Bionota: manipulación de protozoos por ultrasonido

Abstract

La manipulación de microorganismos, entendida como su posicionamiento y su movimiento controlado, es una de las principales preocupaciones en áreas como la microbiología y la medicina. Con este fin se han desarrollado diferentes técnicas que van desde la utilización de sustancias químicas, hasta el empleo de campos eléctricos, campos magnéticos, fuerzas ópticas y gravitatorias, entre otras. Aparte de ser técnicas sofisticadas, muchas de ellas causan alteraciones irreversibles en los microorganismos, lo cual impide su reutilización en ensayos posteriores. Lo anterior justifica el estudio de alternativas novedosas y de bajo costo, que permitan la manipulación de organismos microscópicos en forma sencilla y eficiente. En el presente trabajo se ilustran los efectos producidos por la interacción entre protozoos ciliados y microburbujas de aire, cuando son sometidos a un campo ultrasónico de 5.8 mW. A las frecuencias de resonancia de las microburbujas se observó que los microorganismos se adhieren a la frontera de las burbujas, permaneciendo allí mientras se encuentra aplicado el campo ultrasónico. Una vez eliminado el ultrasonido, los protozoos recuperan su libertad de movimiento sin daño aparente. Estos efectos podrían servir como el principio de actuación de un dispositivo capaz de atrapar, retener y liberar micro­organismos de gran movilidad, sin causarles ningún daño. Las microburbujas se originan por electrólisis a través de una rejilla de electrodos, mientras que el ultrasonido es generado mediante un transductor piezoeléctrico. Como microorganismos se emplearon aquellos presentes en agua estancada, y su observación se realizó directamente por medio de un estereomicroscopio metalográf ico. Palabras clave: manipulador; protozoos; ultrasónico; transductor; piezoeléctrico; manipulator; protozoa; ultrasonic; transducer; piezoelectric.

Microorganism manipulation, considered as controlled motion and positioning, is one of the most important activities in microbiology and medicine. To achieve this goal there are some techniques such as those which and optical forces, among others. These techniques are usually sophisticated, and some of them can induce irreversible alterations on the microorganisms which prevents their use in another tests. Thus, there is justified the study of technological alternatives to manipulate microorganisms in an easy and cost-effective way. This work shows the interaction between protozoa and air microbubbles when they are under the influence of an ultrasonic field of 5.8 mW. At the microbubbles resonant frequencies, microorganisms were attracted toward the bubbles' frontier remaining there while the ultrasonic field was applied. Once the ultrasound disappears, protozoa recover their freedom of movement. The observed effects could be used as the actuation principle of devices capable to trap, hold and release microorganisms of high mobility without any apparent damage. Microbubbles are generated by electrolysis which take place on the surface of an electrode array, while the ultrasound is originated by means of a piezoelectric transducer. As microorganisms there were employed those present in stagnated water, and were observed through an stereomicroscope. Key words: manipulator; protozoa; ultrasonic; transducer; piezoelectric.