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CPGEI (Mestrado): Franciele Mendes de Lima Bombardi-24/02/17

Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 24/02/2017
das 14h30 até 17h00
Onde Sede Central: Sala C-301
Nome do Contato Prof. José Luis Fabris
Participantes Prof. José Luis Fabris, Dr. Orientador - UTFPR
Profa. Marcia Muller, Dra. Co-orientadora - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. José Luis Fabris, Dr. Presidente - UTFPR
Profa. Francelli Klemba Coradin, Dra. - ESTACIO
Prof. Júlio César Rodrigues Azevedo, Dr. - UTFPR
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Sensoriamento ótico da dinâmica do crescimento de colônias de Escherichia coli em ambiente hídrico

Resumo: Este trabalho apresenta um estudo empregando duas técnicas óticas para monitorar o crescimento de culturas de cepas de Escherichia coli em dois meios de cultura líquidos: Espectroscopia de absorção UV-Vis (turbidimetria) e espectroscopia Raman. Na primeira técnica, a turbidez permite avaliar as diferentes fases naturais de crescimento de uma cultura bacteriana (lag, exponencial, estacionária e decaimento) por meio da densidade ótica, medida com um espectrômetro UV-VIS. Na segunda, o espalhamento Raman (medido com um espectrômetro dispersivo), a partir de amostras de água contaminada, fornece não apenas informações sobre as fases de crescimento, mas também abre a possibilidade de identificação bacteriana através da sua impressão digital característica. Mediu-se a dinâmica de duas cepas de E. coli – (nomeadas como H2/11 e H3C2/12) em um caldo líquido nutriente e quatro cepas de E. coli (nomeadas como H2/11, H3C2/12, 109 e 110) em caldo líquido EC, mantidas a 37,0°C ao longo de 24 horas. Alíquotas das amostras foram removidas da cultura em intervalos de tempo regulares para medições espectrais. A análise da turbidez permitiu medir o tempo de geração (isto é, o tempo de duplicação de uma população), que foi maior para cepas crescidas em caldo EC. Os espectros Raman forneceram informações sobre a evolução temporal das bandas a 942 cm-1, 977 cm-1, 1036 cm-1, 1086 cm-1, 1140 cm-1, 1188 cm-1, 1182 cm-1, 1207 cm-1 e 1251 cm-1, associadas com impressões digitais de componentes biológicos específicos. Os dados espectrais foram analisados por Análise de Componentes Principais (PCA). Os resultados obtidos em ambas as técnicas permitiram identificar as fases lag, exponencial e estacionária das cepas estudadas.
Palavras-chave: E. coli. Espectroscopia Raman. Espectroscopia UV-Vis. Meio de cultura. Fases de crescimento.

Optically monitoring the growth dynamics of Escherichia coli bacterial population in water environment

Abstract: This work is a study using two optical techniques to monitor the growth of cultures of Escherichia coli strains in two liquid culture medium: Raman spectroscopy and UV-Vis absorption spectroscopy (turbidimetry). In one hand, turbidity allows evaluating the different phases of growth of a bacterial culture (lag, exponential, stationary and decay) by optical density, measured with an UV-VIS spectrometer. On the other hand, Raman scattering (measured with a dispersive spectrometer) from contaminated water samples not only provides information about the grow phases, but also opens a possible identification of bacterial by its characteristic fingerprint. Two strains of E. coli (named as H2 / 11 and H3C2 / 12) were measured in liquid nutrient broth and four E. coli strains (named H2 / 11, H3C2 / 12, 109 and 110) in EC liquid broth, kept at 37.0 ° C over 24 hours. Aliquots of the samples were removed from the culture at regular time intervals for spectral measurements. The turbidity analysis allowed to measure the generation time, which was higher for strains grown in EC broth. Raman spectra provided information about the time evolution of the bands at 942 cm-1, 977 cm-1, 1036 cm-1, 1086 cm-1, 1140 cm-1, 1188 cm-1, 1182 cm-1, 1207 cm-1 e 1251 cm-1, associated with fingerprints of biological components. Data were analyzed by Principal Component Analysis (PCA). These results of both techniques allowed identifying the phases lag, exponential and stationary of the studied strains.
Keywords: E. coli. Raman spectroscopy. UV-Vis spectroscopy. Culture medium. Growth phases.

Lista de publicações:

F. M. de L. Bombardi, F. M. L; Ishii, F. K.; Pelayo, J. S.; Kolm, H. E.; Muller, M.; Fabris, J. L. OPTICALLY MONITORING THE GROWTH DYNAMICS OF E. COLI BACTERIAL POPULATION IN WATER ENVIRONMENT. Optilas, Chile, 2016.

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