Simulación con COMSOL Multiphysics de atrapamiento hidrodinámico de la levadura S. cerevisiae
Fecha
Fecha
2021-10-13
Autores
Director
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Descripción
La levadura Saccharomyces cerevisiae es un organismo modelo utilizado para el estudio de envejecimiento en células eucariotas, el método tradicional con el que se estudia el envejecimiento usa micromanipuladores lo cual lo hace difı́cil, haciendo que consuma mucho tiempo y a la vez muchos recursos. Como alternativa a estos métodos tradicionales han surgido diferentes plataformas de microfluidos que simplifican este proceso. Sin embargo, todos estos métodos usan atrapamiento mecánico el cual ejerce presión sobre la célula, esto puede afectar la expresión genética lo cual sesgarı́a los resultados de estos experimentos; como alternativa, proponemos una plataforma que no use atrapamiento mecánico sino hidrodinámico, este dispositivo debe lograr el objetivo de atrapar la célula progenitora, para dejar escapar las células hijas. Para lograr esto se necesita un ajuste muy preciso de los flujos, para diseñar este dispositivo se realizaron simulaciones en el software COMSOL Multiphysics, con el fin de probar diferentes parámetros y seleccionar los óptimos, sabiendo que éste utiliza la ecuación de Navier-Stokes aplicando el método de elementos finitos. Estas simulaciones proporcionan los perfiles de presión y velocidad, los cuales son aplicados experimentalmente para el desarrollo de una plataforma que automatice las mediciones de envejecimiento en levaduras.
Resumen
The yeast Saccharomyces cerevisiae is a model organism used for the study of aging in eukaryotic cells, the traditional method with which aging is studied uses micromanipulators which makes it difficult, making it consume a lot of time and at the same time many resources. As an alternative to these traditional methods, different microfluidic platforms have emerged that simplify this process. However, all these methods use mechanical entrapment which exerts pressure on the cell, this can affect gene expression which would skew the results of these experiments; As an alternative, we propose a platform that does not use mechanical but hydrodynamic trapping. This device must achieve the objective of trapping the progenitor cell, to let the daughter cells escape. To achieve this, a very precise adjustment of the flows is needed, to design this device simulations were carried out in the COMSOL Multiphysics software, in order to test different parameters and select the optimal ones, knowing that it uses the Navier-Stokes equation applying the finite element method. These simulations provide pressure and velocity profiles, which are applied experimentally for the development of a platform that automates aging measurements in yeasts.
Palabras clave
Simulación, Envejecimiento, Microfluidos, COMSOL Multiphysics
Materias
Licenciatura en Física - Tesis y disertaciones académicas, Envejecimiento - Investigaciones, Comsol Multíphysics (Programas para computador), Ecuaciones de Navier Stokes