Detection of Lactobacillus plantarum 299V using microcantilever-based biosensor with dynamic force microscopy



Título del documento: Detection of Lactobacillus plantarum 299V using microcantilever-based biosensor with dynamic force microscopy
Revue: Revista mexicana de ingeniería química
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000376911
ISSN: 1665-2738
Autores: 1
1
2
3
1
1
Instituciones: 1Instituto Politécnico Nacional, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, México, Distrito Federal. México
2Instituto Politécnico Nacional, Centro de Nanociencias y Micro y Nanotecnologías, México, Distrito Federal. México
3Instituto Mexicano del Petróleo, Laboratorio de Microscopía de Ultra Alta Resolución, México, Distrito Federal. México
Año:
Periodo: Dic
Volumen: 12
Número: 3
Paginación: 379-390
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, aplicado
Resumen en español El objetivo de este estudio fue la detección del crecimiento activo de L. plantarum 299v (microorganismo probiótico) utilizando microcantilevers como biosensores en modo dinámico en microscopía de fuerza atómica (MFA). Cantilevers comerciales se limpiaron con solución Piraña y fueron funcionalizados con solución sililada; posteriormente se recubrieron con agarosa utilizando la técnica de capilares. Un MFA en modo intermitente se utilizó para evaluar el cambio de la frecuencia de resonancia de cantilevers comerciales inoculados con L. plantarum 299v. La humedad y la temperatura se controlaron dentro de una campana atmosférica durante la biodetección. Las curvas de frecuencia de resonancia mostraron valores altos de factor Q (~219). Los resultados mostraron que el desplazamiento de la frecuencia de resonancia cambia 5.2 ± 0.8 kHz en cantilevers inoculados a lo largo de la cinética de crecimiento. A partir de las curvas de frecuencia de resonancia y las propiedades mecánicas de los cantilevers, la sensibilidad del biosensor fue 383 ±3 pg/Hz y el biosensor puede detectar ~400 bacterias. El crecimiento de L. plantarum en los cantilevers se confirmó por microscopía electrónica de barrido. Los resultados mostraron que es posible la construcción de microbiosensores mediante el uso de cantilevers y MFA como plataforma para detección de microorganismos asociados a alimentos funcionales
Resumen en inglés The aim of this study was the detection of active L. plantarum 299v (probiotic microorganism) growth using microcantilever based biosensors in air and in dynamic mode by atomic force microscopy. Commercial cantilevers were cleaned with Piranha solution in order to eliminate contaminants and were functionalized with silylating solution; afterwards the cantilevers were coated by an agarose layer using trie capillaries technique. An atomic force microscope in tapping mode was required to evaluate the resonance frequency shift of commercial cantilevers inoculated with L. plantarum 299v. Humidity and temperature were controlled inside an atmospheric hood during; the biodetection. The resonance frequency curves were seen to be narrower with higher Q factor values (~219). The resulti showed that the resonance frequency shifted by approximately 5.2 ± 0.8 kHz on the inoculated cantilevers throughout the growth kinetics. From the resonance frequency curves and known mechanical properties of the cantilevers, the biosensor sensitivity was determined to be 383 ± 3 pg/Hz and the biosensor can detect ~400 bacteria. In addition, L. plantarum growth on ihe cantilever's surface was confirmed by scanning electron microscopy. The results showed that it is possible to construct a microbiotensor by using commercial cantilevers and atomic force microscopy. These sensors can be used as a platform for the detection of micro organisms asto ciated with /un ctlonal foods
Disciplinas: Química
Palabras clave: Química de alimentos,
Probióticos,
Crecimiento,
Biosensores,
Microscopía de fuerza atómica,
Lactobacillus plantarum
Keyword: Chemistry,
Food chemistry,
Probiotics,
Growth,
Biosensors,
Atomic force microscopy,
Lactobacillus plantarum
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