Purificación de proteínas utilizando matrices de intercambio iónico encapsuladas en dispositivos de microfluídica del tipo lab-on-a chip

M. C. MARTÍNEZ CERON; G. ROSERO; G. LETTIERI; S. A. CAMPERI; B. LERNER; M. S. PÉREZ

Workshop; Fronteras en nanobiotecnología III; 2022

El auge de la nanotecnología y la microfluídica con la utilización de nuevos materiales como el polidimetilsiloxano (PDMS) han permitido la fabricación de microdispositivos que integran múltiples ensayos en un solo dispositivo del tipo Lab-on-a-chip. Dentro de los dispositivos de microfluídica se pueden integrar varias operaciones de laboratorio tales como inyección de muestras y reactivos, mezclado, incubación, aislamiento, etc. Básicamente, éstos consisten en una red de microcanales que incorpora diferentes secciones, cámaras, columnas y reservorios. Todos los componentes se integran en una placa de vidrio o material polimérico, con el formato de un portaobjetos de laboratorio. A su vez, esta metodología puede ser fácilmente escalable aumentando en el largo y el ancho en la medida que se conserven la resolución de fluídica en el rango de la microescala. El flujo a través de los microcanales se establece aplicando presión o campos eléctricos. Los sistemas de microfluídica aplicados a la purificación de proteínas permiten separar biomoléculas en forma continua integrando las etapas de adsorción, elución, monitoreo, recolección de muestras de forma automatizable utilizando dispositivos que ocupan menos espacio que los sistemas clásicos. A su vez presenta la posibilidad de incluir dentro de ellos reservorios con matrices cromatográficas como ser de intercambio iónico, interacción hidrofóbica o de afinidad.Las matrices POROSTM tienen una mejor transferencia de masa y resolución basadas en poros más grandes (mejora la perfusión), un diámetro de poro mayor y un tamaño de partículas más pequeño que las matrices de agarosa. Con esto se busca forzar el ingreso de las proteínas por los poros lo que permitirá que puedan interactuar con los ligandos unidos a las bolillas de matriz dentro de los reservorios del chip.El objetivo del trabajo fue comparar el desempeño de estas matrices en un sistema de microfluídica versus los sistemas tradicionales en columna cromatográficas. Para ello se utilizó una proteína modelo (seroalbúmina bovina) y la matriz POROSTM 50D (un intercambiador de aniones débil) y se ensayaron diferentes condiciones de trabajo (buffer de adsorción, buffer de elusión, flujo, etc.) tanto en columna como en chip. Para comparar dichos resultados se utilizaron parámetros de desempeño tales como rendimiento, pureza, etc.