Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Separación de biomoléculas usando membranas adsorbentes (Rendimiento…
Separación de biomoléculas usando membranas adsorbentes
Separación de biomoléculas deben ser procesos rapidos y eficientes
Una opción es la membrana de adsorción
Se busca eficientizar el método.
Purificar biomoléculas
Evitar valores extremos de pH o temperatura, cizallamiento y exposición a interfaces aire-agua
Se busca eficientizar a gran escala
Procesos ineficientes consumen volúmenes excesivos de solventes costosos que se desechan
Se deben considerar varios aspectos para tomarlas en cuenta
Membranas poliméricas microporosas para la cromatografía líquida de adsorción de macromoléculas biológicas.
Nuevas membranas cromatográficas
Funcionan como columnas cromatográficas cortas
Forman nuevas configuraciones
Las membranas se emplean como filtros
Se pueden configurar en geometrica de filtración de flujo tangencial, de fibra hueca, asimétrica o sin salida
Una variación es la purificación por afinación por filtración de membrana
Las moléculas se quedan sitios de adsorción de flujo masivo
Aumenta el rendimiento
Se puede usar un aparato de filtración para aumentar la eficiencia
Cromatografía de membrana adsorbente
Sustrato mas un ligado interactivo.
Sustratos de membrana y químicas de acoplamiento
Resistentes, no debe haber una interacción de adsorción hidrófoba secundaria. Los sustratos tienen diferentes geometrías, un ejemplo es la celulosa
La celulosa se injerta con polímeros de tipo gel, debe tener un soporte.
Las membranas adsorbentes hechos de copolímeros acrílicos, se polimerizan por radicales libres
La polimerización similar a GMA-EDMA se ha usado para polimerizar, dentro de una columna cilíndrica.
También hay sistemas de afinidad mediante el acomplamiento con grupos epóxido de GMA.
También hay sustratos inorgánicos como óxido de titanio
Es más estable a álcalis que el sílice.
Columnas cromatográficas de membrana.
Existe gran variedad, y diversos tipos según las necesidades.
Geometría de membrana de adsorción
Puede ser de láminas delgadas, de fibra hueca, con columnas de membranas, discos o fibras huecas entre otros.
Dependiendo de cómo quiera concentrarse el producto
Los aditivos ensucian la membrana
Los discos individuales son más apropiadas para el laboratorio
Se aplilan en serie y se alojan en una carcasa cilíndrica rígida
Columnas de membrana apilada en espiral compatible para HPLC
La sección transversal están en forma perpendicular al flujo. para resistir agrietamiento y asentamiento
Rendimiento cromatográfica de membrana adsorbente
Efectividad aumenta con los sitios adsorbentes y afinidad relativa
Caracterización de columnas de membrana
El modelo se saca con UV-Vis donde la v. de transporte de masa, dispersión e interacciones se reflejan.
La UV-Vis permite ver de forma amigable
Eficacia de transporte de masas
Se da por convección, con resistencias de velocidad de dispersión, difusión térmica browniana e interacciones cinéticas
Convección
Por ley de Darcy
Caracteriza membranas porosas
Se puede analizar por sesonancia magnética
Dispersión
Por la ley de Fick
Se puede hacer por analogía con columnas de cromatografía empacadas
Difusión
Depende del tamaño de partícula para su difusión en los sitios de adsorción
Aumenta con macromoléculas pues la v. de difusión es proporcional a la difusividad del soluto
Adsorción
Se considera instantánea, debe considerarse la cinética de asociación de afinidad
Para dememinar la velocidad de funcionamiento de una membrana que optimiza la capacidad dinámica
Backmiximg extra-columna
El rendimiento se degrada mexclando fuera de la membrana
Una banda extra columna puede generar resistencias en transporte y flujo
Se busca mejorar y escoger el mejor sistema con las mejores membranas
Termodinámica de membranas adsorbentes
Potencial de separación intrínseca de las membranas determinado por el no. disponible de sitios de adsorción y afinidad relativa por moléculas de interés
Capacidad
Más grande con especto a la cromatográfica
50 mg de macromolécula por ml.
Depende la membrana, flujo afinidad, capacidad dinámica
Equilibrio
Se deben tomar en cuenta los modelos de isotermas de equilibrio
Toma en cuenta Z, número de sitios de interacción log K (constante de formación de equilibrio), relación de fase y concentración de soluto
Estimaciones de altura de placa de eficiencia de membrana
La altura de la placa definido entre la variación máxima del efluente y la longitud de la columna.
Altura disminuye si aumenta la eficiencia
Va en relación al flujo,
Operación de adsorción de membrana
Elución selectiva vs migración diferencial.
Elución selectiva con tampones
Aprovecha afinidad por el tampón y se eluye, se puede recuperar la membrana
Migración diferencial
La velocidad promedio de cada soluto desorbido es proporcional a su concentración de fase fluida de equilibrio fraccional
Elución en gradiente proporciona más ventajas para determinar la conecntración
Rendimiento de separaciones de membrana adsorbe
La resolución la recuperación y la capacidad reportadas son comparables a las de los sistemas de lecho fijo
El rendimiento es mayor
Tienen una cinética de reacción rápida, mejora las velocidades y la economía.
Se pueden añadir aditivos para mejorar la separación
Adsorción de membrana en recuperación biológica.
Combinar otros métodos para extracción y purificación como microfiltración, lisis celular, etc.
Basados en sus propiedades.
Aplicaciones de cromatografía de membrana adsorbente
Dependen de la química de adsorción
Membranas análogas de interacción hidrofóbica y cromatografía inversa tienen aplicaciones limitadas
Ejemplos, recuperación de ac. monoclonales, adsorbentes de tinte en aguas, biololéculas, etc.
Separaciones de intercambio iónico
Aprovechan interacción electrostática entre las cargas superficiales de as biomoléculas, suelen ser selectivas
Separaciones hidrofóbicas y de fase inversa
Dependen de interacciones de Van der Waals, es necesario elegir un eluyente adecuado