Ana Sofia Costa Nunes.pdf - Universidade do Minho

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Bacterial Cellulose as a Nanostructured Functional Material for Biomedical Applications CAPÍTULO I. INTRODUÇÃO Geralmente, os corantes possuem grupos reativos (-Cl, -NH 2, -SO 3H), de modo a serem facilmente imobilizados nas matrizes que contenham grupos – OH e – NH 2. Estes corantes são capazes de se ligarem à maioria das proteínas, especialmente enzimas, de uma maneira notavelmente específica. Adicionalmente, a sua disponibilidade comercial faz com que sejam amplamente utilizados nestes processos de separação por afinidade. A título exemplificativo, destaca-se o Cibracon Blue F3GA que é um corante bem conhecido e utilizado para a ligação de diversos tipos de moléculas, das quais são exemplo as proteínas, como a BSA. [6,9 - 11, 13] Tabela 1 – Exemplos de ligandos e respetivos ligantes, utilizados no processo de cromatografia por membranas (“adaptado de Keith e colaboradores, 1995”) [7] Ligand Ligate Protein A Ƴ Globulin Ligand Trypsin, trypsin-like proteases Ligand Glycoproteins Heparin-collagen Hydrophobic proteins Dye Bovine sérum albumin (BSA) Dye Formate dehydrogenase, pyruvate decarboxylase mAb BSA Protein A IgG Phe, Tyr IgG, IgA Copper Amino acids Um dos problemas da cromatografia membranar é a saída do ligando durante o processo ou durante o ciclo de eluição. Quando estas membranas são utilizadas para a purificação de um produto, existe sempre o risco de o ligando se tornar numa nova impureza. Além disto, para ligandos com atividade biológica elevada, a sua estabilidade pode também tornar-se uma preocupação. [8] Como supracitado, ao longo dos últimos anos, a cromatografia por afinidade membranar tornou-se um método único na tecnologia de separação de biomoléculas. Membranas microporosas têm sido modificadas e diversos ligandos de afinidade têm sido acoplados, para o seu uso em diferentes e inovadoras aplicações biomédicas. Assim, dependendo da aplicação clínica desejada, os requisitos de alta seletividade e hidrofilicidade, estabilidade biológica, química e mecânica, distribuição e tamanho dos poros e ainda quantidade de grupos funcionais reativos deverão ser satisfeitos. [9 - 11, 13] 5
1.2 Membranas Bacterial Cellulose as a Nanostructured Functional Material for Biomedical Applications CAPÍTULO I. INTRODUÇÃO Em termos gerais, uma membrana pode ser descrita como uma interface, ordinariamente heterogénea, que atua como barreira ao fluxo de espécies moleculares ou iónicas, presentes em líquidos e/ou vapores. [1] Há várias décadas que os processos baseados em membranas têm atraído a atenção de engenheiros químicos e bioctecnológicos, devido ao seu princípio de separação único e eficiente, que resulta num elevado grau de purificação. A separação por membranas não necessita de aditivos e pode ser realizada isotermicamente a baixas temperaturas, com um consumo de energia inferior a outros processos térmicos de separação. [1] Além disso, a grande maioria das membranas possui elevada porosidade oferecendo assim a vantagem de aumentar a taxa de transferência de massa, uma vez que o comprimento do “ caminho” de difusão é reduzido pois a solução flui através dos poros. Pelas características supracitadas, os processos de separação envolvendo membranas têm ganho um interesse crescente em diversas áreas, como a biotecnologia e indústria farmacêutica. [14,15] Novos modelos e sistemas de membranas têm sido desenvolvidos com o objetivo de tentar satisfazer as necessidades de diversas áreas da indústria. Na Figura 3 está esquematizada a evolução temporal e assinalados os principais marcos das técnicas de separação por membranas. [1] Figura 3 – Esquema representativo dos marcos e da evolução dos sistemas de membranas para a separação/purificação de biomoléculas (“adaptado de Saxena e colaboradores, 2009”). [1] Tradicionalmente, as membranas eram utilizadas em processos de separação baseados no tamanho das partículas, com requisitos de elevado rendimento mas reduzida resolução. Contudo, por volta de 1920 e 6
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