Gradiente De Concentração Em Dispositivo Microfluídico Para Otimização De Bioprocessos

Abstract

RESUMO -A microfluídica opera em microlitros, obtendo resultados rápidos num sistema precisamente controlado. Neste trabalho, foi projetado um dispositivo microfluídico gerador de gradiente de concentração puramente difusivo para investigar as condições ideais de crescimento microbiano. O dispositivo foi construído em base de vidro, com dois níveis: inferior, onde ocorre o gradiente difusivo e crescimento celular em microcanais e; superior, para o fluxo de soluções com concentrações diferentes. O comportamento da Saccharomyces cerevisiae ATCC 7754 foi avaliado em concentrações de 0 a 40 g/L de glicose, numa vazão de 15 µl/min, ambiente anaeróbio, 30 °C, operado por 10 h em microscópio confocal e obtidas imagens a cada 30 min. Nos microcanais notou-se o crescimento celular, com resultados correlacionados à fermentação convencional. Portanto, esta tecnologia é viável para a determinação de condições ideias para micro-organismos, sendo uma tecnologia mais simples e prática para otimização de bioprocessos. INTRODUÇÃOMicrofluídica é uma ciência inovadora e que opera em escala micrométrica, utilizando pequenos volumes de amostras e reagentes que escoam por microcanais. A possibilidade de explorar o transporte de fluidos em pequenas dimensões e em regime laminar, permite o controle de moléculas no espaço e no tempo, além de mimetizar microambientes celulares (Whitesides, 2006; Schapperet al., 2009). Os dispositivos microfluídicos podem ser construídos com uma diversidade em geometrias que são aplicáveis para inúmeras áreas de pesquisas. Dentre as geometrias, a capacidade de formar gradientes de concentração permite avaliar condições favoráveis para o desempenho celular, e esta possibilidade tem sido usada principalmente em pesquisas com células animais (Tavana et al., 2008).Ambientes microfluídicos com gradiente de concentração podem ser formados pela contribuição convectiva (ou advecção, com a presença de movimento do fluído) ou por difusão (onde não há movimento de fluido, somente o transporte de moléculas por difusão molecular). Sendo que o perfil de gradientes concentração difusivos já foi caracterizado, na literatura, como linear e estável através do monitoramento da intensidade de fluorescência (Atenciaet al. 2012). Estes gradientes Área temática: Processos Biotecnológicos 1