Manipulación del Movimiento de Bacterias con Sustratos Asimétricos

I. BERDAKIN; L. VENKEN; S. DIERCKX; Y. JEYARAM; V. V. MOSHCHALKOV; A. V. SILHANEK; J. VANDERLEYDEN; V. I. MARCONI; C. A. CONDAT

La Falda

Simposio; IV Simposio Regional de Mecánica Estadística, Teoría de la Información y Biofísica, METIBI IV.; 2011

Experimentos recientes de alto impacto tecnol\'ogico y aplicabilidad, donde son capaces tanto de redireccionar el movimiento de c\'elulas y bacterias, como de separar micro sistemas mixtos, motivaron este trabajo. Este control de sistemas biol\'ogicos, logrado con sustratos micro y nano modulados es de gran inter\'es para microflu\'{\i}dica, labs on a chip, biosensores, nano-medicina (separaci\'on de c\'elulas cancerigenas de c\'elulas sanas), transporte de drogas, gen\'etica bacterial y purificaci\'on de agua. \\ En particular modelamos fenomenol\'ogicamente experimentos donde direccionan bacterias por medio de un arreglo asimetrico de barreras (embudos) y estudiamos la din\'amica de dichos microorganismos nadadores, autopropulsados, usando t\'ecnicas num\'ericas de din\'amica molecular en funci\'on de la geometr\'{\i}a del sustrato. Mostramos que el modelo es suficiente para reproducir los experimentos recientemente reportados e investigamos el modo de optimizar dichos dispositivos. Esto nos permite contribuir te\'oricamente en la etapa inicial de un proyecto interedisciplinario, entre colaboradores que est\'an nanodise\~{n}ando nuevos sustratos, especialistas en biosensores y microbi\'ologos que ya realizaron las primeras mediciones con E.Coli. En resumen realizamos un dise\~{n}o geom\'etrico de micro-dispositivos mas \'optimos por ejemplo para aplicaciones como la separaci\'on de bacterias nadadoras de no nadadoras. En suma investigamos los efectos colectivos al aumentar la densidad y caracterizamos la disminuci\'on del direccionamiento del movimiento de las bacterias (rectificaci\'on), i.e. la capacidad rectificadora de los dispositivos.