Formación y evolución de biopelículas de Shewanella Sp. Cepa USBA 344 sobre superficies nanoestructuradas
Los recientes avances en ciencia e ingeniería de materiales, han potenciado el desarrollo de electrodos para la configuración y diseño de ánodos para mejorar la eficiencia de sistemas de bioremediación y bioceldas de combustible. Estos componentes anódicos requieren, entre otras propiedades, permiti...
- Autores:
- Tipo de recurso:
- masterThesis
- Fecha de publicación:
- 2018
- Institución:
- Pontificia Universidad Javeriana
- Repositorio:
- Repositorio Universidad Javeriana
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- Palabra clave:
- Biopelículas
Shewanella sp
Biotecnología
Cepa USBA 344
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Shewanella sp
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Maestría en ciencias biológicas - Tesis y disertaciones académicas
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Los recientes avances en ciencia e ingeniería de materiales, han potenciado el desarrollo de electrodos para la configuración y diseño de ánodos para mejorar la eficiencia de sistemas de bioremediación y bioceldas de combustible. Estos componentes anódicos requieren, entre otras propiedades, permitir transferencia de electrones y una elevada área superficial específica, la cual se puede obtener con micro y nanoestructuración. Esto propone dos elementos clave: i) Composición del ánodo y ii) Geometría de la superficie anódica sobre la que se debe formar la película bacteriana. Se hace necesario, por lo tanto, investigar la interacción entre los materiales que conforman el ánodo en función de su composición y funcionalización, así como la morfología que adoptan en la interface con la biopelícula, aspecto que exige atender forma y tamaño. Este trabajo se encuentra orientado a investigar la formación y evolución de películas bacterianas, específicamente Shewanella sp. cepa USBA 344 en interfaces de diferente composición, forma, tamaño. Se han escogido materiales tales como el oro, titanio, óxido de hierro, plata, carbono, platino, algodón, vidrio y plástico, así como geometrías de interface plana, esférica, cilíndrica, tetraédrica, porosa, rugosa, cúbica. Las diferentes interfaces han sido configuradas a partir de películas delgadas y lisas sin y con funcionalización superficial, superficies rugosas conductoras y no conductoras y superficies filamentosas dieléctricas decoradas con nanopartículas conductoras. Se ha realizado un estudio de viabilidad celular en función de la composición del material y de los agentes químicos utilizados como precursores, reductores y estabilizantes de los nanomateriales sintetizados para esta investigación. Un estudio de esta naturaleza permite establecer criterios para que en función de las propiedades de composición y geometría de la interface donde se produce el crecimiento de la biopelícula, se puedan diseñar en futuros trabajos, electrodos anódicos mejorados en eficiencia y valorados en el contexto de sostenibilidad y bajo impacto ambiental basados en la funcionalización de materiales ecoamigables como fibras de algodón, con nanopartículas de plata, carbono y óxido de hierro que han demostrado facilitar los procesos de formación y crecimiento de biopelículas. |
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Se hace necesario, por lo tanto, investigar la interacción entre los materiales que conforman el ánodo en función de su composición y funcionalización, así como la morfología que adoptan en la interface con la biopelícula, aspecto que exige atender forma y tamaño. Este trabajo se encuentra orientado a investigar la formación y evolución de películas bacterianas, específicamente Shewanella sp. cepa USBA 344 en interfaces de diferente composición, forma, tamaño. Se han escogido materiales tales como el oro, titanio, óxido de hierro, plata, carbono, platino, algodón, vidrio y plástico, así como geometrías de interface plana, esférica, cilíndrica, tetraédrica, porosa, rugosa, cúbica. Las diferentes interfaces han sido configuradas a partir de películas delgadas y lisas sin y con funcionalización superficial, superficies rugosas conductoras y no conductoras y superficies filamentosas dieléctricas decoradas con nanopartículas conductoras. Se ha realizado un estudio de viabilidad celular en función de la composición del material y de los agentes químicos utilizados como precursores, reductores y estabilizantes de los nanomateriales sintetizados para esta investigación. Un estudio de esta naturaleza permite establecer criterios para que en función de las propiedades de composición y geometría de la interface donde se produce el crecimiento de la biopelícula, se puedan diseñar en futuros trabajos, electrodos anódicos mejorados en eficiencia y valorados en el contexto de sostenibilidad y bajo impacto ambiental basados en la funcionalización de materiales ecoamigables como fibras de algodón, con nanopartículas de plata, carbono y óxido de hierro que han demostrado facilitar los procesos de formación y crecimiento de biopelículas.Recent advances in materials science and engineering have boosted the development of electrodes for the configuration and design of anodes to improve the efficiency of bioremediation systems and fuel biocells. These anodic components require, among other properties, allow electron transfer and a high specific surface area, which can be obtained with micro and nanostructuring. This proposes two key elements: i) Composition of the anode and ii) geometry of the anodic surface on which the bacterial film must be formed. It is necessary, therefore, to investigate the interaction between the materials that make up the anode according to its composition and functionalization, as well as the morphology that they adopt in the interface with the biofilm, an aspect that demands attention in the form and size. This work is aimed at investigating the formation and evolution of bacterial films, specifically Shewanella sp. USBA 344 strain in interfaces of different composition, shape, and size. Materials such as gold, titanium, iron oxide, silver, carbon, platinum, cotton, glass and plastic have been chosen, as well as flat, spherical, cylindrical, tetrahedral, porous, rough, cubic interface geometries. The different interfaces have been configured from thin and smooth films without and with surface functionalization, rugged conductive and non-conductive surfaces and dielectric filamentary surfaces decorated with conductive nanoparticles. A cell viability study was carried out based on the composition of the material and the chemical agents used as precursors, reducers and stabilizers of the nanomaterials synthesized for this research. A study of this nature allows establishing criteria so that depending on the properties of composition and geometry of the interface where the growth of the biofilm takes place, can be designed anodic electrodes improved in efficiency and valued in the context of sustainability and low environmental impact based on the functionalization of eco-friendly materials such as cotton fibers, with silver, carbon and iron oxide nanoparticles that have been shown to facilitate biofilm formation and growth processes.Magíster en Ciencias BiológicasMaestríaPontificia Universidad JaverianaMaestría en Ciencias BiológicasFacultad de CienciasGonzález Jiménez, Edgar EmirBaena Garzón, Sandra2018-11-13T20:33:02Z2020-04-16T19:41:01Z2018-11-13T20:33:02Z2020-04-16T19:41:01Z2018http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestríahttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccinfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPDFapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/rarhttp://hdl.handle.net/10554/38646https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.38646instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.cospaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, “Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores”, los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2reponame:Repositorio Universidad Javerianainstname:Pontificia Universidad Javerianainstacron:Pontificia Universidad Javeriana2022-04-29T17:38:26Z |