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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/46923
DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE MEDIÇÃO EM TEMPO REAL, POR ESPECTROSCOPIA DE BIOIMPEDÂNCIA, CAPAZ DE DETERMINAR A CONCENTRAÇÃO CELULAR
Salvino da Silva, Marcos Antonio | Data do documento:
2020
Autor(es)
Orientador
Membros da banca
Afiliação
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Fármacos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia. Rio de Janeiro, RJ.
Resumo
Este trabalho desenvolveu um sistema alternativo de medição de biomassa aplicado à monitorização em tempo real (online) de bioprocessos, através da espectroscopia de bioimpedância, utilizando a técnica BIS-STEP. A construção deste trabalho
foi elaborada em duas etapas: a primeira, para testar a viabilidade da aplicação
desta técnica na monitorização de bioprocessos, cujos experimentos foram com levedura comercial Saccharomyces cerevisiae. Nesta etapa, utilizou-se a regressão linear
multivariada (RLM) para estimar o número total de células totais e viáveis, através
dos parâmetros de bioimpedância. A segunda etapa, por interesse de Farmanguinhos/Fiocruz, para extrapolar esta técnica para bactéria Bacillus thuringiensis var.
israelensis (Bti). Este último (Bti) apresentou maior dificuldade na aplicação direta
da RLM comumente usada nas técnicas de espectroscopia dielétrica ou de bioimpedância. A solução encontrada, com o uso do parâmetro respiratório – demanda
de oxigênio (OUR), se apresentou mais abrangente e também pôde ser aplicada nos
dados obtidos dos experimentos da primeira etapa. Os resultados estatísticos foram
satisfatórios para ambos os microrganismos apresentando um coeficiente de correlação de Pearson médio (r) acima de 0,9 e o modelo de Bland-Altman avaliou a
concordância entre os métodos analítico e de bioimpedância.
Resumo em Inglês
This work developed an alternative biomass measurement system applied for
real-time monitoring (online) of bioprocesses, through bioimpedance spectroscopy,
using the BIS-STEP technique. The construction of this work was carried out in two
stages: the first, to test the feasibility of applying this bioprocess monitoring technique, the experiments were carried out with the commercial yeast Saccharomyces
cerevisiae. In this step, use a linear regression multivariate (LRM) to estimate the
total number of total and viable cells, using bioimpedance parameters. The second
step, in the interest of Farmanguinhos/Fiocruz, to extrapolate this technique to bacteria Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti). The latter (Bti) presented greater
difficulty in the direct application of LRM commonly used in dielectric spectroscopy
or bioimpedance techniques. A solution found, using respiratory parameters - oxygen uptake rate (OUR), shows the most comprehensive ones and can also be applied
to the data obtained from the first experiments. The statiscal results were satisfactory for both microorganisms with an average Pearson correlation coefficient (r)
above 0.9 and the Bland-Altman model evaluated the agreement between analytical
and bioimpedance methods.
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