ES2340118B1 - Dispositivo y procedimiento para medir concentracion de biomasa, y uso de un elemento electronico chip para medir dicha concentracion de biomasa. - Google Patents
Dispositivo y procedimiento para medir concentracion de biomasa, y uso de un elemento electronico chip para medir dicha concentracion de biomasa. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2340118B1 ES2340118B1 ES200800109A ES200800109A ES2340118B1 ES 2340118 B1 ES2340118 B1 ES 2340118B1 ES 200800109 A ES200800109 A ES 200800109A ES 200800109 A ES200800109 A ES 200800109A ES 2340118 B1 ES2340118 B1 ES 2340118B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- biomass
- biomass concentration
- medium
- electrodes
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 130
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 4
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000001236 prokaryotic cell Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 claims 1
- 238000001566 impedance spectroscopy Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 41
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000001453 impedance spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
- G01N33/48707—Physical analysis of biological material of liquid biological material by electrical means
- G01N33/48735—Investigating suspensions of cells, e.g. measuring microbe concentration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/34—Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters
- C12M1/3407—Measure of electrical or magnetical factor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
- C12M41/36—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Dispositivo y procedimiento para medir
concentración de biomasa, y uso de un elemento electrónico chip para
medir dicha concentración de biomasa.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para medir la concentración de biomasa de un medio, que
comprende medios para medir el cambio de impedancia eléctrica
producido por la presencia de biomasa y medios de procesamiento y
control para determinar la concentración de biomasa a partir de
dichos medios para medir el cambio de impedancia, caracterizado por
el hecho de que dichos medios para medir el cambio de impedancia
comprenden por lo menos dos electrodos de configuración adecuada
para permitir la medida del cambio de capacitancia de la doble capa
eléctrica de la interfase electrodo/solución, producido por la
adhesión electrostática de biomasa, y por el hecho de que dichos
medios de procesamiento y control determinan la concentración de
biomasa a partir de una curva de calibración que correlaciona dicho
valor de cambio de capacitancia con la concentración de biomasa.
Asimismo, la presente invención se refiere al procedimiento para
medir la concentración de biomasa del medio mediante medidas de
cambio de impedancia. También se refiere al uso de un elemento
electrónico chip para medir dicha concentración de biomasa.
Description
Dispositivo y procedimiento para medir
concentración de biomasa, y uso de un elemento electrónico chip para
medir dicha concentración de biomasa.
La presente invención se refiere a un
dispositivo y procedimiento para medir la concentración de biomasa
del medio mediante medidas de cambio de impedancia. También se
refiere al uso de un elemento electrónico chip para medir dicha
concentración de biomasa.
La biomasa es un parámetro importante de control
en el campo de la fermentación, la industria alimentaria y el
diagnóstico clínico, siendo indispensable un buen seguimiento de su
actividad. Estos sectores industriales necesitan de dispositivos
capaces de diferenciar y cuantificar los microorganismos presentes
en el medio.
El control microbiológico de soluciones acuosas
en sectores industriales como el del área de las aguas de bebida y
consumo, requiere la cuantificación de concentraciones de
microorganismos muy bajas del orden de 10^{2} unidades formadoras
de colonias por centímetro cúbico, en adelante, cfu.cm^{-3}.
Los métodos más extensamente empleados hasta el
momento para medir bajas concentraciones de biomasa bacteriana son
los basados en siembras en placa y la técnica PCR. La siembra en
placas es una técnica sencilla y muy fiable aunque es demasiado
lenta (requiere como mínimo 24 horas de incubación).
La espectroscopia electroquímica de impedancias
(EEI) es una técnica también usada en caracterización y
cuantificación de biomasa, que está basada en la aplicación de un
potencial eléctrico de frecuencia variable al medio estudiado, y en
la medición de la respuesta en corriente del medio para cada una de
las distintas frecuencias, mediante por lo menos dos electrodos.
Dicha respuesta en corriente permite obtener la impedancia eléctrica
medida en un circuito eléctrico equivalente al modelo eléctrico del
medio en estudio.
El barrido de frecuencias da lugar a un espectro
de impedancia en el que, a una determinada frecuencia, tiene lugar
una caída del valor del módulo de dicha impedancia debida a los
cambios producidos en la solución por los productos del metabolismo
bacteriano o por las propias células en solución. El valor del
cambio de impedancia producido por la presencia de biomasa se
utiliza para determinar la concentración de biomasa del medio.
Los dispositivos impedimétricos existentes que
determinan la concentración de biomasa mediante espectroscopia de
impedancia electroquímica presentan el inconveniente de que son
lentos, puesto que requieren largos tiempos de medida, especialmente
para concentraciones inferiores a 10^{3} cfu.cm^{-3}. Por otro
lado, dichos dispositivos presentan también el inconveniente de que
son poco fiables para medir bajas concentraciones de biomasa, puesto
que la medida que realizan es muy sensible a cambios de temperatura
y conductividad del medio donde se cultiva la biomasa. A bajas
concentraciones la relación señal/ruido es muy pequeña, por lo que
las medidas no pueden realizarse correctamente.
La patente ES 2143 911, describe un método y
aparato para medir concentración de biomasa que pretende mejorar la
fiabilidad y rapidez de los métodos y dispositivos existentes, sobre
todo, por lo que se trata de medidas de biomasa a bajas
concentraciones.
El método de la mencionada patente estima la
concentración de biomasa a partir de la relación entre la impedancia
a alta y baja frecuencia. En una primera opción de proceso, se
utilizan directamente los valores de impedancia obtenidos a alta y
baja frecuencia y, en una segunda opción, se utilizan dos valores
resultantes de ajustar los datos de impedancia de un barrido de
frecuencias a una curva. En el método empleado, se acepta por
convención un circuito equivalente al modelo eléctrico del medio,
que está compuesto por la resistencia del medio extracelular, la
resistencia del medio intracelular y la capacitancia de la membrana
celular.
El dispositivo impedimétrico descrito en la
mencionada patente comprende sondas de medida diseñadas para
adaptarse a dos conexiones estándar de un biorreactor industrial,
que incluyen un sensor de temperatura y de conductividad del medio y
un conjunto de electrodos. Los electrodos de cada sonda se sitúan de
dos en dos en los bordes longitudinales de un agujero transversal
oblongo o, en otra realización, sobre la placa o soporte en el que
se deposita la capa fina de cultivo. En ambos casos, la
configuración de los electrodos se ha diseñado por un lado, para
limitar de forma definida el campo eléctrico, lo que facilita la
medición de biomasa a bajas concentraciones y, por otro lado, para
reducir la posibilidad de que burbujas presentes en la biomasa
puedan influir sobre la medida.
Sin embargo, el dispositivo y método descrito en
la mencionada patente sigue presentando limitaciones, puesto que las
moderadas variaciones que experimenta la conductividad del medio
extracelular (conductividad de la solución) en el cultivo pueden
enmascarar la medida de concentraciones de biomasa bajas.
La patente ES2183677 constituye una mejora de la
patente anteriormente citada, encaminada a mejorar la fiabilidad del
método de detección a bajas concentraciones de biomasa. El método
mejorado propuesto incluye la medición de la impedancia eléctrica
del medio en dos regiones; una carente de biomasa y otra con
biomasa. La medición se lleva a cabo en las dos regiones mediante
conjuntos de electrodos idénticos con el objetivo de obtener
información sobre las variaciones de conductividad del medio en la
región carente de células. La información obtenida se utiliza para
corregir la estimación de la concentración de biomasa del medio en
la región con biomasa.
Sin embargo, a pesar de las mejoras propuestas,
el método de medición de la mencionada patente resulta complejo y,
además, poco efectivo, puesto que sigue presentando limitaciones a
la hora de medir concentraciones de biomasa inferiores a 10^{5}
cfu.cm^{-3}.
El objetivo de la presente invención es resolver
los inconvenientes mencionados, desarrollando un dispositivo y
método para medir bajas concentraciones de biomasa que presenta la
ventaja de que es rápido, sencillo y muy fiable.
De acuerdo con este objetivo, según un primer
aspecto, la presente invención proporciona un dispositivo para medir
la concentración de biomasa de un medio, que comprende medios para
medir el cambio de impedancia eléctrica producido por la presencia
de biomasa y medios de procesamiento y control para determinar la
concentración de biomasa a partir de dichos medios para medir el
cambio de impedancia. El dispositivo se caracteriza por el hecho de
que los medios para medir el cambio de impedancia comprenden por lo
menos dos electrodos de configuración adecuada para permitir la
medida del cambio de capacitancia de la doble capa eléctrica de la
interfase electrodo/solución, producido por la adhesión
electrostática de biomasa, y por el hecho de que los medios de
procesamiento y control determinan la concentración de biomasa a
partir de una curva de calibración que correlaciona dicho cambio de
capacitancia con la concentración de biomasa.
Atendiendo al mismo objetivo, según un segundo
aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento para
medir la concentración de biomasa de un medio mediante el
dispositivo reivindicado, que se caracteriza por el hecho de que
comprende las etapas de:
a) polarizar el medio aplicando un potencial
eléctrico a los electrodos del dispositivo reivindicado, al objeto
de adherir biomasa sobre la superficie de dichos electrodos,
b) medir el cambio de impedancia eléctrica del
medio polarizado,
c) determinar en el circuito equivalente al
modelo eléctrico del medio, el valor del cambio de capacitancia de
la doble capa eléctrica de la interfase electrodo/solución (Cdl), a
partir del valor del cambio de impedancia de la etapa b),
d) determinar la concentración de biomasa del
medio a partir del valor del cambio de capacitancia de la doble capa
eléctrica (Cdl) mediante la correspondiente curva de calibración que
correlaciona dicho valor de variación de capacitancia con la
concentración de biomasa del medio.
Por último, según un tercer aspecto, la presente
invención se refiere al uso de un elemento electrónico chip que
comprende por lo menos dos electrodos integrados en un sustrato de
material, para medir la concentración de biomasa de un medio
mediante espectroscopia de impedancia electroquímica.
El dispositivo y procedimiento reivindicados
están basados en la medida de los cambios producidos en la interfase
electrodo/solución, debido a la adhesión de biomasa.
Los experimentos efectuados han permitido
observar que la biomasa adherida a la superficie del electrodo de
trabajo, durante los primeros minutos de colonización, modifica las
características electroquímicas de la doble capa eléctrica de la
interfase del electrodo. El cambio detectado depende de la cantidad
de biomasa adherida, la cual a su vez es proporcional a la
concentración de dicha biomasa en el medio. Este hecho ha permitido
el desarrollo de un dispositivo y procedimiento para cuantificar la
concentración de biomasa, previa calibración del dispositivo en el
medio, temperatura y biomasa de interés, que presenta la ventaja de
que es rápido, directo y sencillo.
La doble capa eléctrica de la interfase
electrodo/solución es considerada de forma común como similar a un
condensador eléctrico, por lo que los cambios producidos en esta
capa pueden ser fácilmente monitorizados por espectroscopia de
impedancia electroquímica.
Los experimentos efectuados han permitido
observar que la biomasa adherida a la superficie del electrodo de
trabajo se comporta, a determinadas frecuencias de trabajo, como un
material dieléctrico que modifica el valor de la capacitancia de la
doble capa eléctrica (Cdl) de los electrodos del dispositivo. La
variación de la capacitancia de la doble capa (Cdl) se ha visto
dependiente de la concentración de biomasa del medio, por lo que la
monitorización de los cambios de capacitancia de dicha capa se ha
visto que permite la detección de la concentración de biomasa del
medio, de un modo sencillo y muy fiable, mediante la correspondiente
curva de calibración.
En el dispositivo reivindicado, la configuración
de los electrodos (en particular, su área y distancia entre ellos)
debe ser la adecuada para permitir la medida del cambio de
capacitancia de la interfase electrodo/solución producido por la
adhesión de biomasa. Es decir, debe de ser la adecuada para permitir
limitar el campo eléctrico a la zona de la interfase que es la zona
en la que se miden los cambios electroquímicos producidos por la
presencia de la biomasa adherida al electrodo de trabajo.
Sorprendentemente, se ha observado que como el
método propuesto está basado en una medida sobre la interfase del
electrodo, características del medio como, por ejemplo, la
conductividad, no afectan sensiblemente en la toma de medidas.
Concretamente, se ha observado que mientras que
la capacitancia de la doble capa incrementa de forma continua con la
concentración de biomasa, la resistencia de la solución, que informa
sobre la conductividad media del medio, permanece constante con el
incremento de concentración de biomasa. Por lo tanto,
sorprendentemente el valor del cambio de capacitancia de la
interfase no se ve modificado por el cambio de conductividad del
medio durante la fase de cultivo, constituyéndose en un parámetro
muy fiable para medir la concentración de biomasa. Gracias a ello,
el dispositivo y procedimiento reivindicados presentan la ventaja de
que permiten la detección de concentraciones muy bajas de biomasa,
del orden de hasta 102 cfu\cdotcm^{-3}, de un modo muy
fiable.
Otra ventaja del dispositivo y procedimiento
reivindicados radica en la rapidez con la que puede efectuarse la
medida de concentración. Ello es debido al hecho de que se ha
observado que el cambio de señal impedimétrica producido por la
adhesión de biomasa puede medirse en un tiempo de exposición muy
corto, del orden de unos pocos minutos.
Una vez calibrado, el dispositivo permite
determinar la concentración de biomasa a partir de una única medida
de impedancia, así como monitorizar dicha concentración de biomasa a
lo largo de un periodo de incubación del medio. Después de cada
medida será necesario llevar a cabo la limpieza de la superficie de
los electrodos y, si procede, la re-calibración del
dispositivo.
En la presente invención, por biomasa se
entenderá en general, material biológico constituido por una o más
células procariotas o eucariotas, y en particular, microorganismos
tales como levaduras, hongos, etc.... Dicha biomasa estará dispuesta
en suspensión en cualquier tipo de medio, aunque, preferiblemente,
el medio empleado será un medio o solución acuosa.
El tamaño de los electrodos del dispositivo
incide en la sensibilidad de la medida. En este sentido,
preferiblemente, los electrodos serán
micro-electrodos. No obstante, opcionalmente, se ha
previsto que los electrodos puedan ser
nano-electrodos al objeto de mejorar todavía más
dicha sensibilidad.
Según una realización preferida, los electrodos
del dispositivo están integrados en un sustrato de material,
constituyendo dichos electrodos integrados en dicho sustrato un
elemento electrónico de pequeño tamaño o elemento electrónico chip
susceptible de ser inmerso en el medio en el que se lleva a cabo la
medida de concentración de biomasa.
Gracias a ello, la medida de biomasa puede
llevarse a cabo mediante un elemento electrónico chip, el cual,
gracias a su reducido tamaño, permite realizar las medidas en
volúmenes de muestra muy pequeños, y empleando tiempos de medida muy
cortos, inferiores al minuto.
El chip o elemento electrónico de pequeño tamaño
proporciona un dispositivo sensor de biomasa muy versátil para
aplicar en una gran diversidad de campos industriales; alimentario,
diagnóstico clínico, aguas, etc..., en los que es necesario el
control microbiológico del medio.
Ventajosamente, dicho elemento electrónico chip
comprende medios de conexión inalámbrica a los medios de
procesamiento y control del dispositivo. De este modo, el
dispositivo resulta todavía más versátil, adaptándose a un número
mayor de situaciones.
Otra vez ventajosamente, el elemento electrónico
chip comprende integrado, en el mismo sustrato o en un sustrato
próximo, por lo menos un sensor para medir parámetros del medio en
el que se lleva a cabo la medida de concentración de biomasa. Dicho
sensor puede seleccionarse de un grupo que comprende sensores para
caudal, temperatura, conductividad, pH, oxígeno, o puede tratarse,
por ejemplo, de un sensor selectivo a biocidas.
La adición de uno o más sensores útiles para
medir distintos parámetros del medio, viene a incrementar todavía
más la versatilidad del dispositivo de la presente invención.
Según una realización, los electrodos están
integrados en el sustrato del chip en forma de micro- discos. Esta
geometría resulta muy simple y eficaz. No obstante, la geometría de
los electrodos integrados puede ser muy variada, al igual que el
número de electrodos. De igual modo, el material con el que están
fabricados los electrodos puede ser variado; de tipo conductor o
semiconductor. En este último caso, el dispositivo resultará
especialmente adecuado para minimizar los fenómenos de corrosión de
determinados medios.
Por lo que se refiere al procedimiento de la
presente invención, según una realización preferida de dicho
procedimiento, la capacitancia de la doble capa eléctrica (Cdl) del
circuito equivalente en el que se mide la impedancia eléctrica, es
aproximada a un elemento de fase constante (CPEdl), siendo
determinado en la etapa c) el valor de la variación del módulo (Kdl)
de dicho elemento de fase constante.
El elemento de fase constante tiene en cuenta la
perdida de idealidad capacitativa de la doble capa eléctrica de la
interfase debida a la rugosidad superficial de los electrodos, por
lo que resulta un parámetro muy útil que mejora el ajuste de la
curva de calibración empleada en el procedimiento.
Los experimentos realizados ponen de manifiesto
que la variación del módulo del elemento de fase constante (Kdl)
presenta una relación lineal de alta calidad con la presencia de
biomasa en un amplio rango de concentraciones, por lo que resulta un
parámetro muy adecuado para medir la concentración de biomasa
mediante el procedimiento de la presente invención.
Según otra realización del procedimiento de la
presente invención, la concentración de biomasa de la etapa d) se
determina a partir del valor diferencial de dos medidas de cambio de
capacitancia (Cdl) tomadas en un intervalo de tiempo
predeterminado.
Los experimentos que se han llevado a cabo ponen
de manifiesto que la variación del diferencial del cambio de
capacitancia de la doble capa, presenta una relación lineal con la
concentración de biomasa en una rango de concentraciones superior.
De este modo, se puede medir un rango de concentraciones de biomasa
todavía más amplio, que incluye valores muy bajos, del orden de
10^{1} cfu\cdotcm^{-3}, hasta valores más altos, superiores a
10^{8} cfu\cdotcm^{-3}.
Tal y como se ha comentado anteriormente,
características del medio como, por ejemplo, los cambios de
conductividad, no afectan sensiblemente en la toma de medidas. No
obstante, se ha observado que medios poco salinos, de baja
conductividad, son preferibles, puesto que en estos medios el límite
de detección de biomasa es más bajo.
El rango de frecuencias de trabajo del flujo
electrónico generado por la medida de la impedancia de la etapa b)
puede variar en función de la configuración y material de los
electrodos empleados. No obstante, preferiblemente, se emplearán
frecuencias inferiores a 1MHz, en particular, frecuencias del orden
de KHz, puesto que se ha demostrado que dichas frecuencias son las
que resultan más adecuadas para medir la capacitancia de la
interfase electrodo/solución.
En cualquier caso, las frecuencias empleadas
serán las adecuadas para facilitar que la biomasa adherida se
comporte como un material dieléctrico que modifica el valor de la
capacitancia de la doble capa (Cdl). En este sentido, se evitaran
aquellas frecuencias de trabajo para las que el flujo de corriente
generado atraviese las paredes celulares.
Preferiblemente, el tiempo empleado para llevar
a cabo por lo menos las etapas a) y b) del procedimiento será
inferior a 1 minuto. Se ha observado que este tiempo de medida
mejora la correlación obtenida entre la capacitancia y la
concentración de biomasa.
Según una realización, la concentración inicial
de biomasa del medio se determina de forma indirecta mediante la
correspondiente curva de crecimiento de dicha biomasa, tras
monitorizar la concentración de biomasa a lo largo de un periodo de
incubación predeterminado con el dispositivo de la presente
invención. De este modo, es posible detectar de forma indirecta
concentraciones de biomasa del medio incluso inferiores a 102
cfu\cdotcm^{-3}.
Para mayor comprensión de cuanto se ha expuesto
se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y sólo a
título de ejemplo no limitativo, se representan varios casos
prácticos de realización.
En dichos dibujos,
la figura 1 es una vista esquemática en planta
de la estructura de un primer tipo de elemento electrónico de
pequeño tamaño o elemento electrónico chip utilizado para medir
concentración de biomasa.
la figura 2 es una vista esquemática en planta
de la estructura de un segundo tipo de elemento electrónico chip
utilizado para medir concentración de biomasa.
las figuras 3a y 3b son dos representaciones
esquemáticas de un electrodo de trabajo del dispositivo, tras ser
polarizado.
las figuras 4a y 4b son dos representaciones
esquemáticas del mismo electrodo de trabajo de la figura 3, que
muestran dicho electrodo al inicio del proceso de adhesión de
biomasa, momento en el que se lleva a cabo la medida.
las figuras 5a y 5b son dos representaciones
esquemáticas del mismo electrodo de trabajo de la figura 3, después
de una larga exposición a la solución con biomasa,
la figura 6 es una representación gráfica que
muestra la variación de la capacitancia de la doble capa eléctrica
con la concentración de biomasa bacteriana del medio, en dos medios
de conductividad diferente.
la figura 7 es una representación gráfica que
muestra la variación de la resistencia de la solución (medida en la
interfase) con la concentración de biomasa bacteriana, en dos medios
de conductividad diferente.
la figura 8 es una representación gráfica que
muestra la variación del diferencial del cambio de capacitancia con
la concentración de biomasa, en medidas tomadas en un intervalo de
tiempo de cuarenta minutos.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal y como se ha comentado en la descripción de
la invención, en una realización preferida del dispositivo de la
presente invención, la medida de impedancia eléctrica se lleva a
cabo mediante un chip 1 o elemento electrónico de pequeño tamaño,
que lleva integrados los electrodos 2 con los que se realiza la
medida de impedancia eléctrica.
Tal y como se ha comentado, el chip 1 es un
elemento electrónico de pequeño tamaño que presenta la ventaja de
que permite realizar de una forma muy cómoda medidas de
concentración de biomasa en volúmenes de muestra muy pequeños.
La figura 1 muestra uno de los tipos de chip 1
utilizados en la presente invención, que lleva integrados en un
mismo sustrato 3 dos micro-electrodos 2 en forma de
micro-discos; electrodo auxiliar y electrodo de
trabajo, y un tercer electrodo 2 de referencia de geometría
distinta. En la figura 2, se muestra un segundo tipo de chip 1 que
comprende, en este caso, un total de cinco electrodos 2.
El material del sustrato 3 y de los electrodos 2
del chip 1 puede ser muy variado, no habiéndose encontrado ninguna
limitación al respecto. Así, entre los materiales probados para el
sustrato 3, se citan el vidrio y el cuarzo. Mientras que para los
electrodos 2, se citan materiales conductores como el oro, platino,
carbono, iridio, etc... No obstante, también pueden emplearse
materiales semiconductores, tales como óxidos y nitruros, los cuales
presentan la ventaja de que minimizan los fenómenos de corrosión
causados por el medio.
Tal y como se ha comentado en la descripción de
la invención, el dispositivo y procedimiento reivindicados están
basados en la medida de los cambios producidos en la interfase
electrodo/solución, debido al fenómeno de adhesión de biomasa.
Las figuras 3 a 5 muestran de una forma
esquemática los cambios que tienen lugar en la superficie del chip 1
mientras se lleva a cabo la medida de concentración de biomasa.
En la primera etapa del proceso que muestran las
figuras 3a y 3b, se aplica un potencial eléctrico a los electrodos 2
que se traduce en una separación de cargas que da lugar a la
aparición de la doble capa eléctrica 4 en la interfase electrodo de
trabajo/solución. Dicha separación de cargas atrae a la biomasa 5
que se encuentra en suspensión en el medio, la cual rápidamente se
adhiere sobre la superficie del electrodo 2 de trabajo del chip
1.
El potencial eléctrico aplicado puede variar en
función del medio. No obstante, se ha observado que los potenciales
aplicados más bajos se traducen en un área menor de electrodo 2
cubierta por biomasa 5, lo que facilita la medida en concentraciones
del medio altas. La sensibilidad del procedimiento también varía con
el potencial aplicado, observándose que cuanto más bajo es dicho
potencial, menor es la pendiente de la curva de calibración y, por
lo tanto, menor es la sensibilidad del proceso.
Durante las primeras etapas de colonización de
biomasa 5, se establece un equilibrio dinámico entre las células
adheridas y las liberadas que modifica física y electroquímicamente
la doble capa eléctrica 4 de la interfase del electrodo 2 de
trabajo. Las figuras 4a y 4b muestran el estado de la doble capa
eléctrica 4 en el momento en que se lleva a cabo la medida del
cambio de impedancia eléctrica del proceso.
La medida de impedancia se lleva a cabo mediante
espectroscopia de impedancia electroquímica, en un rango de
frecuencias inferior a 1 MHz, preferiblemente, del orden de 1 KHz.
En este ambiente eléctrico la biomasa bacteriana adherida a la
superficie del chip 1 se comporta como un material dieléctrico que
modifica el valor de la capacitancia de la doble capa eléctrica
(Cdl) del micro-electrodo de trabajo 2 del
dispositivo.
La variación del cambio de capacitancia es
monitorizado por espectroscopia de impedancia electroquímica,
ajustando los espectros de impedancia a un circuito equivalente
compuesto, además de por la capacitancia de la doble capa (cdl), por
la resistencia de la solución (Rs) y por la capacitancia del
electrodo de referencia (Celec), en el caso de que se utilice en la
medida.
La concentración de biomasa del medio se
determina a partir del valor del cambio de capacitancia (Cdl)
mediante una curva de calibración que correlaciona el valor del
cambio de capacitancia de la doble capa (Cdl) con la concentración
de biomasa en el rango de trabajo.
La figura 6 muestra una representación gráfica
de la variación de la capacitancia de la doble capa eléctrica (4)
con la concentración de biomasa (5) del medio, en dos medios de
conductividad diferente. En dicha figura, el valor de capacitancia
ha sido ajustado al valor del módulo del elemento de fase constante
(Kdl), ya que se ha comprobado experimentalmente que la variación de
dicho módulo presenta una relación de alta calidad en un amplio
rango de concentraciones con la concentración de biomasa.
La figura 7 es una representación gráfica que
muestra la variación de la resistencia de la solución (medida en la
interfase) con la concentración de biomasa bacteriana, en los dos
medios de conductividad diferente empleados en la figura 6.
Los resultados que se muestran en ambas figuras
6 7, han sido obtenidos en experimentos realizados con muestras de
biomasa bacteriana en suspensión en una solución acuosa de suero
fisiológico estéril.
Tal y como puede observarse en dichas figuras 6
y 7, la variación del módulo del elemento de fase (Kdl) muestra un
aumento continuo con la concentración de biomasa, en ambos medios de
conductividades diferentes. Sin embargo, la resistencia de la
solución (Rs) de ambos medios, que informa sobre la conductividad
media, permanece constante a lo largo del rango de concentraciones.
De estos resultados se deduce que el valor de la capacitancia no se
ve modificado por un cambio de conductividad local del medio debido
al incremento de biomasa, pero sí, en cambio, por un incremento de
la concentración bacteriana de la muestra, obteniéndose una relación
lineal de alta calidad entre el valor del cambio de capacitancia y
la concentración de biomasa, en rangos que van desde 10^{1}
cfu.cm^{-3} hasta 10^{6} cfu.cm^{-3}.
Los resultados obtenidos ponen de manifiesto
que, el valor del cambio de capacitancia de la doble capa eléctrica
(4) de la interfase es un parámetro útil y muy fiable para medir
bajas concentraciones de biomasa (5).
De las figura 6 y 7 también se deduce que la
magnitud del cambio de capacitancia de la interfase varía en función
del tipo de conductividad del medio. Así, para una misma
concentración bacteriana, a conductividades del medio bajas se
mostraron valores de cambio de capacitancia (Kdl) inferiores.
La diferencia de conductividad del medio de
partida no se traduce en una mejora de la sensibilidad del proceso
la cual es idéntica en ambos casos (misma pendiente de la curva). No
obstante, la disminución de la conductividad del medio trabajo se ha
visto que mejora el límite de detección que se reduce de 10^{2}
cfu.cm^{-3} hasta 10^{1} cfu.cm^{-3}. Por lo tanto, los medios
poco salinos resultan más adecuados para medir bajas concentraciones
de biomasa.
Tal y como se ha comentado en la descripción de
la invención, al objeto de medir un rango de concentraciones de
biomasa más amplio, se ha definido un parámetro que mide la
diferencia del valor del cambio de capacitancia de dos medidas
tomadas en un intervalo de tiempo predeterminado.
La figura 8 muestra la representación gráfica de
los resultados obtenidos en un experimento en el que se midió la
variación del diferencial del cambio de capacitancia con la
concentración de biomasa bacteriana, en medidas tomadas en
intervalos de tiempo de 40 minutos.
Los resultados muestran una relación lineal de
alta calidad en un rango de concentraciones que va desde
10 cfu.cm^{-3} hasta 10^{8} cfu.cm^{-3}.
10 cfu.cm^{-3} hasta 10^{8} cfu.cm^{-3}.
Claims (14)
1. Dispositivo para medir la concentración de
biomasa (5) de un medio, que comprende medios para medir el cambio
de impedancia eléctrica producido por la presencia de biomasa (5) y
medios de procesamiento y control para determinar la concentración
de biomasa (5) a partir de dichos medios para medir el cambio de
impedancia, caracterizado por el hecho de que dichos medios
para medir el cambio de impedancia comprenden por lo menos dos
electrodos (2) de configuración adecuada para permitir la medida del
cambio de capacitancia de la doble capa eléctrica (4) de la
interfase electrodo/solución, producido por la adhesión
electrostática de biomasa (5), y por el hecho de que dichos medios
de procesamiento y control determinan la concentración de biomasa
(5) a partir de una curva de calibración que correlaciona dicho
valor de cambio de capacitancia con la concentración de biomasa
(5).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichos por los menos dos
electrodos (2) están integrados en un sustrato (3) de material,
constituyendo dichos electrodos (2) integrados en dicho sustrato (3)
un elemento electrónico chip (1) susceptible de ser inmerso en el
medio en el que se lleva a cabo la medida de concentración de
biomasa (5).
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que dicho elemento electrónico
chip (1) comprende medios de conexión inalámbrica a dichos medios de
procesamiento y control.
4. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que dicho elemento electrónico
chip (1) comprende por lo menos un sensor para medir parámetros del
medio en el que se lleva cabo la medida de concentración de biomasa
(5).
5. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que dichos electrodos (2) están
integrados en el sustrato (3) en forma de
micro-discos.
6. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el material de dichos
electrodos (2) es un material semiconductor.
7. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicha biomasa (5) está
constituida por una o más células procariotas o eucariotas.
8. Uso de un elemento electrónico chip (1) que
comprende por los menos dos electrodos (2) integrados en un mismo
sustrato (3) de material, para medir la concentración de biomasa (5)
de un medio mediante espectroscopia de impedancia
electroquímica.
9. Procedimiento para medir la concentración de
biomasa de un medio mediante el dispositivo reivindicado,
caracterizado por el hecho de que comprende las etapas
de:
a) polarizar el medio aplicando un potencial
eléctrico a los electrodos (2) del dispositivo reivindicado, al
objeto de adherir biomasa sobre la superficie de dichos electrodos
(2),
b) medir el cambio de impedancia eléctrica del
medio polarizado,
c) determinar en el circuito equivalente al
modelo eléctrico del medio, el valor del cambio de capacitancia de
la doble capa eléctrica (4) de la interfase electrodo/solución, a
partir del valor del cambio de impedancia de la
etapa b),
etapa b),
d) determinar la concentración de biomasa (5)
del medio a partir del valor del cambio de capacitancia de la doble
capa eléctrica (4) mediante la correspondiente curva de calibración
que correlaciona dicho valor de cambio de capacitancia con la
concentración de biomasa (5) del medio.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que la capacitancia de la doble
capa eléctrica (4) del circuito equivalente es aproximada a un
elemento de fase constante, siendo determinado en la etapa c) el
valor de la variación del módulo de dicho elemento de fase
constante.
11. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que la frecuencia de trabajo
del flujo electrónico generado por la medida de la impedancia de la
etapa b) es inferior a 1 MHz.
12. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que la concentración de biomasa
de la etapa d) se determina a partir del valor diferencial de dos
medidas de cambio de capacitancia tomadas en un intervalo de tiempo
predeterminado.
13. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que la concentración inicial de
biomasa (5) del medio se determina de forma indirecta, mediante la
correspondiente curva de crecimiento de biomasa (5), tras
monitorizar la concentración de biomasa (5) a lo largo de un periodo
de incubación predeterminado.
14. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que dicha biomasa (5) está
constituida por una o más células eucariotas o procariotas.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200800109A ES2340118B1 (es) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | Dispositivo y procedimiento para medir concentracion de biomasa, y uso de un elemento electronico chip para medir dicha concentracion de biomasa. |
| CN200880126472.4A CN101939408A (zh) | 2008-01-16 | 2008-12-17 | 生物量浓度测量装置、方法以及电子芯片元件在测量所述生物量浓度上的使用 |
| US12/812,129 US20110035157A1 (en) | 2008-01-16 | 2008-12-17 | Biomass concentration measurement device and method and use of an electronic chip element for measuring said biomass concentration |
| EP08870727.8A EP2243824A4 (en) | 2008-01-16 | 2008-12-17 | DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE CONCENTRATION OF A BIOMASS AND USE OF A CHIP ELECTRONIC ELEMENT FOR MEASURING THE BIOMASS CONCENTRATION |
| PCT/ES2008/070237 WO2009090280A1 (es) | 2008-01-16 | 2008-12-17 | Dispositivo y procedimiento para medir concentración de biomasa, y uso de un elemento electrónico chip para medir dicha concentración de biomasa |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200800109A ES2340118B1 (es) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | Dispositivo y procedimiento para medir concentracion de biomasa, y uso de un elemento electronico chip para medir dicha concentracion de biomasa. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2340118A1 ES2340118A1 (es) | 2010-05-28 |
| ES2340118B1 true ES2340118B1 (es) | 2011-04-04 |
Family
ID=40885082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200800109A Expired - Fee Related ES2340118B1 (es) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | Dispositivo y procedimiento para medir concentracion de biomasa, y uso de un elemento electronico chip para medir dicha concentracion de biomasa. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20110035157A1 (es) |
| EP (1) | EP2243824A4 (es) |
| CN (1) | CN101939408A (es) |
| ES (1) | ES2340118B1 (es) |
| WO (1) | WO2009090280A1 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11460402B2 (en) | 2020-10-26 | 2022-10-04 | Saudi Arabian Oli Company | Methods for detecting and quantifying glutaraldehyde-based products in water |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2325825B1 (es) * | 2008-03-17 | 2010-06-25 | Consejo Superior De Investigaciones Cientificas (Csic) (75%) | Procedimiento y sistema para detectar y/o cuantificar bacteriofagos susceptibles de infectar una cepa huesped bacteriana predeterminada, uso de un dispositivo microelectronico sensor para detectar dichos bacteriofagos y dispositivo microelectronico sensor para llevar a cabo dicho. |
| ES2753202T3 (es) | 2012-02-15 | 2020-04-07 | Becton Dickinson Co | Sistema de detección bacteriana basado en la impedancia |
| US9645111B2 (en) * | 2012-06-08 | 2017-05-09 | Medtronic Minimed, Inc. | Application of electrochemical impedance spectroscopy in sensor systems, devices, and related methods |
| TWI487901B (zh) * | 2014-03-07 | 2015-06-11 | 弘光科技大學 | 偵測液體電性性質變化之方法、裝置及其應用 |
| US10234376B2 (en) | 2015-05-12 | 2019-03-19 | Savannah River Nuclear Solutions, Llc | Non-contact monitoring of biofilms and corrosion on submerged surfaces with electrochemical impedance spectroscopy |
| DE102016203576A1 (de) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | Hamilton Bonaduz Ag | Verfahren zur Kalibration von impedanzspektroskopischen Biomassesensoren und Verwendung einer Suspension zur Durchführung eines solchen Verfahrens |
| EP3299804A1 (de) | 2016-09-27 | 2018-03-28 | Georg Fischer JRG AG | Verfahren und vorrichtung zur analyse der bakteriendichte in trinkwasser |
| EP3385366A1 (de) * | 2017-04-04 | 2018-10-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur kontrolle eines biotechnologischen prozesses |
| ES2949646T3 (es) * | 2017-11-15 | 2023-10-02 | Milano Politecnico | Procedimiento para detectar y medir una capa depositada en una superficie en contacto con un medio líquido y sensor de detección y medición que lo implementa |
| EP3514223A1 (de) * | 2018-01-17 | 2019-07-24 | Eppendorf AG | Multisensor für einen bioreaktor, bioreaktor, verfahren zur herstellung eines multisensors und zur messung von parametern |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4810650A (en) * | 1986-09-22 | 1989-03-07 | Kell Douglas B | Determination of biomass |
| EP0277789B1 (en) * | 1987-02-04 | 1992-05-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for measuring biomass |
| ES2143911A1 (es) * | 1997-03-06 | 2000-05-16 | Nte Sa | Metodo y aparato para medir la concentracion y composicion de biomasa. |
| EP0689051B1 (en) * | 1994-06-13 | 2002-11-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Cell potential measurement apparatus having a plurality of microelectrodes |
| US6496020B1 (en) * | 1997-09-27 | 2002-12-17 | University Of Wales Aberystwyth | Method and apparatus for capacitance measurement of a dielectric medium utilizing the ratio of capacitance measurement made at different frequencies |
| ES2183677A1 (es) * | 1997-03-06 | 2003-03-16 | Nte Sa | Mejoras en la patente n-* 9700500 relativa a un metodo y aparato para medir la concentracion y composicion de biomasa. |
| EP1784480A1 (fr) * | 2004-08-16 | 2007-05-16 | Nanotec Solution | Procédé et dispositif de détermination de biomasse dans un milieu, notamment d`un milieu contenant des cellules biologiques, et appareil de mesure mettant en oevre ce procédé |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000022431A1 (en) * | 1998-10-09 | 2000-04-20 | Simon Feldberg | Method and apparatus for determining and evaluating bacterial populations |
| AU2003267998A1 (en) * | 2002-07-20 | 2004-02-09 | Acea Biosciences, Inc. | Impedance based devices and methods for use in assays |
| US20070166700A1 (en) * | 2004-01-30 | 2007-07-19 | Tan Ooi K | Sensing biological analytes on a ferroelectric transducer |
-
2008
- 2008-01-16 ES ES200800109A patent/ES2340118B1/es not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-17 CN CN200880126472.4A patent/CN101939408A/zh active Pending
- 2008-12-17 US US12/812,129 patent/US20110035157A1/en not_active Abandoned
- 2008-12-17 EP EP08870727.8A patent/EP2243824A4/en not_active Withdrawn
- 2008-12-17 WO PCT/ES2008/070237 patent/WO2009090280A1/es active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4810650A (en) * | 1986-09-22 | 1989-03-07 | Kell Douglas B | Determination of biomass |
| EP0277789B1 (en) * | 1987-02-04 | 1992-05-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for measuring biomass |
| EP0689051B1 (en) * | 1994-06-13 | 2002-11-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Cell potential measurement apparatus having a plurality of microelectrodes |
| ES2143911A1 (es) * | 1997-03-06 | 2000-05-16 | Nte Sa | Metodo y aparato para medir la concentracion y composicion de biomasa. |
| ES2183677A1 (es) * | 1997-03-06 | 2003-03-16 | Nte Sa | Mejoras en la patente n-* 9700500 relativa a un metodo y aparato para medir la concentracion y composicion de biomasa. |
| US6496020B1 (en) * | 1997-09-27 | 2002-12-17 | University Of Wales Aberystwyth | Method and apparatus for capacitance measurement of a dielectric medium utilizing the ratio of capacitance measurement made at different frequencies |
| EP1784480A1 (fr) * | 2004-08-16 | 2007-05-16 | Nanotec Solution | Procédé et dispositif de détermination de biomasse dans un milieu, notamment d`un milieu contenant des cellules biologiques, et appareil de mesure mettant en oevre ce procédé |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11460402B2 (en) | 2020-10-26 | 2022-10-04 | Saudi Arabian Oli Company | Methods for detecting and quantifying glutaraldehyde-based products in water |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101939408A (zh) | 2011-01-05 |
| ES2340118A1 (es) | 2010-05-28 |
| EP2243824A1 (en) | 2010-10-27 |
| EP2243824A4 (en) | 2013-05-08 |
| US20110035157A1 (en) | 2011-02-10 |
| WO2009090280A1 (es) | 2009-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2340118B1 (es) | Dispositivo y procedimiento para medir concentracion de biomasa, y uso de un elemento electronico chip para medir dicha concentracion de biomasa. | |
| Abdolahad et al. | A vertically aligned carbon nanotube-based impedance sensing biosensor for rapid and high sensitive detection of cancer cells | |
| Weltin et al. | Cell culture monitoring for drug screening and cancer research: a transparent, microfluidic, multi-sensor microsystem | |
| Wu et al. | A Clark-type oxygen chip for in situ estimation of the respiratory activity of adhering cells | |
| ES2753202T3 (es) | Sistema de detección bacteriana basado en la impedancia | |
| CN203772786U (zh) | 芯片式叉指阵列电极阻抗传感器 | |
| Susloparova et al. | Electrical cell-substrate impedance sensing with field-effect transistors is able to unravel cellular adhesion and detachment processes on a single cell level | |
| JPWO2009037804A1 (ja) | 微粒子測定装置および微粒子測定方法 | |
| Ahn et al. | Fabrication of a solution-gated transistor based on valinomycin modified iron oxide nanoparticles decorated zinc oxide nanorods for potassium detection | |
| Tsai et al. | 24 h observation of a single HeLa cell by impedance measurement and numerical modeling | |
| US8916035B2 (en) | Arrangement and method using microsensors for measuring cell vitalities | |
| KR20150124980A (ko) | 샘플의 균수를 평가하는 진단 장치 | |
| Hu et al. | A LAPS array with low cross-talk for non-invasive measurement of cellular metabolism | |
| CN108459051B (zh) | 一种自动记录大肠杆菌生长曲线的装置及应用方法 | |
| US10895546B2 (en) | Bipolar electrode for the impedimetric examination and manipulation of living cells in vitro | |
| CA3075231A1 (en) | Ph sensor and calibration method for the ph sensor | |
| Özsoylu et al. | Electrochemical cell-based biosensors for biomedical applications | |
| Das et al. | Macroporous silicon based simple and efficient trapping platform for electrical detection of Salmonella typhimurium pathogens | |
| EP3234595B1 (en) | Method and measuring device for determination of the growth rate of biofilm | |
| KR100949311B1 (ko) | 미생물 농도 측정 센서 및 미생물 농도 측정 시스템 | |
| Caviglia et al. | Quantitative label-free cell proliferation tracking with a versatile electrochemical impedance detection platform | |
| US20240085366A1 (en) | Vascular sap measurement sensor | |
| Sakata et al. | Real-time monitoring of potassium ion release due to apoptosis with cell-based transparent-gate transistor | |
| Aldosky et al. | Bio-impedance detector for Staphylococcus aureus exposed to magnetic fields | |
| Nemeth et al. | ISFET sensor system for real-time detection of extracellular pH oscillations in slime mould |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20100528 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2340118 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20110404 |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20180924 |