Es importante saber cómo crecen los microorganismos, en particular los microbios patógenos, bajo diversas condiciones. Ciertas bacterias pueden causar intoxicación alimentaria cuando se comen y el crecimiento bacteriano en los suministros de sangre médica, aunque es raro, puede necesitar desechar la sangre.
Ahora un grupo de investigadores de la Universidad Normal de Zhejiang en China y la Universidad de Umeå en Suecia informan una técnica rápida, precisa y no invasiva para monitorear el crecimiento bacteriano. Informan los resultados en óptica aplicada , una revista de The Optical Society OSA.
El crecimiento de microorganismos está impulsado por muchos factores, lo que hace que sea difícil estimar con precisión la cantidad de bacterias dentro de los contenedores de alimentos o muestras de sangre en un momento dado.
Para evitar el riesgo de que un alimento envasado en particular se deteriore y cause enfermedades, se le da una vida útil innecesariamente corta. En resumen, una mejor comprensión del proceso de crecimiento de los microorganismos podría reducir el desperdicio de alimentos y evitar que las personas se enfermen porintoxicación alimentaria, o ambas
Dentro del ámbito médico, es fundamental poder evaluar la calidad de las muestras de sangre de forma rápida y precisa. Sin esta capacidad, es posible que las muestras deban descartarse o, como alternativa, provocar o empeorar enfermedades. Aunque la contaminación bacteriana de la sangre es rara,ocurre y ha provocado la muerte. Un método de detección rápida podría significar que un mayor porcentaje de sangre podría analizarse directamente para detectar bacterias.
"El crecimiento de microorganismos siempre se asocia con la producción de dióxido de carbono CO2", dijo Jie Shao, profesor asociado del Instituto de Óptica de la Información, Universidad Normal de Zhejiang, Jinhua, China. "Al evaluar el nivel de CO2 dentro de un determinadocompartimento cerrado - botella o bolsa - es posible evaluar el crecimiento microbiano ".
Actualmente, varias técnicas de detección son capaces de realizar mediciones rápidas y precisas de las composiciones de gas. Las basadas en la espectrometría óptica son más atractivas porque no son invasivas, cuentan con alta sensibilidad, proporcionan respuestas instantáneas y son potencialmente útiles para evaluar el crecimiento bacteriano.
"Una técnica conocida como 'espectroscopía de absorción láser de diodo sintonizable' TDLAS es particularmente adecuada porque combina todas estas propiedades con una facilidad de uso y bajo costo", dijo Shao.
Entonces el grupo decidió desarrollar un instrumento fácil de usar basado en TDLAS para evaluar el crecimiento bacteriano de varios tipos de muestras en una variedad de condiciones.
TDLAS es, con mucho, la técnica de absorción basada en láser más común para evaluaciones cuantitativas de especies dentro de una fase gaseosa. Se puede utilizar para medir la concentración de especies gaseosas específicas: monóxido de carbono, CO2, agua o metano, por nombrarun puñado: dentro de mezclas gaseosas mediante el uso de espectrometría de absorción basada en láseres de diodos sintonizables.
"Una de las principales ventajas que ofrece TDLAS es su capacidad para alcanzar límites de detección muy bajos, del orden de partes por mil millones", dijo Shao. "Además de la concentración, también es posible determinar otras propiedades del gas bajo observación - temperatura, presión, velocidad y flujo de masa "
La configuración básica del grupo simplemente involucra un láser de diodo sintonizable como fuente de luz, óptica de conformación de haz, una muestra a investigar, óptica de recepción y uno o más detectores.
"La longitud de onda de emisión del láser se ajusta a través de una transición de línea de absorción característica de las especies dentro del gas que se está evaluando", explicó Shao. "Esto provoca una reducción de la intensidad de la señal medida, que podemos usar para determinar laconcentración de gas "
Cuando la longitud de onda se ajusta rápidamente a través de la transición de una manera específica, se puede combinar con una técnica de modulación llamada "modulación de longitud de onda" WM, que le da a la técnica TDLAS una sensibilidad mejorada. Se conoce como "WM-TDLAS"
Al aplicar la técnica a recipientes transparentes de sustancias orgánicas como alimentos o muestras médicas, el crecimiento bacteriano se puede evaluar rápidamente. "Aunque anticipamos que la técnica WM-TDLAS sería adecuada para evaluar el crecimiento bacteriano, no esperábamoseste nivel de precisión ", señaló Shao.
En contraste con las técnicas convencionales y más invasivas que requieren contacto con los artículos probados, el método WM-TDLAS es realmente no invasivo, lo que lo hace ideal para monitorear el estado de los alimentos y suministros médicos, o como una herramienta para determinar bajo qué condiciones ambientalesSe espera que el crecimiento bacteriano sea severo. "Puede proporcionar análisis en tiempo real", dijo Shao.
A continuación, los investigadores planean mejorar la técnica para "permitir evaluaciones del crecimiento microbiano en una gran variedad de muestras, expandiéndose más allá de los alimentos y suministros médicos", agregó Shao.
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Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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