Revista Mexicana de Ingeniería Química Ingeniería de alimentos Vol. 12, No. 3 (2013) 379-389 DETECCI ´ ON DE Lactobacillus plantarum 299V USANDO BIOSENSORES BASADOS EN MICROCANTILEVERS CON MICROSCOP ´ IA DE FUERZA DIN ´ AMICA DETECTION OF Lactobacillus plantarum 299V USING MICROCANTILEVER-BASED BIOSENSOR WITH DYNAMIC FORCE MICROSCOPY A.G. Mendoza-Madrigal 1 , J.J. Chanona-P´ erez 1∗ , J.V. M´ endez-M´ endez 2 , E. Palacios-Gonz´ alez 3 , G. Calder´ on-Dom´ ınguez 1 y H. Hern´ andez-S´ anchez 1 1 Departamento de Ingenier´ ıa Bioqu´ ımica, Escuela Nacional de Ciencias Biol ´ ogicas, Instituto Polit´ ecnico Nacional, Plan de Ayala y Carpio s/n, Col. Santo Tom´ as, C.P. 11340, M´ exico, D.F. 2 Centro de Nanociencias y Micro y Nanotecnolog´ ıas, Instituto Polit´ ecnico Nacional, Luis Enrique Erro s/n, Unidad Profesional Adolfo L´ opez Mateos, Col. Zacatenco, C.P. 07738, M´ exico, D.F. 3 Laboratorio de Microscop´ ıa de Ultra Alta Resoluci´ on, Instituto Mexicano del Petr´ oleo, Eje Central L´ azaro C´ ardenas 152, Col. San Bartolo Atepehuacan, C.P. 07730, M´ exico. Recibido 19 de junio de 2013; Aceptado 1 de julio de 2013 Abstract The aim of this study was the detection of active L. plantarum 299v (probiotic microorganism) growth using microcantilever based biosensors in air and in dynamic mode by atomic force microscopy. Commercial cantilevers were cleaned with Piranha solution in order to eliminate contaminants and were functionalized with silylating solution; afterwards the cantilevers were coated by an agarose layer using the capillaries technique. An atomic force microscope in tapping mode was required to evaluate the resonance frequency shift of commercial cantilevers inoculated with L. plantarum 299v. Humidity and temperature were controlled inside an atmospheric hood during the biodetection. The resonance frequency curves were seen to be narrower with higher Q factor values (∼219). The results showed that the resonance frequency shifted by approximately 5.2±0.8 kHz on the inoculated cantilevers throughout the growth kinetics. From the resonance frequency curves and known mechanical properties of the cantilevers, the biosensor sensitivity was determined to be 383±3 pg/Hz and the biosensor can detect ∼400 bacteria. In addition, L. plantarum growth on the cantilever’s surface was confirmed by scanning electron microscopy. The results showed that it is possible to construct a microbiosensor by using commercial cantilevers and atomic force microscopy. These sensors can be used as a platform for the detection of microorganisms associated with functional foods. Keywords: biosensors, cantilever, atomic force microscopy, foods. Resumen El objetivo de este estudio fue la detecci´ on del crecimiento activo de L. plantarum 299v (microorganismo probi´ otico) utilizando microcantilevers como biosensores en modo din´ amico en microscop´ ıa de fuerza at´ omica (MFA). Cantilevers comerciales se limpiaron con soluci´ on Pira˜ na y fueron funcionalizados con soluci´ on sililada; posteriormente se recubrieron con agarosa utilizando la t´ ecnica de capilares. Un MFA en modo intermitente se utiliz´ o para evaluar el cambio de la frecuencia de resonancia de cantilevers comerciales inoculados con L. plantarum 299v. La humedad y la temperatura se controlaron dentro de una campana atmosf´ erica durante la biodetecci´ on. Las curvas de frecuencia de resonancia mostraron valores altos de factor Q (∼219). Los resultados mostraron que el desplazamiento de la frecuencia de resonancia cambia 5.2 ± 0.8 kHz en cantilevers inoculados a lo largo de la cin´ etica de crecimiento. A partir de las curvas de frecuencia de resonancia y las propiedades mec´ anicas de los cantilevers, la sensibilidad del biosensor fue 383±3 pg/Hz y el biosensor puede detectar ∼400 bacterias. El crecimiento de L. plantarum en los cantilevers se confirm´ o por microscop´ ıa electr´ onica de barrido. Los resultados mostraron que es posible la construcci´ on de microbiosensores mediante el uso de cantilevers y MFA como plataforma para detecci´ on de microorganismos asociados a alimentos funcionales. Palabras clave: biosensores, cantilever, microscop´ ıa de fuerza at ´ omica, alimentos. ∗ Autor para la correspondencia. E-mail: jorge chanona@hotmail.com Publicado por la Academia Mexicana de Investigaci´ on y Docencia en Ingenier´ ıa Qu´ ımica A.C. 379