Estadística fraccionaria aplicada al estudio de la adsorción de proteínas en multicapas

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

San Miguel de Tucumán

Congreso; 101° Reunión de la Asociación de Física Argentina; 2016

Facultad de Cs Exactas y Tecnología UNT

La adsorci´on de prote´ınas sobre superficies s´olidas ha sido ampliamente estudiada debidoal rol que este fen´omeno juega en numerosas aplicaciones industriales y biotecnol´ogicas. Eneste marco, es fundamental el entendimiento de las interacciones involucradas en dicho proceso.Varias teor´ıas han sido propuestas para modelar datos experimentales de sistemas que involucranla adsorci´on de prote´ınas. Entre las m´as com´unmente conocidas podemos citar la ecuaci´on deLangmuir, desarrollada para la adsorci´on en monocapa, y la teor´ıa de Brunauer-Emmett-Teller(BET), para la adsorci´on en multicapas infinitas. Como consecuencia de las limitaciones que cadauna de esas teor´ıas posee, resulta dificultoso dilucidar con claridad el mecanismo de adsorci´on yla configuraci´on de la prote´ına en el estado adsorbido. En este contexto, el objetivo principal delpresente estudio fue aplicar un nuevo modelo te´orico [Fractional Statistical Theory of Adsorption(FSTA)] [1], originalmente aplicado al estudio de adsorci´on de gases poli´atomicos sobre superficiess´olidas, para describir el proceso de adsorci´on de prote´ınas en soluci´on. FSTA permite describir laadsorci´on en multicapa finita como un problema de estad´ıstica fraccionaria, basada en la teor´ıade Haldane [2]. En este esquema, la energ´ıa libre de Helmholtz y sus derivadas son expresadasen t´erminos de un simple par´ametro de exclusi´on estad´ıstica (g), directamente relacionado con laconfiguraci´on espacial de las mol´eculas en el estado adsorbido. La FSTA aqu´ı presentada incluyela teor´ıa de Langmuir como un caso particular (g = 1), reproduce la ecuaci´on de BET para g = 0 y101a Reuni´on de la Asociaci´on F´ısica Argentina 189Sesi´on de Posters A Mat Cond I - F´ısica de Superficies, F´ısico-Qu´ımica y F´ısica de Pol´ımerospermite describir las casos intermedios para la adsorci´on en multicapas finitas (0 ¡g ¡1). Es adem´asun modelo simple, con pocos par´ametros ajustables y con un significado f´ısico preciso. Con elobjeto de testear la aplicabilidad del modelo propuesto, los resultados te´oricos fueron contrastadoscon resultados experimentales de la adsorci´on de alb´umina s´erica bovina (BSA) sobre una resinaintercambiadora de iones (Amberlite 15) a diferentes valores de pH y temperatura. Las isotermasfueron ajustadas usando g y la constante de equilibrio Ke como par´ametros de ajuste. Los valoresobtenidos indican la ocurrencia de adsorci´on en multicapa finita, observ´andose una excelentecoincidencia entre los resultados experimentales y te´oricos.[1] J.L. Riccardo, A.J. Ramirez-Pastor, F. Rom´a, Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 186101-186104.[2] F.D.M. Haldane, Phys. Rev. Lett. 67 (1991) 937-940.