC). Sin embargo, estos métodos presentan varias limitaciones como el tiempo necesario para la obtención de resultados, el uso intensivo de medios de cultivo selectivos y material de laboratorio, la puesta a punto de la técnica y la imposibilidad de recuento de microorganismos no cultivables. Tales limitaciones han impulsado el desarrollo de métodos más rápidos que permitan la obtención de resultados en menores tiempos. Entre las técnicas indirectas rápidas para medir biomasa, se encuentran los métodos de dispersión de la luz (turbidimétricos) entre los más utilizados. Son herramientas útiles y poderosas, pero presentan respuesta lineal solo en intervalos cortos e interferencia en presencia de otras partículas en el medio. En este trabajo se utiliza el procesamiento de señales de speckle dinámico de células bacterianas (bio-speckle) para determinar la concentración de bacterias en medio líquido, con el objetivo de contribuir al desarrollo de metodologías rápidas para la cuantificación de microorganismos. Las técnicas de speckle dinámico constituyen una herramienta alternativa interesante para el desarrollo de un método no invasivo para medición in situ. Se utilizaron distintas concentraciones de cultivos líquidos puros de células móviles (Pseudomonas aeruginosa) y no móviles (Staphylococcus aureus), determinadas por espectrofotometría a 600 nm. Se colocaron 5 ml de cultivo de cada concentración a medir en una placa de Petri de 10 cm de diámetro y se iluminó con un láser de HeNe (20mw y 632.8nm de longitud de onda) expandido y atenuado, desde la parte inferior a través de un difusor de vidrio esmerilado. Se dejó reposar la muestra 60 segundos antes de la medición. Se tomaron mediciones de sales de cultivo sin microorganismos como blanco (control negativo) de la actividad del agua. Los ensayos se realizaron por triplicados una vez puesta a punto la técnica de adquisición de videos.Con una cámara CCD se tomaron videos de 120 frames, 640x480 pixeles cuadrado, en escala de grises con una resolución de 8 bits (es decir 256 niveles de gris) y en distintas condiciones de captura variando el tiempo de exposición y FPS utilizados. Se procesaron los videos para obtener un indicador de similitud entre los diferentes frames. Se usó la correlación entre imágenes, utilizando diferentes parámetros de intervalos y variando la cantidad de correlaciones utilizadas para cálculo del promedio y la mediana.Se realizaron gráficos de dispersión entre las concentraciones celulares por absorbancia a 600 nm y las actividades de speckle obtenidas con los distintos procesamientos. Se obtuvieron rectas por regresión lineal y se calculó los factores de ajuste R2 de cada una. Dichos factores se utilizaron para seleccionar los mejores parámetros experimentales y de procesamiento.Hasta el momento se han obtenidos resultados promisorios para la detección de concentración bacterianas con muestras de laboratorio. A futuro se implementará su testeo con muestras reales y se intentará ampliar su uso a la determinación de otros parámetros celulares.