Monitorización del crecimiento de microorganismos en sistemas cerrados utilizando espectroscopia de impedancia eléctrica

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 (|Z|) 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 ∆|Z| y ∆ Φ de 2.1% y 0.05° en la fase de retardo, 9.6% y -0.15º 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 ∆|Z| 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.