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A purificação e concentração de produtos biológicos envolve, na grande maioria das situações, o recurso a uma etapa de extracção. Contudo, a selecção de agentes de separação para extrair materiais biológicos encontra-se muito limitada pela desnaturação potencial que pode ocorrer em solventes não aquosos bem como em solventes aquosos, se as condições de temperatura, força iónica ou pH não forem as correctas. Para tal, o recurso à técnica de extracção líquido-líquido em sistemas de duas fases aquosas (SDFA) apresenta-se como uma alternativa promissora. As principais vantagens que têm contribuído para o seu sucesso incluem o facto de proporcionarem ambientes suaves para o tratamento de materiais biológicos, a facilidade da passagem da escala piloto para a escala industrial, bem como a possibilidade da sua aplicação directa a caldos fermentativos.
No entanto, o conhecimento científico dos mecanismos que regulam as propriedades das fases destes sistemas bem como da partição de solutos nos mesmos encontra-se na sua fase de desenvolvimento inicial. O aparecimento de novos sistemas, a grande complexidade dos mesmos, para além da interdependência entre os diversos factores que controlam as suas propriedades, não são alheios ao lento progresso tecnológico que se tem observado.
Dentro do conjunto de factores que influenciam o comportamento da partição de solutos em SDFA, a estrutura química dos polímeros que formam as fases apresenta-se como um dos mais importantes. No entanto, é actualmente o menos estudado.
Assim, o primeiro objectivo do presente projecto prende-se com o estudo da influência da estrutura química dos polímeros constituintes dos SDFA, quer no diagrama de fases, quer na partição de solutos nos mesmos. Para tal determinar-se-ão experimentalmente novos diagramas de fases formados por polímeros modificados quimicamente, pela adição de grupos químicos funcionais. Posteriormente, estudar-se-á a partição de proteínas modelo nestes mesmos sistemas.
Para o proje  |
Resumo
A purificação e concentração de produtos biológicos envolve, na grande maioria das situações, o recurso a uma etapa de extracção. Contudo, a selecção de agentes de separação para extrair materiais biológicos encontra-se muito limitada pela desnaturação potencial que pode ocorrer em solventes não aquosos bem como em solventes aquosos, se as condições de temperatura, força iónica ou pH não forem as correctas. Para tal, o recurso à técnica de extracção líquido-líquido em sistemas de duas fases aquosas (SDFA) apresenta-se como uma alternativa promissora. As principais vantagens que têm contribuído para o seu sucesso incluem o facto de proporcionarem ambientes suaves para o tratamento de materiais biológicos, a facilidade da passagem da escala piloto para a escala industrial, bem como a possibilidade da sua aplicação directa a caldos fermentativos.
No entanto, o conhecimento científico dos mecanismos que regulam as propriedades das fases destes sistemas bem como da partição de solutos nos mesmos encontra-se na sua fase de desenvolvimento inicial. O aparecimento de novos sistemas, a grande complexidade dos mesmos, para além da interdependência entre os diversos factores que controlam as suas propriedades, não são alheios ao lento progresso tecnológico que se tem observado.
Dentro do conjunto de factores que influenciam o comportamento da partição de solutos em SDFA, a estrutura química dos polímeros que formam as fases apresenta-se como um dos mais importantes. No entanto, é actualmente o menos estudado.
Assim, o primeiro objectivo do presente projecto prende-se com o estudo da influência da estrutura química dos polímeros constituintes dos SDFA, quer no diagrama de fases, quer na partição de solutos nos mesmos. Para tal determinar-se-ão experimentalmente novos diagramas de fases formados por polímeros modificados quimicamente, pela adição de grupos químicos funcionais. Posteriormente, estudar-se-á a partição de proteínas modelo nestes mesmos sistemas.
Para o projecto, operação e optimização de processos extractivos é fundamental o desenvolvimento de modelos capazes de prever de forma adequada o comportamento destes sistemas. Encontram-se na literatura fundamentalmente dois tipos de modelos para prever o comportamento de SDFA: os modelos designados de malha e os modelos de expansão virial osmótica. Apesar destes modelos terem obtido resultados bastante satisfatórios, são por vezes pouco rigorosos na previsão simultânea de diagramas de fases para polímeros homólogos (que diferem somente na massa molecular dos polímeros) e, em alguns casos, recorrem a conjuntos de parâmetros diferentes para SDFA homólogos.
Assim, o segundo objectivo do presente projecto prende-se com o desenvolvimento de modelos termodinâmicos que permitam descrever adequadamente as propriedades de equilíbrio deste sistemas complexos. Os modelos basear-se-ão no conceito de composição local e em mecânica estatística, incluindo termos que tomam em consideração as forças de natureza electrostática. A teoria de perturbação será igualmente aplicada a estes sistemas. |