ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Físico-Química
Autores
Santos, M.P.F. (UESB) ; Nascimento, M.B. (UESB) ; Barreto, C.L.R. (UESB) ; Souza Junior, E.C. (UESB) ; Peixoto, M.M. (UE) ; Sampaio, V.S. (UESB) ; Bonomo, R.C.F. (UESB) ; Fontan, R.C.I. (UESB) ; Pereira, A.S. (UESB)
Resumo
Sistemas aquosos bifásicos são sistemas constituídos majoritariamente por água, e menores concentrações de polímeros e sais inorgânicos. Esse trabalho visa estudar o comportamento do sistema formado por PEG (1500 g/mol) + sal (sulfato de zinco) + água sob o efeito da variação de diferentes temperaturas. Resultados mostram que com aumento da temperatura ocorreu uma transferência de água da fase superior para a fase inferior, reduzindo a concentração de sal na fase inferior, favorecendo a formação de fase, ocorrendo um aumento da região bifásica. Corrobora com outros autores em estudos similares.
Palavras chaves
Água; Fase; Região Bifásica
Introdução
Em tempos de melhoria da engenharia molecular, o desenvolvimento de novos e biocompatíveis métodos de extração, para a separação e purificação de enzimas e proteínas, vêm ganhando importância crescente. Um método eficaz e economicamente viável para a separação e purificação de biomoléculas é a sua partição através de Sistemas Aquosos Bifásicos (SAB’s). SAB’s ocorrem da mistura de dois solutos mútuos incompatíveis em água através da qual duas fases aquosas são formadas com diferentes composições. Solutos se distribuem entre as duas fases, dependendo da sua afinidade relativa por cada uma das fases individuais. Esta técnica é amplamente utilizada na purificação de biomoléculas, onde as suas vantagens incluem seletividade favorável, baixo custo e adaptabilidade para o processamento contínuo da amostra e retenção da atividade biológica (KRONER et al., 1978; SELBER et al, 2001). Esse trabalho visa estudar o comportamento do sistema formado por PEG (1500 g/mol) + sal (sulfato de zinco) + água sob o efeito da variação de diferentes temperaturas (20, 30, 40 e 50ºC).
Material e métodos
Os diagramas de equilíbrio dos sistemas aquosos bifásicos contendo PEG (1500 g/mol) + sal (sulfato de zinco) + água foram obtidos nas temperaturas de (20, 30, 40 e 50ºC) e em pH 7. As curvas binodais para esse sistema foram obtidas mediante a técnica turbidimétrica, segundo metodologia de Albertsson (1986), nas temperaturas de estudo. Soluções aquosas estoque de PEG (50% em massa), do sal (30% em massa) foram utilizadas no experimento. Quantidades adequadas de PEG, sal e água, foram pesadas em balança analítica. O tubo contendo a solução foi levado a um banho termostático, onde foi deixado por 2 minutos para atingir o equilíbrio térmico nas temperaturas desejadas. Em seguida, foram adicionadas alíquotas da solução estoque de sal com uma pipeta automática, mantendo-se a agitação manual do tubo dentro do banho, até que o sistema se turvasse. O aparecimento da turbidez indica que o sistema passou de monofásico para bifásico. Obtinha-se, com isso, o primeiro ponto da curva binodal. Os pontos adicionais foram obtidos pela adição de pequenas quantidades de água para que o sistema ficasse homogênio (límpido) e, na sequência, sal até promover uma nova turvação. O processo foi repetido até se obterem os pontos suficientes para a construção da curva. As massas foram cuidadosamente anotadas para que possa ser realizado o balanço de massa das fases e dos componentes do sistema.
Resultado e discussão
As composições de equilíbrio dos SAB’s compostos por PEG 1500 + sulfato de zinco +
água, em diferentes temperaturas, estão apresentadas na Figura 1.
Pode ser observado para os sistemas estudados que à medida que aumentou a
temperatura, houve um aumento da região bifásica. Com o aumento da temperatura, a
entropia conformacional do polímero aumenta devido ao processo de enovelamento da
cadeia e conseqüente diminuição da solubilidade do mesmo em água. Desta forma,
ocorre uma transferência de água da fase superior para a fase inferior, reduzindo
a concentração de sal na fase inferior, favorecendo a formação de fase (Da SILVA &
LOH, 2000). A mesma conclusão foi obtida por HAMMER et al (1994) com sistemas PEG
3000- sulfato de sódio-água, em pH 5,8, a 20 °C, 30 °C e 40 °C.
Diagrama de fase do Sulfato de Zinco para diferentes temperaturas.
Conclusões
De uma forma geral, concluímos que o aumento da temperatura provoca diminuição da solubilidade mútua, ou seja, aumento da região bifásica. Igualmente, pode ser dito que o aumento da temperatura favorece a formação do SAB, pois a separação de fases é um processo endotérmico.
Agradecimentos
Referências
1. ALBERTSSON, P. A. Partition of cell and macromolecules. New York: John Wiley, 346p, 1986.
2. DA SILVA, L. H. M; LOH, W. Calorimetric investigation of the formation of aqueous two phase systems in ternary mixtures of water, poly(ethylene oxide) and electrolytes (ordextran). J. Phys. Chem. B, v. 104, p. 10069-10073, 2000.
3. HAMMER, S.; PFENNIG, A.; STUMPF, M. Liquid-Liquid and Vapor-Liquid Equilibria in Water + Poly (ethylene glycol) + Sodium Sulfate. J. Chem. Eng. Data, v. 39, p. 409-413, 1994.
4. KRONER, K.H.; HUSTEDT, H.; GRANDA, S.; KULA, M.R. Technical aspects of separation using aqueous two-phase systems in enzyme isolation processes. Biotechnology and Bioengineering, v.20, p.1967-1988, 1978.
5. SELBER, K.; COLLEN, A.; HYYTIA, T.; PENTTILA, M.; TJERNELD, F.; KULA, MR. Parameters influencing protein extraction for whole broths in detergent based aqueous two-phase systems. Bioseparation, v.10, p.229-236, 2001.
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