Neste trabalho, propomos o estudo dos mecanismos de adsorção de um novo material
adsorvente capaz de extrair íons metálicos, obtido através da modificação química de
nanotubos de carbono (CNT) com o emprego de agente oxidante ácido, seguido do
revestimento com uma camada externa de albumina de soro bovino (BSA), resultando
em nanotubos de carbono de acesso restrito revestidos com BSA (RACNT-BSA). Os
materiais foram caracterizados por: análise termogravimétrica (TG/DTG) a fim de avaliar
a estabilidade térmica, espectroscopia no infravermelho (IR) para confirmação dos grupos
funcionais envolvidos nos processos oxidação dos CNT e recobrimento dos mesmos com
BSA, análise elementar (CHN), microscopia eletrônica de varredura (MEV) para avaliar
a morfologia e difração de raio-X. Para facilitar a compreensão dos mecanismos de
interações entre os RACNT-BSA com BSA em solução e com íons metálicos,
determinaram-se os pontos isoelétricos de todos os materiais. Para o estudo dos possíveis
mecanismos de interação entre os RACNT-BSA e proteínas em solução, percolou-se
soluções de BSA com concentração 3 μg. mL-¹ em tampão fosfato com pH no intervalo
de 2,2 a 7,0 nos RACNT-BSA. Dessa maneira, verificou-se uma relação entre o processo
adsortivo nos RACNT-BSA e o pI (ponto isoelétrico) das proteínas, ou seja, propomos
um mecanismo para o funcionamento dos RACNT-BSA dependente do pH da solução e
das proteínas a serem percoladas. Quando uma solução de proteínas é percolada através
de um cartucho de SPE contendo RACNT-BSA e o pH da solução é maior do que o ponto
isoelétrico das proteínas, ambas as proteínas solubilizadas e a camada de BSA são
ionizadas negativamente. Assim, uma repulsão eletrostática impede a interação entre as
proteínas da amostra e a superfície do RACNT-BSA. Verificou-se que os íons metálicos
podem ser adsorvidos nos RACNT-BSA, porém os processos adsortivos são afetados
quanto a variação do pH da solução e a escolha do tampão adequado. Também se estudou
a extração dos íons Fe das estruturas das proteínas da catalase. Quanto à aplicação para a
catalase, verificamos que ao mesmo tempo em que não há adsorção desta proteína nos
RACNT-BSA, os íons Fe, ligados covalentemente à ela, são atraídos e adsorvidos nos
RACNT-BSA, sendo necessário, porém a desnaturação proteíca. Isto nos mostrou que o
material RACNT-BSA se mostrou promissor para a formação de apoproteínas. / In this work, we proposed to study the adsorption mechanisms of a new adsorbent
material capable of extracting metal ions, obtained by chemical modification of carbon
nanotubes (CNT) with the use of oxidizing acidic agent, followed by coating with an
outer layer of bovine serum albumin (BSA), resulting in restricted access of carbon
nanotubes coated with BSA (RACNT-BSA). The materials were characterized by
thermogravimetric analysis (TG) in order to evaluate thermal stability, infrared
spectroscopy (IR) to confirm the functional groups involved in the oxidation processes of
CNT and covering the same with BSA, elemental analysis (CHN), scanning electron
microscopy (SEM) to evaluate the morphology and powder X-ray diffraction. To
facilitate the understanding of the interaction mechanisms among RACNT-BSA and BSA
in solution and metal ions, the isoelectric points (Ip) (isoelectric point) of all materials
were determined. To study the possible interaction mechanisms between RACNT-BSA
and solubilized proteins, the BSA solutions (3 μg. mL-¹) in phosphate buffer with a pH in
the range 2.2 to 7.0 were percolated through the RACNT-BSA. Thus, there is a
relationship between the adsorptive process in the RACNT-BSA and the protein Ip’s, i.e.,
we proposed a working mechanism for RACNT-BSA dependent on the pH solution and
on the type of percolated protein. When a protein solution is percolated through a SPE
cartridge containing RACNT-BSA and the pH solution is higher than the protein Ip, both
solubilized protein and BSA layer (from RACNT-BSA) are negatively ionized.
Therefore, an electrostatic repulsion prevents the interaction between the solubilized
proteins and the surface of RACNT-BSA. It was found that metal ions can be adsorbed
on RACNT-BSA, but the adsorptive processes can be affected according the changing of
pH solution, and the choice of the appropriate buffer. The application to catalase protein,
we found that while there is no adsorption of this protein on RACNT-BSA, the Fe ions,
covalently linked to it, are attracted and adsorbed on RACNT-BSA, requiring, however,
the denaturation of protein. These results showed us that the RACNT-BSA material is
promising for the apoprotein’s formation. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:10.254.254.39:tede/943 |
| Date | 27 February 2016 |
| Creators | GOMES, Raphael Antônio Borges |
| Contributors | MAGALHÃES, Cristina Schmidt de, http://lattes.cnpq.br/1140012060761818, FIGUEIREDO, Eduardo Costa de, VIRTUOSO, Luciano Sindra, PEREIRA FILHO, Edenir Rodrigues |
| Publisher | Universidade Federal de Alfenas, Instituto de Química, Brasil, UNIFAL-MG, Programa de Pós-Graduação em Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNIFAL, instname:Universidade Federal de Alfenas, instacron:UNIFAL |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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