Orientador: Sônia Maria Alves Bueno

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Anticorpos ou imunoglobulinas estão dentre as proteínas que mais requerem alto grau de pureza para suas aplicações, como no diagnóstico e no tratamento de doenças. Métodos de purificação atuais, os quais fornecem altos rendimentos e graus de pureza, para essas biomoléculas podem envolver a...

Resumo: Anticorpos ou imunoglobulinas estão dentre as proteínas que mais requerem alto grau de pureza para suas aplicações, como no diagnóstico e no tratamento de doenças. Métodos de purificação atuais, os quais fornecem altos rendimentos e graus de pureza, para essas biomoléculas podem envolver a cromatografia de afinidade, uma técnica que se baseia na interação seletiva entre um ligante imobilizado e o produto de interesse. A utilização desses procedimentos levam a redução do número de etapas adicionais, custos e tempo de processamento quando comparados a outros métodos de purificação de proteínas. Esse trabalho visou sintetizar e caracterizar uma fase estacionária monolítica com propriedades adequadas para ser utilizada em cromatografia de afinidade por íons metálicos imobilizados para a separação de imunoglobulinas G (hIgG) a partir do soro humano. Diferentes condições de criopolimerização dos monômeros acrilamida (AAm), bisacrilamida (MBAm) e alil-glicidil-éter (AGE) na presença de cadeias de quitosana (CS) e do reagente de reticulação glutaraldeído (GA) foram testadas e o criogel que se mostrou mais adequado foi selecionado. O agente quelante ácido iminodiacético (IDA) foi imobilizado covalentemente no criogel, sendo denominado de PAAm-CS-GA-AGE-IDA. Em seguida, as capacidades de adsorção e purificação de hIgG do criogel na presença ou não de íons Cu2+ e Ni2+ quelatados foram investigadas. No criogel contendo Ni2+ quelatado, o sistema tamponante fosfato de sódio a pH 7,0 (25 mmol L¬-1) contendo imidazol (2 mmol L-1) mostrou ser a condição mais promissora por proporcionar rendimento de 55% e pureza de 88% para hIgG. A curva de ruptura revelou que o criogel foi seletivo para hIgG em condições de saturação, resultando em pureza de 96%. Os experimentos cinéticos evidenciaram que o tempo de equilíbrio de adsorção é rapidamente alcançado. Finalmente, isotermas de adsorção foram construídas e os parâmetros dos modelos de Langmuir e Langmuir-Freundlich foram ajustados por regressão não linear. O modelo de Langmuir-Freundlich, representou bem os dados experimentais de adsorção, resultando em capacidade máxima igual a 31,19 mg hIgG/g criogel seco e constante de dissociação da ordem de Kd = 10-7 mol L-1. Os resultados obtidos mostraram o potencial do criogel de poliacrilamida e quitosana com íons metálicos imobilizados em separar e purificar hIgG a partir do soro humano

Abstract: Antibodies or immunoglobulins are amongst the proteins that require the most degree of purity for their applications, such as in the diagnostic and treatment of diseases. Current purification methods, in which allow high yields and degree of purity, for those biomolecules can involve...

Abstract: Antibodies or immunoglobulins are amongst the proteins that require the most degree of purity for their applications, such as in the diagnostic and treatment of diseases. Current purification methods, in which allow high yields and degree of purity, for those biomolecules can involve affinity chromatography, a technique that is based on the selective interaction between an immobilized ligand and the product of interest. The utilization of those procedures leads to the reduction of the number of additional steps, costs and processing time when compared to other protein purification methods. This work aimed to synthetize and characterize a monolithic stationary phase with adequate properties to be used in immobilized metal ion affinity chromatography to separate immunoglobulin G (hIgG) from human serum. Different conditions of cryopolimerization of the acrylamide, bisacrylamide, allyl-glycidyl-ether in the presence of chitosan chains and the crosslinking agent glutaraldehyde were tested and the cryogel that proved more suitable was selected. The chelating agent iminodiacetic acid (IDA) was covalently immobilized onto the cryogel, which was named as PAAm-CS-GA-AGE-IDA. Then, the adsorption and purification capacities of hIgG by the cryogel in the presence or not of chelated Cu2+ and Ni2+ ions were investigated. In the cryogel with chelated Ni2+, the sodium phosphate buffer system at pH 7,0 (25 mmol L-1) with imidazole (2 mmol L-1) proved to be the most promising condition for providing yield of 55% and purity of 88% for hIgG. The breakthrough curve revealed that the cryogel continued to be selective for hIgG under saturation conditions, resulting in 96% of purity. The kinetics experiments evidenced that the equilibrium time of the adsorption is quickly reached. Finally, adsorption isotherms were built and the parameters of the Langmuir and Langmuir-Freundlich models were adjusted by non-linear regression. The Langmuir-Freundlich model represented well the adsorption experimental data, resulting in the maximum capacity equal to 31,19 mg hIgG/g dry cryogel and a dissociation constant in the order of Kd = 10-7 mol L-1. The obtained results proved the potential of the cryogel of polyacrylamide and chitosan with immobilized metal ions to separate and purify hIgG from human serum

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