Download FAZA 3-RST - Institutul National de Cercetare-Dezvoltare ...

More documents

Recommendations

Info

VI. Cercetari preliminare privind testarea sticlelor nanoporoase ca suporturi pentru imobilizarea de substante biologic active (proteine, enzime) Datele recente de literatura indica faptul ca in prezent se acorda o atentie deosebita biocatalizatorilor nanostructurati, adica imobilizarii enzimelor pe o varietate de materiale nanostructurate: medii mesopori, nanoparticole, nanofibre si nanocompozite. Acest tip special de materiale prezinta un mare avantaj pentru legarea enzimelor datorita extinderii suprafetei de contact si ca rezultat, o crestere a randamentului de imobilizare a enzimei pe acest tip de suporturi si un timp de injumatatire superior al biocatalizatorului. Uneori activitatea enzimatica aparenta poate fi imbunatatita datorita eliberarii transferului de masa limitat al substratului in nanostructuri, comparativ cu matricea la scara macro in cazul imobilizarii enzimatice conventionale. Atat stabilitatea, cat si activitatea enzimatica, impreuna cu incarcarea enzimatica ridicata pe diferite nanostructuri, imbunatatesc semnificativ biocombustibilii bazati pe celule enzimatice. Materialele de dimensiuni micrometrice au fost analizate pe larg ca suporturi pentru imobilizarea enzimatica. Recent, a crescut interesul pentru utilizarea nanoparticolelor ca suporturi pentru enzime. Incarcarea enzimatica efectiva pe nanoparticole poate fi de mai mult de 6.4 sau 10 g/v %, datorita ariei de suprafata mare per unitate de masa a nanoparticolelor. In plus, studiile teoretice si experimentale au dezvaluit ca aceasta mobilitate a particolelor, legata de dimensiunea particolelor si de vascozitatea solutiei, poate afecta activitatea intrinseca a enzimelor atasate de particole. Evolutiile recente ale nanobiocatalizatorilor nou aparuti par a fi promitatoare deoarece furnizeaza unele solutii pentru depasirea problemelor actuale. Evolutiile nanobiocatalizatorilor vor accelera imbunatatirea celulelor biocombustibil, iar performanta crescuta a acestora va avea in curand un rol important pe piata de energie. Imobilizarea biomoleculelor pe suporturi insolubile reprezinta un instrument important pentru producerea unei game diverse de materiale functionale sau dispozitive De exemplu, imobilizarea enzimelor este un procedeu biologic preferat, datorita posibilitatii aplicarii enzimelor imobilizate in procese continue, purificare de produse si reciclare a catalizatorului. În plus, imobilizarea oferă multe avantaje, cum ar fi stabilitate sporită, separarea uşoara din amestecul de reacţie, modularea posibila a proprietăţilor catalitice si prevenirea mai uşoara a creşterii microbiene. În ultimul deceniu, materiale de dimensiuni nano au fost utilizate pe scară largă ca suport pentru acest scop. Printre aceste materiale, nanoparticulele magnetice sunt foarte populare atunci când sunt utilizate în asociaţie cu materiale biologice, inclusiv proteine, peptide, enzime, anticorpi şi acizi nucleici, datorita proprietăţilor lor unice. Capacitatea de a tracta magnetic entităţi etichetate sau organite ţintă utilizând forţă magnetică, oferă posibilitatea de a efectua operaţiuni biologice cu specificitate crescută. Magnetitele (Fe3O4) sunt materiale superparamagnetice biocompatibile care au toxicitate redusă şi proprietati magnetice puternice. Acestea au fost utilizate pe scară largă pentru examinarea în vivo, inclusiv pentru imagistica prin rezonanţă magnetică, intensificarea contrastului, eliberarea specifica a ţesutului de agentii terapeutici, hipertermie, asistarea magnetica a terapiei radionucleice, precum şi în vitro, legarea de proteine şi enzime. 32
Nanoparticulele de magnetita au fost folosite ca material de suport pentru legarea enzimelor, inclusiv alcool dehidrogenaza din drojdie şi lipaza, direct prin activarea cu carbodiimida. Această metodă a adus o promisiune considerabila datorita simplităţii şi eficienţei sale. Recent, nanoparticulele magnetice γ-Fe2O3 au fost folosite pentru legarea lipazei Candida rugosa după acetilarea nanoparticulelor functionalizate tiofen, sau prin intermediul nitroso-derivatului format pe suprafaţa particulelor prin reacţia nitroso tetrafluoroborate în clorură de metilen. Ambele metode, si in mod special in cazul lipazei imobilizata pe nanoparticule acetilate, au aratat o stabilitate pe termen lung. Pe baza datelor din literatura de specialitate s-au efectuat modele experimentale pe 3 loturi de probe de sticle nanoporoase provenite de la partenerul 1 – Institutul de sticla (vezi Tabelul 4). Lotul I - Sticla borosilicatica de baza. Lotul II – Sticla vitroceramica pe baza de cristale magnetice. Lotul III - Sticla vitroceramica pe baza de cristale magnetice tratata chimic. Metoda de imobilizare utilizata a fost cea a adsorbtiei fizice pe suporturile ca atare si tratate (activate) cu glutaraldehida (GA) solutie 2,5% in tampon fosfat 0,01M, pH=7,0. S-a testat imobilizarea lipazei din pancreas (FLUKA) si lipaza din Aspergillus niger (FLUKA) precum si a unor aminoacizi ( acid L-aspartic si L-cisteina). Tabelul 4. Rezultatele obtinute sunt prezentate in tabelul urmator: Nr. Crt. Lot/ proba 1. Lotul I pr.1 2. Lotul I pr.1 3. Lotul I pr.1 4. Lotul I pr.1 5. Lotul I pr.1 6. Lotul I pr.1 7. Lotul II pr.6 Cantitate suport (g) Cantitate lipazica initiala (U total) Timp de adsorbtie ore Cantitate lipazica imobilizata (UT) Randament de imobilizare (%) Observatii 12 098 1 000 24 5 102,5 42,17 Lipaza pancreatica 12 098,0 3 000 20 4 602,5 38,04 Lipaza pancreatica GA 2 956,0 500 2,0 589,0 19,92 Lipaza pancreatica GA 2 956,0 500 18,0 642,0 21,71 Lipaza pancreatica GA 2 956,0 1 000 20,0 1 662,5 56,24 Lipaza pancreatica GA 9 389,0 500 16,0 0 0 lipaza Aspergillus niger, GA 7 758,5 500 20,0 131,5 1,69 lipaza Aspergillus niger, GA 8. Lotul II 9 389,0 500 16,0 263,0 2,82 lipaza 33
Page 1 and 2: Aprobat de: Unitatea Executivă pen
Page 3 and 4: VIII. Dezvoltarea de oxizi magnetic
Page 5 and 6: I. Obiective generale Obiectivul ge
Page 7 and 8: (culoarea magnetitei unde ionii de
Page 9 and 10: Magnetita are o structura cubica de
Page 11 and 12: Fig. 1 Temperatura de tranzitie vit
Page 13 and 14: Fig. 3 Dimensiunea cristalitelor de
Page 15 and 16: Fig.5 Imagine AFM asupra probei BSF
Page 21 and 22: IV.3.5. Spectroscopie Mössbauer Fi
Page 23 and 24: Curbele magnetizare-temperatura m(T
Page 25 and 26: deasupra temperaturii de tranzitie
Page 27 and 28: tratament termic de cristalizare la
Page 29 and 30: Intensity BSF3 -IV; 600 0 C, 2h BSF
Page 31: Intensity BSF5-IV; 600 0 C, 2 h BSF
Page 35 and 36: Adsorbtia acidului L-aspartic verif
Page 37 and 38: VIII. Dezvoltarea de oxizi magnetic
Page 39 and 40: Datele de difractie de raze X (Fig.
Page 41 and 42: tranzitie sunt aproape de valoarea
Page 43 and 44: prin tehnica cromatografiei in stra
Page 45 and 46: Indicatori generali: Indicatori de
Page 47 and 48: DC 7: Materiale, procese şi produs
Page 49 and 50: Nr. Inreg.: .......................
Page 51 and 52: 4. Scurt raport despre deplasarea (
Page 53: S. Advanced materials developing an

Download FAZA 3-RST - Institutul National de Cercetare-Dezvoltare ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?