Uso de patrones de difracción de luz láser y análisis de imagenes para diferenciación de tres tipos de colonias bacterianas

• Gloria Arango Pulgarín ^[1] ; Carlos Ramírez ^[1] ; Luis Gonzalo Vargas ^[1] ; Laura María Muñoz Echevarri ^[1] ; Juan Carlos Pérez Naranjo ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 80, Nº. 177, 2013, págs. 69-74
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Lasser diffraction patterns and image analysis to differentiate three types of bacterial colony
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• Resumen
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    La diferenciación rápida de colonias bacterianas es esencial en muchos campos industriales, científicos y de salud humana y animal. Generalmente esa diferenciación se logra por técnicas microscópicas, bioquímicas o genéticas muy elaboradas que requieren tiempo y entrenamiento. En este estudio se utilizaron técnicas de análisis de imágenes sobre patrones de difracción de luz láser para evaluar su sensibilidad en la diferenciación de colonias bacterianas. Adicionalmente se estudió el efecto del tiempo de crecimiento de las colonias en la generación de estos patrones y se determinó la influencia de la cantidad de medio de cultivo en la difracción de luz láser. Los patrones de difracción del láser se obtuvieron sobre cultivos puros de cinco aislamientos bacterianos B1, B2, B3, B2Ca y B2Cb. En la primera prueba de diferenciación se utilizaron colonias de B2, B3, B2Ca. En el estudio del efecto del tiempo de crecimiento sobre patrones de difracción, las bacterias B1 y B2Cb con uno o dos días de crecimiento. Finalmente, el efecto de la cantidad de medio de cultivo en la difracción de la luz, se evaluó en una prueba en cajas petri con 10, 15 o 20 ml de medio de cultivo estéril sin colonias de bacterias. Mediante un análisis de escalado multidimensional realizado con los parámetros de textura extraídos de las imágenes de los patrones, se obtuvo un agrupamiento adecuado de los patrones asociados a las colonias de cada bacteria evaluada, lo cual indicó que las colonias bacterianas se pueden diferenciar por sus patrones de difracción. Adicionalmente se encontró que no hay variaciones significativas en los patrones de difracción obtenidos de dos aislamientos bacterianos en dos tiempos de crecimiento. El espesor del medio de cultivo afectó la difracción del haz de luz pues patrones obtenidos de cajas petri con 10 ml se separan completamente de los patrones obtenidos con 15 y 20 ml, aunque no hay diferencias entre los dos últimos volúmenes. Los resultados indican que esta técnica sencilla parece ser altamente sensible para diferenciar colonias bacterianas en medios de cultivo, y su refinamiento e implementación para investigación o uso industrial podría lograrse a partir de materiales fácilmente disponibles a nivel local

  • English

    Fast and accurate bacterial colony identification is a common requirement in many fields, and usually is supported by the use microscopic, biochemical and molecular tools. But procedures involving these tools might be expensive or time consuming. This study uses image analysis of laser diffraction patterns, obtained from intact bacterial colonies in order to asses its suitability to differentiate bacterial colonies. We also tested the effect of the colony incubation period on these patterns, and the role of the volume of culture media on the laser light diffraction patterns. Laser diffraction patterns were obtained from the five bacterial isolates B1, B2, B3, B2Ca y B2Cb. Bacterial colony differentiation by its diffraction patterns was assessed using isolates B2, B3, B2Ca. The role of colony incubation period on obtained diffraction patterns was tested by using isolates B1 and B2Cb, whereas agar plates without colonies were used to assess the role of different volumes of culture media on its laser diffraction patterns. It was found that the volume of culture media may reduce the quality of the laser diffraction patterns. A multivariate dimensional analysis on laser diffraction patterns also indicated that these can be used to differentiate the bacterial colonies included in the test. Finally, the length of the incubation period on the differences among diffraction patterns of the same isolate appears to be negligible. It is concluded that this simple technique could be used to support the design of sensible equipments based mainly on cheap, locally available supplies, which in turn might support industry and research needs requiring fast and accurate bacterial colony detection