III Simposio de Postgrado 2025: Ingeniería, ciencia e innovación

04 106 *E-mail: bryan.valenzuela@usach.cl ¹ FCFM, Universidad de Chile ² Departamento de Física, FCFM, Universidad de Chile Caracterización del campo de velocidad inducido por la motilidad bacteriana mediante pinzas ópticas Bryan Valenzuela ¹* María Luisa Cordero ² Módulo Fluidodinámica __Referencias [1] Youle, J., Smith, A., & Lee, R. (2012). Mechanisms of microbial locomotion at low Reynolds number. Journal of Microfluidics, 8(3), 123–135. [2] C-Trap. (s. f.-b). https://www.lumicks . com/dynamic-single- molecule/solution/c-trap [3] Fortune, G. T., Lauga, E., & Goldstein, R. E. (2024). Biophysical fluid dynamics in a Petri dish. Physical Review Fluids, 9(8). [4] Wu, H., Pérez, L., & Gómez, S. (2024). Measurements of bacterial flagellar oscillations using optical tweezers. Biophysical Reports, 12(1), 45–52. Resumen El flujo generado por el movi miento de microorganismos en fluido s d e bajo nú- mero de Reynolds se puede describir mediante singulari dades hidrodinámicas. Estos flu jos son relevantes de estudiar para el diseño de dispositivos microfluídi- cos, el control de biofilms y optimización de sistemas transporte a escala celular, entre otros [1] . Este estudio se centra en caracterizar cómo una bacteria motora modifica el fluido circundante describiéndolo como un dipolo de Stokelets y un dipolo de rotlets. Se emplearon dos trampas ópticas [2] calibradas: una para una microesfera (~0.48 μm) y otra para una bacteria Escherichia coli , con tamaño típico de 1–2 µm. Al aproximar la microesfera al organismo, se registraron las fluctuaciones de fuerza originadas por la rotación flagelar, donde la velocidad inducida Caracterización del campo bacteriana Bryan Valen 1 FCFM 2 Departamento de *Email: b Resumen El flujo generado por el movimiento de m puede describir mediante singularidades el diseño de dispositivos microfluídicos, a escala celular, entre otros [1]. Este es modifica el fluido circundante describién Se emplearon dos trampas ópticas [2] ca una bacteria Escherichia coli , con tam organismo, se registraron las fluctuacion velocidad inducida ⃗ se busca modelar m donde ⃗ es el torque, ⃗ es el punto de obs Hasta la fecha, no se han registrado pic estimaciones teóricas sugieren fuerzas ~1 logramos caracterizar la frecuencia de os con lo reportado en la literatura [4]. Aunque los resultados aún son prelimin para detectar fuerzas en el rango de fN. utilizar un mayor tamaño de partícula y descripción teórica del campo hidrodinám Referencias [1] Youle, J., Smith, A., & Lee, R. (2012 number. Journal of Microfluidics, 8(3), 1 [2] C-Trap. (s. f.-b). https://www.lumicks [3] Fortune, G. T., Lauga, E., & Goldstei Physical Review Fluids, 9(8). [4] Wu, H., Pérez, L., & Gómez, S. (2024 optical tweezers. Biophysical Reports, 12 e bus- ca modelar mediante la solución del rotlet [3] : Fluidodinámica Caracterización del campo de velocidad inducido por la motilidad bacteriana mediante pinzas ópticas Bryan Valenzuela 1* , María Luisa Cordero 2 1 FCFM, Universidad de Chile. 2 Departamento de Física, FCFM, Universidad de Chile. *Email: bryan.valenzuela@usach.cl Resumen El flujo generad por el movimiento de microorganismos en fluidos de bajo número de Reynolds se puede d scribir mediante singularidades hidrodinámic s. Estos flujos son relevantes de estudiar para el diseño de dispositivos microfluídicos, el control de biofilms y optimización de sist mas transporte a escala celular, entre otros [1]. Este estudio se centra en caracterizar cómo una bacteria motora modifica el fluido circundante describiéndolo como un dipolo de Stokelets y un dipolo de rotlets. Se emplearon dos tramp s ópticas [2] calibradas: una p ra una microesfera ( ~0.48 ) y otra para una bacteria Escherichia coli , con tamaño típico de 1–2 µm. Al aproximar la micro sfera al organismo, se registraron las fluctuaciones de fuerza originadas p r la rotación flagelar, donde la velocidad inducida ⃗ se busca modelar mediante la solución del rotlet [3]: ⃗ = 8 ⃗ × ⃗ ! , donde ⃗ es el torque, ⃗ es el punto de observación y la viscosidad del medio. Hasta la fecha, no se han registrado picos de fuerza experimentales definitivos; sin embargo, las estimaciones teóricas sugieren fuerzas ~10 fN y un decaimiento aproximado ∝ 1/ " . Por otro lado, logramos caracterizar la frecuencia de oscilación del cuerpo bacteriano en 2 Hz , valor que coincide con lo reportado en la literatura [4]. Aunque los resultados aún son preliminares, las estimaciones validan la sensibilidad de la técnica para detectar fuerzas en el rango de fN. Se propone optimizar la configuración, como por ejemplo utilizar un mayor tamaño de partícula y explorar microorganismos más grandes para consolidar la descripción teórica del campo hidrodinámico. Referencias [1] Youle, J., Smith, A., & Lee, R. (2012). Mechanisms of microbial locomotion at low Reynolds number. Journal of Microfluidics, 8(3), 123–135. [2] C-Trap. (s. f.-b). https://w ww.lumicks.com/dynamic-single-molecule/solution/c-trap [3] Fortune, G. T., Lauga, E., & Goldstein, R. E. ( 2024). Biophysical fluid dynamics in a Petri dish. Physical Review Fluids, 9(8). [4] Wu, H., Pérez, L., & Gómez, S. (2024). Measurements of bacterial flagellar oscillations using donde Fluidodin Car cterización del campo de veloci ad inducido por la motilidad bacteriana mediante pinzas ópticas Bryan V lenzuela 1* , María Luisa Cordero 2 1 FCFM, Universidad de Chile. 2 D partamento de Física, FCFM, Universidad de Chile. *Email: bryan.v lenzuela@ usach.cl Resum en El flujo generado por el movimiento de microorganismos en fluidos de b j número de Reynol puede describir mediante singularida es hidrodinámicas. Estos flujos son relevantes de estudiar el diseñ de dispositivos microfluídicos, el control de biofilms y optimización de sistemas rans a escala celular, entre otros [1]. Este estudio se cent en c acterizar cómo una bacteri m modifica el fluido circundante describiéndolo como un dipolo de Stokelets y un dipolo de rotlet Se emplea on dos trampas ópticas [2] calibradas: una para una microesfera ( ~0.48 ) y otra un ba teria Escherichia coli , con amaño típico de 1–2 µm. Al proximar la microesfe organismo, se registraron las fluctu ciones de fuerza originadas por la rotación flagelar, don velocidad inducida ⃗ se busca odelar mediante la solución del rotlet [3]: ⃗ = 8 ⃗ × ⃗ ! , donde ⃗ es el torque, ⃗ es el punto de observación y la viscosidad del medio. Hasta la fecha, o se han registrado picos de fuerza experimentales definitivos; sin embarg estimaciones teóricas sugieren fuerzas ~10 fN y un decaimiento proximado ∝ 1/ " . Por otro logramos caracterizar la frecuencia de oscilación del cuerpo bacteriano en 2 Hz , valor que coi c n lo reportado en la literatura [4]. Aunque los resultados aún son preliminares, las estimaciones validan la sensibilidad de la té para detectar fuerzas en el rango de fN. Se propone optimizar la configuración, como por eje utilizar un ay r tamaño de partícula y explorar microorganismos más grandes para consolid descripción teórica del campo hidrodinámico. Referencias [1] Youle, J., Smith, A., & Lee, R. (2012). Mechanisms of microbial locom otion at low Reynol number. Journal of Microfluidics, 8(3), 123–135. [2] C-Trap. (s. f.-b). https://www.lumicks .com/dynamic-single-molecule/solution/c-trap [3] Fortune, G. T., Lauga, E., & Goldstei n, R. E. (2024). Biophysical fluid dynamics in a Petri d Physical Review Fluids, 9(8). [4] Wu, H., Pérez, L., & Gómez, S. (2024). Measurements of bacterial flagellar oscillations usin es el torque, Fluidod Caracterización del camp de velocidad inducido por la mot lida b cteriana mediante pinz ópticas Bryan Valenzuela 1* , María Luisa Cordero 2 1 FCFM, Universida de Chile. 2 Departamento de ísica, FCFM, Universidad de Chile. *Email: bryan.valenzuela@ usach.cl Resu men E flujo generado por el m vim ent de micr organismos en fluidos de b jo númer e Reyn puede descr bir medi nte singularidades hidrodinámicas. Estos flujos son r levantes de estudi el diseño de dispositivos microfluíd cos, el control de biofilms y optimización de sistemas tra a esc la c ular, entre otros [1]. Est estudio se entra en c racterizar cómo una bacteria modifica e fluido circundante descr biénd lo como un dip lo de Stok lets y un dip lo de rot S emple ron dos rampas óp icas [2] calibradas: una p ra una microesf ra ( ~0.48 ) y ot una bacte ia Es herichia coli , con tamaño típico de 1–2 µm. Al proximar la microes organismo, se regist aron las fluctuaciones de fuerz r gin das por la rotación flagelar, do velocidad inducida ⃗ se bus a modelar mediante la solución del rotlet [3]: ⃗ = 8 ⃗ × ⃗ ! , donde ⃗ es el torque, ⃗ es el punto de observ ción y la viscosida del medio. Hasta la fecha, no se han registrado picos de fuerza experime tales def nitivos; sin embar timaciones teóricas sugi ren fuerzas ~10 fN y un decaimiento aproximado ∝ 1/ " . Por otr logramos c racterizar la frecuencia de oscilación del cuerpo bacteriano en 2 Hz , valor que c con lo reportado en la literatura [4]. Aunque los resultados aún son preliminares, las estimaciones validan la sens bilida de la para detectar fuerzas en el rango de fN. Se propone optimizar la configuración, como p r e utilizar un mayor tamaño de partícula y explo ar microorganismos más grandes p ra conso descripción teórica del campo hidrodinámico. R f rencias [1] Youle, J., Smith, A., & Lee, R. (2012). Mechanisms of microbial loco motion at low Reyn number. Journal of Microfluidics, 8(3), 123–135. [2] C-Trap. (s f.-b ). https:// ww.lumic ks.com/dynamic-single-molecule/solution/c-trap [3] Fortune, G. T., Lauga, E., & Goldst ein, R. E. (2024). Biophysical flui dynamics in a Petr Physical Review Fluids, 9(8). [4] Wu, H., Pérez, L., & Gómez, S. ( 024). Measurements of bacterial flagellar oscillations u l unto de observación y Flui Caracterización del campo de velocida inducido por la motilid bacteriana mediante pinzas ópticas Bry n Val nzuela 1* , M ría Luisa C rdero 2 1 FCFM, Un versi ad de Chile. 2 Dep rtamento de Física, FCFM, Un versidad de Chile. *Email: bryan.val nzue la@usach .cl Re sume El flujo g nerado por el mov miento de microorganismos en fluidos de bajo número d Re puede describir med ant ingul ridades hidrodinámica . Estos flujos son r levantes de est el di eño de d spositivos microfluídicos, el ontr l de b ofi ms y opt mización d istemas escala celular, en e tros [1]. Este estudio se cent a en a acterizar ómo una bacter modifica el flu do ircundant describiénd l como un dipolo de Stokelets y un dipolo de Se emplearon dos tramp s óptica [2] calib das: una par una microesfera ( ~0.48 ) y una b cteria Esc erichia c li , con t maño típico de 1–2 µm. Al aproximar la micro o ganismo, e regist aron las fl ctu ciones de fuerza origina as po l rotación flagelar, veloc ad inducida ⃗ se busca modelar med a te a so ución del rotlet [3]: ⃗ = 8 ⃗ × ⃗ ! , donde ⃗ s el torque, ⃗ s el punt de observación y la viscosidad del medio. H st la fecha, no se han registrado picos d fu rza experim ntales definitivo ; sin em est m ciones t óricas sugieren fuerzas ~10 fN y un deca miento aproximado ∝ 1/ " . P r logramos ca acterizar la fre uencia de oscilación del cuerpo bacteriano en 2 Hz , valor que con l eport do en la literatura [4]. Aunque los resultados aún son prel minares, las est maciones validan la s nsibili ad de para detecta fuerzas n el rango de fN. Se propone opt mizar la configuración, com po utilizar un mayor tamaño de partícula y explorar icroorganismo más grandes para con descripci n teórica del campo hidrodinámico. Referencias [1] Youle J., Smith, A., & Lee, R. (2012). Mechanisms of microbial l com tion at low Re number. Journal of Microfluidics, 8(3), 123–135. [2] C-Trap. (s. f .-b). https://www.lu micks.com/dynamic-single-molecu e/solution/c-trap [3] Fortune, G T., Lauga, E., & Gol dstein, R E. (2024). Biophysical fluid dynamics in a P Physical R view Fluids, 9(8). [4] Wu, H., Pérez, L., & Gómez, S. ( 024). Measur ments of bacterial f gellar oscillation l v scosidad del medio. Hasta la fecha, no se han registrado picos de fuerza xperimentales definitivos; sin e bargo, las estimaciones teóricas sugieren fuerzas Caracterización del campo de velocidad inducido po bacteriana mediante pinzas ópticas Bryan Valenzuela 1* , María Luisa Cordero 2 1 CFM, Univ rsi ad de Chile. 2 Departamento de Física, FC FM , Universidad de Chi *Email: bryan.valenzuela@usach.cl Resumen El flujo generado por el movimiento d microorganismos en fluidos de bajo puede describir mediante singularidades hidrodinámicas. Estos flujos son rel el diseño de dispositivos microfluídicos, el control de biofilms y optimizació a escala celular, entre otros [1]. Este estudio se centra en c racterizar cóm modifica el fluido cir undante describiéndolo como un dipolo de Stokelets y Se emplearon dos trampas ópticas [2] calibradas: una para una m croesfera una bacteria Escherichia coli , con tamaño típico de 1–2 µm. Al aprox organismo, se registraron las fluctuaciones de fuerz originadas por la ot velocidad in ucida ⃗ se busca modelar mediante la solución del rotlet [3]: ⃗ = 8 ⃗ × ⃗ ! , don e ⃗ e el torque, ⃗ es el punto e ob ervación y la viscosidad del medi Ha ta l fecha, no se han registrado picos de fu rza experimental defin estimacio s teóricas sugiere fuerzas ~10 fN y un dec imiento aproximado logramos caract rizar la frecuencia de scilación del cuerpo bacte iano en 2 con lo r portado en la literatura [4]. Aunque l s resultados aún son preliminares, las estimaciones validan la se para detectar fuerzas en el rango de fN. Se propone optimizar la configura utilizar un mayor tamaño de partícula y explorar microorganismos más gra descripción teórica del campo hidrodinámico. Referencias [1] Youle, J., Smith, A., & Lee, R. (2012). Mechanisms of microbial locomo number. Journal of Microfluidics, 8(3), 123–135. [2] C-Trap. (s. f.-b). https://www.lumicks.com/dynamic-single-molecule/sol [3] F ortune, G. T., Lauga, E., & Goldstein, R. E. (2024). Bio physical fluid d Physical Review Fluids, 9(8). [4] Wu, H., Pérez, L., & Gómez, S. (2024). Measurements of bacterial flage y un decaimien- to apr ximado Fluidodinámic Caracterización del campo de velocidad inducido por la motilidad bacteriana mediante pinzas ópticas Bryan Valenzuela 1* , María Luisa Cordero 2 1 FCFM, Universidad de Chile. 2 Departamento de Física, FCFM, Universidad de Chile. *Email: bryan.valenzuela@usach.cl men o generado por el movimiento de microorganismos en fluidos de baj númer de Reynolds se describir mediante singularidades hidrodinámicas. Estos flujos son relevantes de estudiar para eño de dispositivos microfluídico , el cont l de biofilms y optimización de sistemas transporte la celular, entre otros [1]. Este estudio se centra en caracterizar cómo una bacteria motor ica el fluido circundante describiéndolo como un di olo de Stoke ts y un dipolo de ro lets. plearon dos trampas ópticas [2] calibradas: una para una microesfera ( ~0.48 ) y otra para acteria Escherichia coli , con tamaño típico de 1–2 µm. Al aproximar la microesfera al smo, se registraron las fluctuaciones de fuerza origin das por la rotación flagelar, donde la dad inducida ⃗ se busc a modelar mediante la so lución del rotlet [3]: ⃗ = 8 ⃗ × ⃗ ! , ⃗ es el torque, ⃗ es el punto de observación y la viscosidad del medio. la fecha, no se han registrado picos de fuerz experim ntales d finitivos; sin embargo, las aciones teóricas sugieren fuerzas ~10 fN y un decaimiento aproxi ado ∝ 1/ " . Por otro lado, mos caracterizar la frecuencia d oscilación del cuerpo bacteriano en 2 Hz , valor que coincide reportado en la literatura [4]. ue los resultados aún son preliminares, las estimaciones validan la sensibilidad de la técnica etectar fuerzas en el rango de fN. Se propone optimizar la configuración, como po eje plo r un mayor tamaño de partícula y explorar microorganismos más grandes para consolidar la pción teórica del campo hidrodinámico. rencias oule, J., Smith, A., & Lee, R. (2012). Mechanisms of microbial locomotion at low Reynolds er. Journal of Microfluidics, 8(3), 123–135. Trap. (s. f.-b). https://www.lumicks.com/dynamic-single-molecule/solution/ c-trap rtune, G. T., Lauga, E., & Goldstein, R. E. (2024). Biophysical fl id dynamics in Petri dish. cal Review Fluids, 9(8). u, H., Pérez, L., & Gómez, S. (2024). Measurements of bacterial flagella oscillations using . Po t o l do, logramos aracteriza a fr cuencia de os- cil ión d l cuerpo bact riano en 2 "Hz" , valor que coincide con lo reportado en la literatura [4] . Aunque los res ltados aún son p eliminar s, las estimaciones validan la sensibili- dad de la técnica para detectar fuerzas en el rango de Caracterización del campo de velocidad inducido p bacteriana mediante pinzas ópticas Bryan Valenzuela 1* , María Luisa Cordero 2 1 FCF M, Univer sid ad de Chile. 2 Departamento de Física, F CF M, Universida d de Ch *Email: bryan.valenzuela@usach.cl Resumen El flujo generado por el movimiento de microorgani mos en fluido de baj puede describ r mediante s ngularidades hidrodinámicas. Esto flujos on r el diseño de disposi ivos microfluídic s, el c ntrol de biofilms y optimizaci a escala celular, entre otros [1]. Este estudio se ce tra n caracterizar có modifica el fluido circundante describiéndolo como un dipolo de Stokelets Se emplearon dos tramp s ópticas [2] calibradas: una pa a una microesfera una bacteria Esche ichia coli , con tamaño típico de 1–2 µm. Al apro organ smo, se registraron las fluctu ciones de fuerza originadas por la ro velocidad inducida ⃗ se busca modelar mediante la solución del rotlet [3]: ⃗ = 8 ⃗ × ⃗ ! , donde ⃗ es el torque, ⃗ es el punto de observación y la viscosidad del med Hasta la fecha, no se han registrado picos de fuerza experimentales defi stimaci nes teóricas sugi en fuerzas ~10 fN y un decaimiento aproximad logramos c racteri ar la frecuencia de oscilación del cuerp bacteriano e con lo reportado en la literatura [4]. Aunque los resultados aún son prelimi ares, las estimaciones validan la para tectar fuerzas en l ango de fN. Se propone optimizar la configur utilizar un may tamañ de partícula y explorar microorganismos más g descripción teórica del campo hidrodinámico. Referencias [1] Youle, J., Smith, A., & Lee, R. (2012). Mechanism s of microbial locom number. Journal of Microfluidics, 8(3), 123–135. [2] C-Trap. (s. f.-b). https://www.lumicks.com/dynamic-single-molecule/so [3] Fortune, G. T., Lauga, E., & Goldstein, R. E. (2024). Biophysical fluid Physical Review Fluids, 9(8). . Se propone optimizar la configura ón, como por ejemplo utilizar un mayor tamaño de partí ula y ex- plorar microorganismos más grandes para consol ar la descripción eórica del campo hidrodinámico.