ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Físico-Química
Autores
Almeida, D.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Sampaio, V.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; de Souza Junior, E.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Rocha, A.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Bonomo, R.C.F. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Fontan, R.C.I. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA)
Resumo
Sistemas aquosos bifásicos (SABs) são formados através da mistura de três ou mais espécies químicas que, em determinadas faixas de composição, pH e temperatura separam-se em duas fases distintas, cujo componente majoritário, em termos globais, é a água. Para otimizar o emprego dos sistemas aquosos bifásicos na partição de biocompostos é necessário o estudo do comportamento destes sistemas em diferentes composições e em variadas condições de temperatura e pH. Com base nessas informações objetivou-se estudar e compreender o comportamento dos sistemas aquosos bifásicos compostos por PEG 8000 g/mol, fosfato de sódio e água em pH 2,0 avaliando o efeito da temperaturas. A partir dos dados obtidos podemos observar que a medida que aumentamos a temperatura acarreta no aumento da região bifásica.
Palavras chaves
extração ; sab; equilíbrio
Introdução
Sistemas aquosos bifásicos (SAB’s) são formados através da mistura de três ou mais espécies químicas que, em determinadas faixas de composição, pH e temperatura separam-se em duas fases distintas, cujo componente majoritário, em termos globais, é a água (Carvalho, 2004). Os SAB’s empregados na extração líquido-líquido são formados principalmente por dois polímeros e água ou polímero-sal-água, sendo que o último possui maiores vantagens como baixo custo, menor viscosidade e menor tempo de separação de fases (Silvério et. al 2012). Para o emprego dos SAB’s na purificação de biocompostos é necessário entender inicialmente o comportamento destes sistemas com diferentes composições e em variadas condições operacionais (temperatura, pH, massa molar). Assim, desde 1960 diversos estudos vem sendo conduzidos com o objetivo de determinar quais os SAB’s mais adequados e as melhores condições para a partição e/ou concentração de células animais ou vegetais, enzimas, proteínas, ácidos nucléicos, vírus, metais, entre outros (Santos et. al 2012; Da Silva e Loh 2000). Assim sendo, o objetivo neste trabalho foi estudar e compreender o comportamento de novos sistemas aquosos bifásicos do tipo polímero-sal-água, compostos por polietilenoglicol 8000 g/mol, fosfato de sódio e água, a partir da obtenção de dados experimentais do equilíbrio de fases, verificando-se o efeito da temperatura em pH 2,0.
Material e métodos
Os diagramas de equilíbrio dos sistemas aquosos bifásicos contendo PEG (8000 g/mol) + sal (fosfafo de sódio) + água foram obtidos nas temperaturas de (15 °C, 25 °C, 35°C) em pH 2,0. As curvas binodais para estes sistemas foram obtidas mediante a técnica turbidimétrica, segundo metodologia de Albertsson (1986), nas temperaturas e pH de estudo. Soluções aquosas estoque de PEG (50% m/m), do sal (30% m/m) foram utilizadas no experimento. Quantidades adequadas de PEG, sal e água, foram pesados em balança analítica. O tubo contendo a solução foi levado a um banho termostático, onde foi deixado por 2 minutos para atingir o equilíbrio térmico nas temperaturas desejadas. Em seguida, foram adicionadas alíquotas da solução estoque de sal com uma pipeta automática, mantendo-se a agitação manual do tubo dentro do banho, até que o sistema se turvasse. O aparecimento da turbidez indica que o sistema passou de monofásico para bifásico. Obtinha-se, com isso, o primeiro ponto da curva binodal. Os pontos adicionais foram obtidos pela adição de pequenas quantidades de água para que o sistema ficasse homogêneo (límpido) e, na seqüência, sal até promover uma nova turvação. O processo foi repetido até se obterem os pontos suficientes para a construção da curva. As massas foram cuidadosamente anotadas para que possa ser realizado o balanço de massa das fases e dos componentes do sistema.
Resultado e discussão
As composições de equilíbrio dos SAB’s compostos por PEG 8000 + fosfato de sódio
+ água, em pH 2,0 e diferentes temperaturas, estão apresentadas na Figura 1.
Podemos observar o aumento da região bifásica com a elevação da temperatura. Isso
ocorre, pois a separação de fases é um processo endotérmico. A elevação da
temperatura acarreta na redução da quantidade de sal necessária para a formação
de fase e conseqüentemente ocorre o aumento da região bifásica do diagrama de
equilíbrio.
O mesmo comportamento foi observado por Carvalho (2004) estudando dados
de equilíbrio para sistemas composto por PEG 4000 g/mol, sulfato de sódio e água.
Dados de equilíbrio de PEg 8000 g/mol e fosfato de sódio.
Conclusões
Podemos concluir que a elevação da temperatura, favorece a formação de fase, ocorrendo um aumento da região bifásica. O sistema estudado mostrou-se como uma alternativa para separar partículas e macromoléculas biológicas sensíveis à desnaturação em outros solventes.
Agradecimentos
Referências
ALBERTSSON, P. A. Partition of cell and macromolecules. New York: John Wiley, 346p, 1986.
CARVALHO, C.P. Estudo do Equilibrio de Fases para Sistemas Aquosos Bifasicos Compostos por Poli (Etileno) Glicol, Sais e Agua. 2004. 70 f. Dissertacao (Mestrado em Ciencia e Tecnologia de Alimentos) – Departamento de Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal de Vicosa, 2004.
DA SILVA, L. H. M; LOH, W. Calorimetric investigation of the formation of aqueous two phase systems in ternary mixtures of water, poly(ethylene oxide) and electrolytes (or dextran). J. Phys. Chem. B, v. 104, p. 10069-10073, 2000.
SILVÉRIO, S.C.; WEGRZYN, A.; LLADOSA, E.; RODRÍGUEZ, O; MACEDO, E. A. Effect of Aqueous Two-Phase System Constituents in Different Poly(ethylene glycol)−Salt Phase Diagrams. Journal of Chemical Engineering Data 2012, 57, 1203−1208.
SILVÉRIO, S.C.; WEGRZYN, A.; LLADOSA, E.; RODRÍGUEZ, O; MACEDO, E. A. Effect of Aqueous Two-Phase System Constituents in Different Poly(ethylene glycol)−Salt Phase Diagrams. Journal of Chemical Engineering Data. 2012, 57, 1203−1208.
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