ESTADISTICA FRACCIONARIA APLICADA AL ESTUDIO DE LA ADSORCION DE PROTÉINAS EN MULTICAPAS

E. TAKARA; E. QUIROGA; N.A OCHOA; D.A MATOZ-FERNANDEZ; A.J RAMÍREZ-PASTOR

Encuentro; 101º Reunión de la Asociación Física Argentina; 2016

La adsorción de protínas sobre superficies s´olidas ha sido ampliamente estudiada debido al rol que este fenómeno juega en numerosas aplicaciones industriales y biotecnológicas. En este marco, es fundamental el entendimientode las interacciones involucradas en dicho proceso. Varias teor´ıas han sido propuestas para modelar datos experimentales de sistemas que involucran la adsorción de proteínas. Entre las m´as comúnmente conocidas podemos citar la ecuacíon de Langmuir, desarrollada para la adsorción en monocapa, y la teoría de Brunauer- Emmett-Teller (BET), para la adsorci´on en multicapas infinitas. Como consecuencia de las limitaciones que cada una de esas teor´ıas posee, resulta dificultoso dilucidar con claridad el mecanismo de adsorcíon y la configuracíon de la prote´ına en el estado adsorbido. En este contexto, el objetivo principal del presente estudio fue aplicar un nuevo modelo téorico [Fractional Statistical Theory of Adsorption (FSTA)] [1], originalmente aplicado al estudio de adsorción de gases poliátomicos sobre superficies sólidas, para describir el proceso de adsorcíon de proteínas en solucíon. ESTA permite describir la adsorcíon en multicapa finita como un problema de estadística fraccionaria, basada en la teoría de Haldane [2]. En este esquema, la energ´ıa libre de Helmholtz y sus derivadas son expresadas en términos de un simple par´ametro de exclusi´on estadística (g), directamente relacionado con la configuracíon espacial de las moleculas en el estado adsorbido. La FSTA aqu´ı presentada incluye la teor´ıa de Langmuir como un caso particular (g = 1), reproduce la ecuaci´on de BET para g = 0 y permite describir las casos intermedios para la adsorci´on en multicapas finitas (0 ¡g ¡1). Es adem´as un modelo simple, con pocos par´ametros ajustables y con un significado físico preciso. Con el objeto de testear la aplicabilidad del modelo propuesto, los resultados teóricos fueron contrastados con resultados experimentales de la adsorción de alb´umina s´erica bovina (BSA) sobre una resina intercambiadora de iones (Amberlite 15) a diferentes valores de pH y temperatura. Las isotermas fueron ajustadas usando g y la constante de equilibrio Ke como parámetros de ajuste. Los valores obtenidos indican la ocurrencia de adsorción en multicapa finita, observándose una excelente coincidencia entre los resultados experimentales y teóricos.