PREDICCIÓN DEL EQUILIBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO Y EL REPARTO DE PROTEÍNAS MEDIANTE UNA EXTENSIÓN DE LA ECUACIÓN DE PITZER

PÉREZ, BRENDA; PELEGRINI, LUCIANA; TUBIO, GISELA; PESSÔA FILHO, PEDRO DE ALCÂNTARA; NERLI, BIBIANA

Cordoba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011

AAIFQ

En los últimos años se ha incrementado notoriamente la utilización de sistemasbifásicos acuosos (SBAs) en el aislamiento de macromoléculas de importanciaindustrial. Sin embargo, el éxito del proceso extractivo se ha visto limitado por la faltade un marco teórico sólido que permita predecir el comportamiento de reparto de lamolécula en estudio. Los SBAs son sistemas intrínsecamente no ideales debido a lasfuertes interacciones presentes entre sus componentes. El modelo de Pitzer para elcálculo de la energía libre de exceso contempla contribuciones de largo y cortoalcance y ha resultado satisfactorio para describir ciertos SBAs.En este trabajo se plantearon los siguientes objetivos:a) Medir el comportamiento de reparto de siete proteínas modelo: pepsina, lisozima,albúmina sérica bovina, catalasa, beta-lactoglobulina, alfa amilasa y ureasa en SBAsformados por PEGs de diferentes pesos moleculares (4000, 6000 y 8000) y tres salessódicas de aniones biodegradables: tartrato, succinato y citrato.b) Modelar dichos repartosLas composiciones de equilibrio se obtuvieron cuantificando la concentración depolímero y sal en cada fase por métodos analíticos independientes. Los coeficientesde reparto (Kr) de diferentes proteínas modelo fueron obtenidos determinando laconcentración proteica por medidas de absorbancia a 280 nm.En un primer paso, se calculó el equilibrio líquido-líquido en ausencia de proteína. Losparámetros del modelo correspondientes a la interacción polímero-polímero, polímerosaly anión-catión (corto y largo alcance) se obtuvieron mediante ajuste de los datosexperimentales minimizando la función de error empleada en la literatura. Losresultados obtenidos mostraron dependencia lineal entre: i) el parámetro deinteracción polímero-polímero y el cuadrado de su peso molecular; ii) el parámetropolímero-sal y el peso molecular del polímero, siendo ambos hallazgos consistentescon el modelo aplicado. La función error arrojó valores pequeños en todos los casosindicando una buena correspondencia entre las composiciones de equilibrio predichasy las experimentales. En una segunda etapa, se modeló el reparto de las proteínasindicadas. En todos los sistemas se observó una distribución unilateral hacia la fasepolimérica (Krs > 1) para pepsina y lisozima, y hacia la fase rica en sal (Krs < 1) paracatalasa y alfa amilasa. Las restantes proteínas evidenciaron comportamientosdiversos dependientes del SBA ensayado. El ajuste de los valores experimentalesempleando los parámetros estimados en la primera parte permitió estimar losparámetros de la interacción proteína-sal y proteína -polímero. Las diferenciasobservadas entre los Krs calculados y los experimentales no resultaron significativas,siendo en la mayoría de los casos menores al error experimental.Se concluye que la extensión del modelo de Pitzer resulta adecuada para describirtermodinámicamente a los SBAs ensayados. La habilidad predictiva sobre elcomportamiento de reparto de las proteínas estudiadas, convierten a la extensión de laecuación de Pitzer empleada en una herramienta útil en el diseño y definición de lascondiciones operativas de estos sistemas.