Teixeira, J. A.

Venâncio, Armando

Universidade do Minho: RepositoriUM

PROCESSOS DE SEPARAt;.lO UTILIZANDO SISTEMAS DE DUAS FASES AQUOSAS ARMANDO VENANCIO; JOSE A. TEIXEIRA Departamento de Engenharia Biol6gica,Universidade do Minho,Largo do Pa~o,4719,Braga,Codex,Portugal Resume A concentra~ao e purifica~ao de produtos obtidos por via biotecnol6gica constitui, sem duvida, urn dos aspectos mais importantes para a sua implementa~ao a escala industrial. Entre OS varies processes existentes, OS sistemas bifasicos aquosos SBA tern sido alvo de particular interesse nos anos rna is recentes. Estes sistemas, obtidos por mistura de solu~oes aquosas de diferentes polimeros, tern sido utilizados para purifica~ao de enzimas em grande escala, precipita~a6 por afinidade, purifica~ao por afinidade e bioconversao extractiva Varies pares de polimeros podem ser · utilizados para formar sistemas bifasicos aquosos: - dextrano-polietileno glicol ( o sistema mais estudado ) , dextrano-FICCOL, dextrano-alcool polivinilico, FICCOL-polietileno glicol ( PEG ) ,dextrano-derivados do amido e dextrano-derivados da celul.ose. Alternativamente, · podem obter-se SBA utilizando sistemas PEG'-sal ( fosfatos e sulfatos). As principais propriedades dos sistemas bifasicos aquosos sao: - ambas as fases sao . aquOsas ( o cbnteudo em agua representa entre 85'% e 99% da massa do sistema .' ); e pequena a diferen~a de densidades entre fases; a censao interfacial e extremamente baixa ( 0.001 ~ 0.1 mN/m ); ambas as fases ( ou pelo menos uma ) sao viscosas · ( · viscosidade superior a 10 cp ) ; .o tempo de separa~ao · de fases por ac~ao da gravidade e longo ( 5 minutos - 1 hora ) . A particularidade de serem constituidos por fases aquosas torna-os nao agressivos e extremamente atraentes ·para a purifica~ao de. proteipas bioactivas . A utiliza~ao de. SBA em processes de separa~ao de moleculas biol6gicas permite que processes · mecanicos complexes sejam substituidos por processes de extrac~ao, uma vez que· e possive1 a separa~ao de celulas e extractos celulares de proteinas soluveis por parti~ao em fases opostas. · Os sistemas bifasicos aquosos tambem podem ser aplicados a processes de extrac~ao reactiva . Tal e conseguido, confinando urn ligante a uma das fases por liga~ao covalente a urn dos polimeros constituintes do sistema, nomeadamente polietileno glicol. Contudo, o elevado custo dos polimer·os utilizados limita a utiliza~ao de sistemas bifasicos aquosos a escala industrial. Alternativamente, os sistemas PEG-sal .tern sido utilizados. Embora rna is· baratos, a concentra~ao elevada de EB C03 sais limita a sua aplicac;:ao pois po<le ocorrer, a forc;:a i6nica necessaria, a desnaturac;:Ao dos materiais biol6gicos e a dissociac;:ao de muitos complexos ligante-proteina. 0:;; · sistemas bifasicos aquosos baseados em dextrano, derivados do amido e derivados da celulose apresentam como principal vantagem a sua biodegradabilidade. Existe pois a necessidade de desenvolver novos sistemas bifasicos aquosos aplicaveis em processos a escala industrial. Uma vez que- o custo dos polimeros e sais representa 75% do custo total de produc;:ao em sistemas deste tipo, devem ser encontrados substitutes baratos para o dextrano e com propriedades equivalentes. Os polissacaridos utilizados nas industrias do papel, alimentar e textil constituem uma· alternativa que tern sido negligenciada. Embora o grau de pureza destes polimeros possa constituir uma desvantagem, o seu reduzido custo torna encorajante a sua utilizac;:ao em processes de separac;:ao com sistemas bifasicos aquosos. Um novo sistema bifasico aquoso baseado num hidroxipropilamido industrial ( disponivel comercialmente· ) e polietileno glicol sera descrito. A potencial utilizac;:ao de este derivado do amido na formac;:ao de sistemas bifasicos aquosos hem como a sua capacidade para separac;:ao de _proteinase celulas inteiras serao a~alisadas. 

Processos de separação utilizando sistemas de duas fases aquosas

PROCESSOS DE SEPARAt;.lO UTILIZANDO SISTEMAS DE DUAS 
FASES AQUOSAS 
ARMANDO VENANCIO; JOSE A. TEIXEIRA 
Departamento de Engenharia Biol6gica,Universidade do 
Minho,Largo do Pa~o,4719,Braga,Codex,Portugal 
Resume 
A concentra~ao e purifica~ao de produtos obtidos por via 
biotecnol6gica constitui, sem duvida, urn dos aspectos mais 
importantes para a sua implementa~ao a escala industrial. 
Entre OS varies processes existentes, OS sistemas 
bifasicos aquosos SBA tern sido alvo de particular 
interesse nos anos rna is recentes. Estes sistemas, obtidos 
por mistura de solu~oes aquosas de diferentes polimeros, tern 
sido utilizados para purifica~ao de enzimas em grande 
escala, precipita~a6 por afinidade, purifica~ao por 
afinidade e bioconversao extractiva 
Varies pares de polimeros podem ser · utilizados para formar 
sistemas bifasicos aquosos: 
- dextrano-polietileno glicol ( o sistema mais estudado ) , 
dextrano-FICCOL, dextrano-alcool polivinilico, FICCOL-
polietileno glicol ( PEG ) ,dextrano-derivados do amido e 
dextrano-derivados da celul.ose. Alternativamente, · podem 
obter-se SBA utilizando sistemas PEG'-sal ( fosfatos e 
sulfatos). 
As principais propriedades dos sistemas bifasicos aquosos 
sao: 
- ambas as fases sao . aquOsas ( o cbnteudo em agua representa 
entre 85'% e 99% da massa do sistema .' ); e pequena a diferen~a 
de densidades entre fases; a censao interfacial e 
extremamente baixa ( 0.001 ~ 0.1 mN/m ); ambas as fases ( ou 
pelo menos uma ) sao viscosas · ( · viscosidade superior a 
10 cp ) ; .o tempo de separa~ao · de fases por ac~ao da 
gravidade e longo ( 5 minutos - 1 hora ) . 
A particularidade de serem constituidos por fases aquosas 
torna-os nao agressivos e extremamente atraentes ·para a 
purifica~ao de. proteipas bioactivas . A utiliza~ao de. SBA em 
processes de separa~ao de moleculas biol6gicas permite que 
processes · mecanicos complexes sejam substituidos por 
processes de extrac~ao, uma vez que· e possive1 a separa~ao 
de celulas e extractos celulares de proteinas soluveis por 
parti~ao em fases opostas. · 
Os sistemas bifasicos aquosos tambem podem ser aplicados a 
processes de extrac~ao reactiva . Tal e conseguido, 
confinando urn ligante a uma das fases por liga~ao covalente 
a urn dos polimeros constituintes do sistema, nomeadamente 
polietileno glicol. 
Contudo, o elevado custo dos polimer·os utilizados limita a 
utiliza~ao de sistemas bifasicos aquosos a escala 
industrial. Alternativamente, os sistemas PEG-sal .tern sido 
utilizados. Embora rna is· baratos, a concentra~ao elevada de 
EB 
C03 
sais limita a sua aplicac;:ao pois po<le ocorrer, a forc;:a 
i6nica necessaria, a desnaturac;:Ao dos materiais biol6gicos e 
a dissociac;:ao de muitos complexos ligante-proteina. 0:;; 
· sistemas bifasicos aquosos baseados em dextrano, derivados 
do amido e derivados da celulose apresentam como principal 
vantagem a sua biodegradabilidade. 
Existe pois a necessidade de desenvolver novos sistemas 
bifasicos aquosos aplicaveis em processos a escala 
industrial. Uma vez que- o custo dos polimeros e sais 
representa 75% do custo total de produc;:ao em sistemas deste 
tipo, devem ser encontrados substitutes baratos para o 
dextrano e com propriedades equivalentes. 
Os polissacaridos utilizados nas industrias do papel, 
alimentar e textil constituem uma· alternativa que tern sido 
negligenciada. Embora o grau de pureza destes polimeros 
possa constituir uma desvantagem, o seu reduzido custo torna 
encorajante a sua utilizac;:ao em processes de separac;:ao com 
sistemas bifasicos aquosos. 
Um novo sistema bifasico aquoso baseado num 
hidroxipropilamido industrial ( disponivel comercialmente· ) 
e polietileno glicol sera descrito. A potencial utilizac;:ao 
de este derivado do amido na formac;:ao de sistemas bifasicos 
aquosos hem como a sua capacidade para separac;:ao de 
_proteinase celulas inteiras serao a~alisadas. 


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Processos de separação utilizando sistemas de duas fases aquosas

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