INFORME FINAL TÉCNICO PASANTÍAS TECNOLÓGICAS

(1)

BioSigma - Fundación Chile Informe Final Técnico Pasantías Tecnológicas

Código Proy_ecto 2009-6271

Titulo del Proyecto Adherencia _{Bio_películas} Específica

y

Formación de

Entidad ervisora Nacional Fundación Chile

R.U.T.Entidad Supervisora Nacional 70.300.000-2

Empresa Beneficiaria BioSigma S.A,

RUT Empresa Beneficiaria 96.991.180-9

21-01-2010

INFORME FINAL TÉCNICO

PASANTÍAS TECNOLÓGICAS

-

F

-

e

-

c

-

ha Preparación Informe

(2)

INDICE

l. Fecha de Salida/Llegada ... 3

11. Identificación de Empresa y del Pasante ... 3

111. Grado de cumplimiento del programa de la Pasantía ... 4

1.1 Cumplimiento del programa ... 4

1.2 Logros destacables de la Pasantía Tecnológica y registro de actividades ... 4

1.3 Fechas de realización y contenidos de los talleres ... 4

1.4 Resultados y conclusiones ... 5

(3)

-l. FECHA DE SALIDA/LLEGADA

Fecha Hitos Principales

30/09/2009 Fecha de Inicio de la Pasantía instituto de biotecnología,

de la Universidad de Duisburg- Essen

28/12/2009 Fecha de Termino de la Pasantía en instituto de biotecnología, de la Universidad de Duisburg- Essen.

11. IDENTIFICACIÓN DE EMPRESA Y DEL PASANTE

Empresa Beneficiaria:

RUT 96.991 .180-9

NOMBRE Biosigma S.A.

RAZON SOCIAL Biosi ma S.A.

REPRESENTANTE LEGAL

DIRECCION

TELEFONO IFAX

EMAIL

WEB (url) www.biosigma.cl Antecedentes del pasante:

Nombre Pasante RUT Domicilio Teléfono e-mail Profesión Cargo en la empresa

(4)

BloSigma -Fundación Chile

Informe Final Técnico Pasantías Tecnológicas

11.1 Grado de cumplimiento del programa de la

pasantía

El programa de la pasantía se cumplió en un 70%, ya que se realizaron todos los experimentos

programados con calcopirita, con 4 diferentes microorganismos (MOs) biomineros.

Debido al tiempo requerido para los análisis por Microscopia de fuerza atómica y Microscopia

de prueba de kelvin, que era de aproximadamente de un día por muestra era prácticamente

imposible cumplir con el programa propuesto, ya que solo para calcopirita se tenían 38

muestras, debido a que fueron 4 los microorganismos evaluados, lo que implica que se

requerían 38 días hábiles para el análisis de estas muestras por estas técnicas, además del

tiempo requerido para la realización y montaje de los experimentos y las otras actividades

programadas. Por lo cual las actividades se enfocaron a los experimentos en calcopirita,

mineral que es el principal desafío de la empresa y las pruebas con otros minerales quedaron

pendientes.

Adicionalmente se incluyeron ensayos en columnas de calcopirita, que no estaban en el

programa inicial y que nos permitió obtener valiosa información para elucidar el mecanismo de

biolixiviación de la calcopirita en un modelo más parecido a la operación industrial en pilas de

biolixiviación.

11.2 Logros destacables de la Pasantía Tecnológica y registro de

actividades de

innovación a ejecutar o ejecutadas durante la pasantía (actuales y/o futuras)

Durante el desarrollo de la pasantía se usaron tres técnicas para el estudio de biopelículas,

que nos permitieron el análisis sobre un mismo punto, evaluando diferentes aspectos de la

interacción bacteria- mineral. Adicionalmente una de estas técnicas no está disponible en

Chile, y cuyo uso nos permitió obtener resultados para acercarnos a resolver las interrogantes

planteadas acerca de la transferencia de electrones del mineral al microorganismo que lleva a

la biolixiviación del mismo.

El análisis comparativo realizado de la formación de biopelículas sobre calcopirita de tres MOs

biomineros puros y de un consorcio de los mismos, y su asociación con la biolixiviación de la

calcopirita, nos entregó información que permitirá definir cual es el rol de estos MOs en el

proceso y cuales son las condiciones que se deben aplicar para favorecerlo.

El trabajo realizado y los resultados obtenidos durante esta pasantía, contribuyen a resolver la

principal interrogante que se ha planteado la empresa sobre el mecanismo de biolixiviación de

la calcopirita. El conocimiento de la importancia de la adherencia y formación de las

biopelículas de los microorganismos sobre el mineral y el papel que cumplen en la

biolixiviación del mismo nos permitirán introducir mejoras en el proceso, donde se favorezcan

las condiciones que permitan aumentar la recuperación de cobre mediante el uso de

microorganismos .

11.3 Fechas de realización y contenidos de los

talleres:

El trabajo se inició el día 30 de septiembre y finalizó el día 28 de diciembre.Además del trabajo

experimental realizado, las actividades desarrolladas durante este periodo incluyeron:

• Instrucción en el manejo y uso del microscopio de fuerza atómica (AFM)

• Instrucción del uso y manejo del Microscopio de prueba de kelvin (KPM)

• Aplicación de técnicas de tinción de componentes moleculares de la biopelícula (tinción de

células y exopolisácaridos)

• Adiestramiento en el uso del software de procesamiento de imágenes obtenidas por

(5)

BloSigma -Fundación Chile

Informe Final Técnico Pasantías Tecnológicas

microscopio de fuerza atómica, microscopio de prueba de kelvin y microscopio de epifluorescencia.

(6)

• Aplicación de técnicas de purificacíón y caracterización de exopolisácaridos 1.4 Resultados

y

conclusiones (en términos generales

y

específicos) 1.4.1 Resultados:

Se realizó un análisis comparativo del proceso de formación de biopelículas de 4 microorganismos sobre calcopirita en el tiempo. Se evaluó el proceso en diferentes etapas pudiéndose determinar en cada una de ellas, las células adheridas y el EPS producido. Adicionalmente se observó la influencia de la presencia de la biopelícula formada por cada uno de los microorganismos en la superficie eléctrica de la calcopirita.

Se definió el microorganismo

y

la condición en la que la formación de la biopelícula ocurre más rápidamente. Los resultados mostraron que en la condición donde el número de células adheridos es más alto y hay una mayor producción de EPS el efecto en el potencial eléctrico de superficie es mayor, indicando o dando cuenta de la transferencia de electrones o capacidad conductora de la biopelícula.

También se compararon las etapas de formación de biopelículas de los microorganismos

biomineros sobre calcopirita en dos sistemas diferentes, en matraz y en columna. En esta última además se realizó el seguimiento de la liberación de cobre y hierro. Se determinó que en el sistema en columna el proceso de formación de la biopelícula es más lento. los resultados obtenidos en matraz y columna fueron consistentes ya que los MOs que formaron biopelícula más rápido en el sistema en matraz también lo hicieron más rápido en columna. Adicionalmente los resultados de recuperación de cobre en columna mostraron que los mejores resultados se obtuvieron con la mezcla de MOs o consorcio, el cual tiene una formación de biopelícula en los primeros 5 días de ensayo, con alta producción de EPS.

Se produjeron los EPS de tres microorganismos biomineros, los cuales fueron purificados, hidrolizados y derivatizados para su caracterización por cromatografía de gases.

1.4.2 Conclusiones

• Se encontraron diferencias en velocidad en los procesos de formación de biopelículas y de producción de EPS sobre calcopirita con los microorganismos ensayados. Estas diferencias se ven reflejadas en la liberación de cobre.

• Nuestra bacteria Licanantay es el MO con formación más rápida de biopelícula sobre calcopirita en condiciones de ensayo. También los efectos sobre el potencial eléctrico de la superficie de la calcopirita fueron obtenidos en menor tiempo de incubación.

• En concordancia con los resultados previos obtenidos en BioSigma S.A, Wenelen es el MO con menos producción de EPS y como consecuencia su proceso de formación del biopelícula es más lento.

• El efecto en el potencial eléctrico de superficie de la calcopirita mostrado por las biopelículas formadas por MOs mineros estudiados, fue evidente al iniciarse la producción de EPS por lo mismos.

(7)

lnno\1

•1

CORFO

REVISIÓN INFORME FINAL PROYECTOS

DIFUSIÓN Y TRANSFERENCIA TECNOLÓGICA

1. Identificación del proyecto

Código del Proyecto: 10PTEC-6271

Linea de Financiamiento: Pasant!a

Titulo del Proyecto: ADHERENCIA ESPECIFICA Y FORMACIÓN DE

- BIOPELÍCULAS

Nombre de la Empresa: Fundación Chile

Tipo de Informe: Informe Final

Periodo de Desarrollo de las _{30/09/2009 - 28/12/2009} Actividades:

Fecha de entrega del Informe: Informe Final

Ejecutivo Técnico: Marcelo Dentone

Ejecutivo Financiero: Mi iam Jáuregui

2. Síntesis del Proyecto

Pasantía de la empresa Biosigma para conocer el comportamiento y uso de las biopellculas en

el fenómeno de transferencia de carga, lo que ayuda a entender y mejorar los procesos de

biolixiviación en minerales de baja ley.

La pasantía se realizará en el Centro de Biopelículas del Instituto de Biotecnología, de la Universidad de Duisburg- Essen, Alemania, en el laboratorio del Dr. Sand que es uno de los

centros especializados en el mundo en investigación y desarrollo de biofilms.

El objetivo es estudiar la adhesión especifica y la formación de biopeliculas de microorganismos mineros puros y sus consorcios en diferentes sustratos minerales y su correlación con la liberación de cobre del mineral

Como objetivos especificas se señala:

1) Caracterización de la biopelicula formada por los microorganismos sobre el mineral usando microscopia de fuerza atómica (AFM) y microscopia de epifluorescencia (EPM).

2) Medición del potencial eléctrico sobre la superficie de los minerales con y sin bacterias

mediante microscopia con sonda Kelvin (KPM).

3) Caracterizar químicamente los exopolisácaridos producidos por los microorganismos en su

interacción con los diferentes sustratos minerales

Las leyes de cobre están disminuyendo a nivel mundial y las estimaciones indican que seguirá descendiendo por lo que la biolixiviación es una alternativa importante de desarrollar.

3. Registro de Cambios Autorizados a los TTRR

No hay cambios

(8)

lnno\J

-· •1

CORFO

-4.- Beneficiarios del proyecto

NO

1 Beneficiario BioSigma

-Nombre Participante:

Marlén Nayibe Barreto

Roa

1

email:

r

_Teléfono:

nbarreto@biosigma .cl 8936932

5.- Análisis de las Actividades comprometidas y realizadas en el proyecto

El programa se cumplió en lfnea con lo presupuestado y se realizaron todos los experimentos programados con los cuatro microorganismos. Se experimentaron algunas dificultades porque

la duración de los análisis de microscopía de fuerza atómica y kelvin duran un día por muestra aproximadamente lo que totalizaba 38 dlas hábiles por lo que se decidió hacer la

experimentación sólo en calcopirita. Este es el sustrato más importante para extraer el cobre.

6.- Conclusiones de la revisión Técnica

Se aplicaron algunas técnicas imposibles de realizar en Chile con la tecnología disponible que confirmaron que la bacteria "Licanantay" (propiedad de BioSigma) como el microorganismo que forma de manera más rápida la biopellcula. También los efectos sobre el potencial eléctrico de la superficie de la calcopirita fueron obtenidos en menor tiempo de incubación con este micro organismo.

Por el nivel de cumplimiento de las actividades se sugiere aprobar el informe final.