Nanopartículas Magnéticas de MgFe2O4: una nueva plataforma para la biocatálisis

PEROTTI, N. I. ; MORALES, A. H.; NAVARRO, M. C. ; ROMERO, C. M.; GÓMEZ, M. I. ; SPUCHES, F. C.

La Plata

Encuentro; XVIII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2018

YPF - Tecnolgía

En los últimos años ha habido un considerable progreso en elcampo de las interacciones entre enzimas y nanomateriales, orientadoprincipalmente a ajustar la estructura proteica al nano soporte y a su vesconservar la actividad enzimática [1]. Las nanopartículas de óxidos metálicosson excelentes soportes para la inmovilización enzimática debido a su pequeñotamaño y elevada área superficial, posibilitando así una mayor incorporación dela enzima al soporte. Particularmente, los nano óxidos magnéticos poseenpropiedades únicas de no toxicidad y biocompatibilidad, además de la separaciónselectiva de la mezcla de reacción mediante la aplicación de un campo magnético[2] [3]. En la actualidad, existe una continua búsqueda de nuevasnanopartículas magnéticas para ser usadas como soporte para la inmovilizaciónde enzimas [4]. Es por ello que el objetivo de éste trabajo se centra en eldiseño y caracterización de un biocatalizador formado por una lipasa de Cándidarugosa inmovilizada por unión covalente en nanopartículas de óxido demagnesio (MgFe2O4). El óxido mixto usado como soporte se obtuvo pordescomposición térmica del complejo inorgánico pentacianonitrosil ferrato demagnesio (Mg[Fe (CN)5NO]×4H2O) [5], logrando obtener tamaños de partículas en el rango60-100 nm. La superficie del soporte fue modificada químicamente mediante elagregado inicial de (3-aminopropil) trietoxisilano (APTES). Luego se agregóglutaraldehído para favorecer la unión de la enzima con el soporte por unióncovalente. Las condiciones de inmovilización fueron: pH = 4, fuerza iónica =100 mM, temperatura 4°C y una concentración de enzima 1mg/mL. Losdiferentes intermediaros en el proceso de obtención del biocatalizador (Fig. 1)fueron caracterizados por microscopia electrónica de barrido, espectroscopíainfrarroja y análisis termogravimétrico y térmico diferencial. La actividad enzimática fue comparada para la enzima libre einmovilizada siendo un 22% mayor en el último caso. La inmovilización mejoró laestabilidad de la enzima a pH alcalinos, elevadas temperaturas y diferentessolventes orgánicos. El biocatalizador fue evaluado en 10 ciclos de catálisisconsecutivos, considerando el efecto que ejercía el solvente de lavado entrecada ciclo de utilización mejorando  elrendimiento del reciclo al empleando Tritón-X100 o butanol.