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Title: Evaluación de la implementación de sensores fonónicos, en la caracterización de cultivos microbiológicos en medios líquidos.
Authors: Ocampo Moreno, Sara
Adviser: Villa Arango, Simón
Keywords : Sensores fonónicos
Cultivo microbiológico
Velocidad del sonido
Ultrasonido
Phononic sensors
Microbiological culture
Speed of sound
Ultrasound
Issue Date: 2018
Publisher: Universidad EIA
Abstract: Las pruebas cerca al paciente (PoCT) para detectar enfermedades infecciosas se han venido desarrollando con más frecuencia con el paso de los años pues disminuyen el tiempo de espera para los resultados de los mismos. Debido a esto, se hace necesario el desarrollo de nuevas tecnologías que permitan tener información relevante acerca del crecimiento de patógenos de interés en cultivos microbiológicos en el menor tiempo posible, haciendo uso de nuevas tecnologías de medición como los cristales fonónicos. El uso de los cristales fonónicos como sensores en el campo de la salud es relativamente nuevo; hasta ahora no hay muchos dispositivos que usen las propiedades de estos cristales para adquirir variables asociadas al estado de salud de las personas. El control sin precedentes de la transmisión de ondas acústicas y elásticas que los cristales fonónicos otorgan los posiciona como una de las principales tecnologías para el desarrollo de nuevas aplicaciones, entre las que se encuentran las pruebas cerca al paciente. El diseño de los cristales fonónicos es muy flexible y permite tener sensores con dimensiones muy pequeñas facilitando su portabilidad y solucionando así parte del problema. Este proyecto busca evaluar la implementación de los cristales fonónicos como sensores para caracterizar cultivos microbiológicos y su crecimiento, en medios líquidos. El diseño metodológico parte de la búsqueda de características o propiedades acústicas de los cultivos a medida que se da el crecimiento en el cultivo, la realización de un protocolo para caracterizar una solución equivalente con propiedades acústicas equivalentes a las de un cultivo microbiológico por medio de sensores fonónicos, la evaluación del desempeño de los cristales fonónicos en comparación con otras tecnologías existentes, seleccionando la Microbalanza de Cuarzo (QCM) con soluciones a diferentes concentraciones de glicerol en agua destilada. Finalmente, se realizaron unas pruebas inmovilizando un agente de biorreconocimiento que permitiera mejorar la sensibilidad o especificidad del cristal, por medio de una reacción antígeno-anticuerpo, el agente seleccionado fue la proteína BSA. Los resultados del proyecto evidenciaron que el cristal fonónico puede ser aplicado como sensor para esto, debido a que se logró mostrar desplazamientos en los espectros de frecuencia obtenidos, las evaluaciones adicionales tanto de comparación con QCM, como de implementación de agente de biorreconocimiento también mostraron el potencial que estas tecnologías presentan y que se mostrará en el contenido de este trabajo. Se pudo evidenciar que con cambios pequeños en las concentraciones de la muestra el sensor logra detectar estos cambios por medio del desplazamiento en el pico máximo de frecuencia.
Abstract (English): Point of Care Testing (PoCT) to detect infectious diseases have been developing more frequently over the years as they reduce the waiting time for the diagnosis of infectious disease. Because of it, it is necessary to develop new technologies that allow having relevant information about the growth of pathogens of interest in microbiological cultures in the shortest time possible, making use of new measurement technologies such as phonic crystals. The use of Phononic crystals as sensors in the field of health is relatively new; in the recent days, there are not many devices that use the properties of these crystals to acquire variables associated with the health status of people. The unprecedented control of the transmission of acoustic and elastic waves that the phonic crystals grant positions them as one of the main technologies for the development of new applications, among which are the point of care testing. The design of the Phononic crystals is very flexible and allows to have sensors with very small dimensions facilitating their portability and thus solving part of the problem. This project aims to evaluate the implementation of phonic crystals as sensors to characterize microbiological cultures and their growth, in liquid media. The methodological design starts from the search of characteristics or acoustic properties of the microbiological cultures as growth occurs in the culture, the realization of a protocol to characterize an equivalent solution with acoustic properties equivalent to those of a microbiological culture by the use of Phononic sensors, the evaluation of the performance of Phononic crystals compared to other existing technologies, selecting the Quartz Microbalance (QCM) with solutions at different concentrations of glycerol in distilled water. Finally, some tests were carried out immobilizing a biorecognition agent that would allow to improve the sensitivity or specificity of the crystal, by means of an antigen-antibody reaction, the selected agent was the BSA protein. The results of the project showed that Phononic crystals can be applied as a sensor for the evaluation of microbiological growth, because it was possible to show displacements in the obtained frequency spectrums, the additional evaluations both of comparison with QCM, and of implementation of biorecognition agent also showed the potential that these technologies present and that will be shown in the content of this work. It was evidenced that with small changes in the concentrations of the sample the sensor manages to detect these changes by means of the displacement in the maximum peak of frequency.
Description: 66 páginas
URI: http://repository.eia.edu.co/handle/11190/2192
Citation: Ocampo Moreno, S. (2018). Evaluación de la implementación de sensores fonónicos, en la caracterización de cultivos microbilógicos en medios líquidos (Trabajo de grado). Recuperado de: http://repository.eia.edu.co/handle/11190/2192
Location: BIOM0298
Appears in Collections:Ingeniería Biomédica

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