Electric polarization properties of single bacteria measured with electrostatic force microscopy. Theoretical and practical studies of Dielectric constant of single bacteria and smaller elements
[cat] La present tesi està inclosa en l'àmbit de la nanobioelectricitat. És a dir, la comprensió de les propietats elèctriques de les mostres biològiques a escala nanomètrica (< 200 nm ). Per a això es va utilitzar una variant elèctrica del Microscopi de Força Atòmica (AFM) anomenat Microsco...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2014 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de la UB |
| OAI Identifier: | oai:diposit.ub.edu:2445/60793 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2445/60793 http://hdl.handle.net/10803/284622 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Electrònica Nanotecnologia Microscòpia de força atòmica Bacteris Polarització (Electricitat) Dielèctrics Electronics Nanotechnology Atomic force microscopy Bacteria Polarization (Electricity) Dielectrics |
| Sumario: | [cat] La present tesi està inclosa en l'àmbit de la nanobioelectricitat. És a dir, la comprensió de les propietats elèctriques de les mostres biològiques a escala nanomètrica (< 200 nm ). Per a això es va utilitzar una variant elèctrica del Microscopi de Força Atòmica (AFM) anomenat Microscopi de Força Electrostàtica (EFM). Mitjançant l'aplicació d'una metodologia nova (experimental i teòrica) hem estat capaços d'obtenir propietats de polarització elèctrica de bacteris individuals. En primer lloc es va aplicar la metodologia a certes mostres de calibratge amb constant dielèctrica ja conegudes. El valor obtingut per a una mostra de nitrur de silici va ser de 8.2 i el valor nominal d'aquest material és de 7-8 (depenent de la estoicometria). Passant als bacteris, es va trobar que la constant dielèctrica efectiva, per als quatre tipus de bacteris investigats (Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Lactobacilus sakei, i Listeria innocua) és al voltant de 3-5 en condicions d'aire sec. En virtut de la humitat ambiental, aquesta augmenta a 6-7 per als tipus de bacteris Gram-negatius (S. typhimurium i E. coli) i a 15-20 per als Gram-positius (L. sakei i L. innocua). Es demostra que les constants dielèctriques eficaces mesurades poden ser interpretades consistentment en termes de les propietats de polarització elèctriques dels components bioquímics dels compartiments cèl•lulars i del seu estat d'hidratació. Finalment una comparació d'aquests resultats amb objectes més petits (és a dir, nanopartícules i virus) en el seu aspecte teòric va concloure que els factors geomètrics de la mostra tenen una major influència en els objectes petits. També es va concloure que, si bé hi ha algunes aproximacions analítiques per treballar amb ells, aquestes no són aplicables a objectes més grans, com ara els bacteris. Aquest treball confirma que les mesures dielèctriques de cèl•lules bacterianes individuals es poden correlacionar amb la resposta de polarització elèctrica dels seus constituents bioquímics i la seva estructura interna, obrint així possibilitats interessants per als estudis analítics sobre la base de les propietats biològiques de polarització elèctrica (cosa també certa en entitats biològiques més petites). |
|---|