Desenvolvimento de um sistema de Medição em Tempo Real, por Espectroscopia de Bioimpedância, Capaz de Determinar a Concentração Celular

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Salvino da Silva, Marcos Antonio
Orientador(a): Souza, Marcio Nogueira de
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: https://arca.fiocruz.br/handle/icict/46923
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.
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spelling Salvino da Silva, Marcos AntonioSouza, Marcio Nogueira dePino, Alexandre VisintainerSalgado, Andrea MedeirosMelo, Pedro Lopes deNeves, Eduardo BorbaSouza, Marcio Nogueira de2021-04-26T23:14:54Z2021-04-26T23:14:54Z2020SALVINO DA SILVA, Marcos Antonio. Desenvolvimento de um sistema de Medição em Tempo Real, por Espectroscopia de Bioimpedância, Capaz de Determinar a Concentração Celular. 175 f. 2020 .Tese (Doutorado em Engenharia Biomédica)-Programa de Engenharia Biomédica, UFRJ/COPPE, Rio de Janeiro, 2020.https://arca.fiocruz.br/handle/icict/46923Este 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.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.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.porBioimpedânciaBacillus thuringiensisSaccharomyces cerevisiaeBioprocessoDesenvolvimento de um sistema de Medição em Tempo Real, por Espectroscopia de Bioimpedância, Capaz de Determinar a Concentração Celularinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis2020-06Universidade Federal do Rio de JaneiroRio de Janeiro/RJPrograma de Engenharia Biomédicainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)instname:Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)instacron:FIOCRUZLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82991https://arca.fiocruz.br/bitstreams/5ec02010-0cb2-4931-9c17-bb6ef1860137/download5a560609d32a3863062d77ff32785d58MD51falseAnonymousREADTermoCessaoMarcosSalvino.pdfapplication/pdf1237018https://arca.fiocruz.br/bitstreams/ffea77d7-5fe7-4b6e-9912-34dd680cbc2a/download7a4613f6c923df6a200e792b9aaf6b8cMD57falseAdministratorREADORIGINALSalvino_da_Silva_Farmanguinhos_2020_ve.pdfSalvino_da_Silva_Farmanguinhos_2020_ve.pdfapplication/pdf37020235https://arca.fiocruz.br/bitstreams/b8c90a32-f2a4-443d-a8ac-39cdd098b5cb/download0cd58aa1b9decc69422cc4a2a9cca27aMD52trueAnonymousREADTEXTSalvino_da_Silva_Farmanguinhos_2020_ve.pdf.txtSalvino_da_Silva_Farmanguinhos_2020_ve.pdf.txtExtracted texttext/plain103454https://arca.fiocruz.br/bitstreams/f9b6cdc9-7a1a-430a-8c1e-86c0724fa4a6/downloadef778feb28b50470fe38db8173568042MD510falseAnonymousREADTHUMBNAILSalvino_da_Silva_Farmanguinhos_2020_ve.pdf.jpgSalvino_da_Silva_Farmanguinhos_2020_ve.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2817https://arca.fiocruz.br/bitstreams/b7b14bfa-32a4-4dc3-8ea5-3af13583cd15/download3b5de72c9617e1016ba136d19eaf7a66MD511falseAnonymousREADicict/469232025-07-29 18:35:22.4open.accessoai:arca.fiocruz.br:icict/46923https://arca.fiocruz.brRepositório InstitucionalPUBhttps://www.arca.fiocruz.br/oai/requestrepositorio.arca@fiocruz.bropendoar:21352025-07-29T21:35:22Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA) - 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