Merchán Castellanos, Nuri AndreaOliveros Hincapié, Jorge ArmandoFrasica Romero, Karen Valentina2024-11-302024-11-302024-11https://hdl.handle.net/20.500.12495/13491Los polihidroxialcanoatos (PHAs), son un tipo de poliéster alifático sintetizado naturalmente por algunas bacterias y que presenta un gran potencial biotecnológico como bioplástico debido a que tiene propiedades fisicoquímicas similares a los plásticos de origen petroquímico. Si bien se tiene un gran interés en su producción, el costo en el proceso de extracción del biopolímero utilizando solventes halogenados aumenta su precio final en un 50%. La extracción eléctrica se presenta como una alternativa a la extracción con solventes. Es así, como Rojas diseñó e implementó un prototipo para la extracción de PHA por campos eléctricos. Pese a lograr obtener el biopolímero, la falta de control de flujo durante el procesamiento de las bacterias en el dispositivo ocasiona adherencia del material biológico a los electrodos, así como contaminación por parte de restos de oxidación de los electrodos de cobre. El objetivo de este proyecto fue el desarrollo de un prototipo para la aplicación de campos eléctricos integrado a un sistema de cámaras microfluídicas para la lisis celular de bacterias productoras de PHA. Se definió la geometría de las cámaras microfluídicas a través de una revisión bibliográfica, y mediante matrices de decisión se seleccionó la geometría rectangular. Utilizando el software COMSOL Multiphysics se simuló el campo eléctrico, permitiendo caracterizar el campo eléctrico generado por diferentes voltajes aplicados, desde los 180 V hasta los 390 V, generando un campo eléctrico de entre 150 a 1.2 Kv/m. Se realizó la simulación del comportamiento de velocidad y presión del fluido dentro de las cámaras microfluídicas, evidenciando que la geometría transversal rectangular presentó un campo eléctrico uniforme y en conjunto de la bifurcación en Y, aseguró un flujo laminar. En la fase de construcción, por técnica de transferencia termodinámica de Tóner y grabado de PCB, se obtuvieron electrodos en cobre de 15 µ𝑚 de espesor y microcámaras en PDMS que pueden procesar 3,98 µ𝐿 por canal con una velocidad aproximada de 0,06 m/s. Estas estructuras finales presentaron un error relativo de 22,47% con respecto a las medidas establecidas en el diseño detallado. Finalmente, se estableció el voltaje de operación para la extracción de Cupriavidus necator en 180 V y para Bacillus licheniformis en 285 V, de acuerdo a la relación que se identificó entre sus características morfológicas y el potencial de membrana inducido por acción del campo eléctrico. El porcentaje de extracción alcanzado con el dispositivo para Cupriavidus necator fue de 62,9% y para Bacillus licheniformis de 75,6% con un procesamiento de 2 mL en 45 segundos. Los porcentajes se compararon con los resultados obtenidos mediante el método tradicional por extracción de dispersión de hipoclorito de sodio-cloroformo. Se concluyó que la implementación de cámaras microfluídicas al prototipo de campos eléctricos, presentó ventajas tanto en la concentración del campo eléctrico como en el control de flujo, control de tiempo y aumento del volumen de procesamiento. Este trabajo fue desarrollado en colaboración con la Universidad Federal de Minas Gerais, Brasilapplication/pdfesAtribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 InternacionalMicrofluídicaPolihidroxialcanoatosElectroporaciónCampo eléctrico610.28Tesis/Trabajo de grado - Monografía - PregradoMicrofluidicsPolyhydroxyalkanoatesElectroporationElectric fieldinstname:Universidad El Bosquereponame:Repositorio Institucional Universidad El Bosquehttps://repositorio.unbosque.edu.coAcceso abiertoinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp:/purl.org/coar/access_right/c_abf2/