Japón – Un científico propone un método para automatizar el conteo de células en los cultivos de microalgas, el avance permitirá mejorar la gestión de los cultivos y reducir la demanda en términos de horas para realizar estas actividades.
Los que hemos trabajado alguna vez con microalgas conocemos lo tedioso y demandante en horas de trabajo realizar el monitoreo del cultivo mediante el conteo de las células ya sea por un hematocrito o la medición de la turbidez.
De acuerdo con diversos estudios, se pronostica que el mercado mundial de las algas se expandirá a una tasa de crecimiento anual de 7.42% entre los años 2019 a 2027, contribuyendo ganancias de alrededor de US$1.37 mil millones para finales de 2027.
El investigador Toshiyuki Takahashi del Department of Chemical Science and Engineering de la National Institute of Technology (KOSEN) parece haber encontrado la solución mediante la automatización del conteo celular a través de un dispositivo para la gestión del cultivo de microalgas.
En su revisión científica, Takahashi destaca el potencial de las microalgas para diversas aplicaciones y discute la disponibilidad de un contador de células automatizado y basado en la imagen para la gestión de las microalgas.
Aplicación de las microalgas
La biomasa de las microalgas se han convertido en materia prima para alimentos, fibra, biofertilizantes, biocombustibles y otras fuentes de energía. Además, varias microalgas pueden incrementar la calidad nutricional de los alimentos y piensos para animales, y juegan un importante rol en la cosmética, farmacia y cuidado de la salud.
Diversos investigadores destacan que las biorrefinerías de microalgas tienen usos potenciales como:
a) biofertilizantes
b) alimento vivo para zooplancton, rotíferos, bivalvos, crustáceos o peces
c) biocombustibles
Comparado con las plantas terrestres, las microalgas son difíciles para trabajar. Las microalgas tienen una alta sensibilidad a los cambios ambientales, los mismos que pueden impactar en la calidad de la biomasa y disminuir el valor.
De esta forma, el control rutinario, el mantenimiento y la gestión de la calidad de las algas son más importantes que todos los otros factores.
Métodos de monitoreo del cultivo de microalgas
Los métodos convencionales para evaluar el cultivo de microalgas se categorizan en dos tipos principales:
a) Mediciones ópticas basadas en microscopía o espectrofotometría
b) Métodos de conteo y gravimetría
La hemocitometría manual o con microscopio son convencionales y disponibles a bajo costo pero consumen bastante tiempo; además requieren contar con operadores muy bien entrenados.
Por otro lado, el uso de la turbidez empleada para la determinación de la densidad celular de microalgas, aunque requiere de equipamiento, también puede ser considerado como un método de bajo costo.
Métodos de conteo celular automatizado
Takahashi reporta que los contadores de células automatizados con información visual han tenido éxito con los hemocitómetros convencionales en estudios de biología celular en donde se utilizan células diana estándar, como células de animales cultivados.
El investigador indica que a diferencia de algunas mediciones ópticas, como la turbidez y la espectroscopia, el método tiene la ventaja de no tener una curva estándar.
“Utilizando el principio de hemocitometría y el sofisticado algoritmo correspondiente para reconocer las células objetivo, este método puede proporcionar datos precisos de recuento celular sin sesgos de los usuarios” destaca Takahashi.
Aplicación del contador de células a la evaluación de microalgas
Todos los dispositivos contadores de células son diseñados como una alternativa al hemocitómetro manual para el conteo de líneas de células y hemocitos de mamíferos. Una de las limitantes es el tamaño, en diámetro, de la célula, que es más grande que el tamaño de las microalgas.
Asimismo, la óptica estándar para la formación de imágenes de campo brillante de los dispositivos contadores de células es insuficiente para discriminar las microalgas de otras partículas pequeñas, como detritus, pequeñas manchas y microburbujas, en una cámara de recuento.
Takahashi sugiere la aplicación del contador de células automatizado con un adecuado filtro de fluorescencia para los pigmentos fotosintéticos es útil para la detección selectiva y rápida de las microalgas.
Asimismo, el investigador destaca que la clorofila de las microalgas es sensible a los cambios en la temperatura, pH y otros factores; por consiguiente, la integridad de la clorofila sirve como un barómetro para determinar la salud de las microalgas.
De acuerdo con Takahashi, la sensibilidad de la clorofila permite determinar el estado de las algas.
Conclusión
El investigador establece que al equipar un contador celular automatizado con un principio confiable basado en la hemocitometría, selectividad basado en la detección de la fluorescencia, y un algoritmo elaborado para detectar ciertos tipos de células, desde principiantes hasta expertos, pueden obtener información diversas, entre las cuales se incluye la estimación del conteo celular, el tamaño de la célula y la salud de la célula.
“El método de contador celular automatizado con función de fluorescencia puede sentar las bases para desarrollar una amplia variedad de biorrefinerías de microalgas. Este método puede contribuir a la gestión de las algas en el cultivo y acelerar la expansión de las aplicaciones de microalgas en el futuro” concluye Takahashi.
Referencia (acceso abierto):
Takahashi, Toshiyuki. 2020. «Potential of an Automated- and Image-Based Cell Counter to Accelerate Microalgal Research and Applications.» Energies 13, no. 22: 6019.
