Adsorção de metais poluentes e enzimas em filmes híbridos de Langmuir-Blodgett imobilizados com polissacarídeos algais/fosfolipídios
Data
2014-05-20
Autores
Brito, Audrey Kalinouski de 
Orientadores
Caseli, Luciano
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Currently, many biological substances extracted from algae have received special attention because of its intrinsic characteristics which can be applied in different areas of biotechnology. Based on this context, the current work have investigated the action of exopolysaccharides (EPS) from the microalgae Cryptomonas tetrapirenoidosa when it is immobilized on Langmuir-Blodgett films (LB) constructed with the lipid dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB). The main objective was to evaluate if the mixed ultrathin film, once formed as a device, is able to interact, detect and maybe remove pollutant metals from aqueous solutions as well as to serve as a suitable matrix for enzyme immobilization in order to produce biosensors. DODAB is spread on the air-water interface and the EPS is injected into the aqueous subphase. First it was built these monolayers supported on aqueous solution that were characterized with surface pressure-area isotherms, curves of adsorption kinetics, infrared spectroscopy for surfaces (PM-IRRAS) and ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis). After that, the monolayer was transferred to solid support by using de Langmuir-Blodgett (LB) technique. These mixed LB films (DODAB + EPS) were immersed in solutions with metals that usually cause environmental problems. Thus, these films could be tested on PM-IRRAS, an infrared spectroscopy for surfaces. This technique could evaluate the interaction between the ions and the film. On the other hand, it was estimated the ability of the enzyme urease to be immobilized with DODAB and EPS on LB films on glass support. Then, the LB films were immersed in a urea + bromocresol purple solution to investigate, with ultraviolet - visible spectroscopy (UV-vis), the catalytic activity of urease when it is immobilized. The activity was determined through the analysis of a band in 586 -590 nm. Furthermore, the LB films were analyzed by atomic force microscopy, and the results could confirm that the urease on the film maintained its activity and could confirm that the hybrid LB films can interact with metal ions. Consequently, it can be concluded that these LB films are promising for build a biosensor for urea and another for metal ions.
Atualmente, muitas substâncias biológicas extraídas de algas têm recebido atenção especial devido às suas características intrínsecas que podem ser aplicadas em diferentes áreas da biotecnologia. Com base neste contexto, o trabalho investigou a ação de exopolissacarídeos (EPS) obtidos da microalga Cryptomonas tetrapyrenoidosa. Este material foi imobilizado em filmes de Langmuir - Blodgett (LB) suportados pelo lipídio brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB). O principal objetivo foi avaliar se o filme LB híbrido (DODAB + EPS) é capaz de interagir, detectar e até mesmo remover alguns íons de metais poluentes em soluções aquosas, bem como servir como uma matriz adequada para a imobilização de enzimas para a produção de biossensores. Primeiramente, o DODAB foi espalhado sobre a interface ar-água formando monocamadas e o EPS injetado na subfase aquosa. Então, barreiras móveis comprimiam as moléculas da superfície, formando filmes de Langmuir. Estas monocamadas, após comprimidas, eram caracterizadas por isotermas de pressão de superfície/área, curvas de cinética de adsorção, espectroscopia de absorção-reflexão no infravermelho com modulação da polarização (PM- IRRAS) e espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-vis). Posteriormente, as monocamadas foram transferidas para substratos sólidos pela técnica de Langmuir-Blodgett (LB). Estes filmes LB mistos (DODAB + EPS) foram imersos em soluções com íons metálicos de interesse ambiental. Assim, estes filmes puderam ser avaliados por PM-IRRAS, o que permitiu estudar a interação entre os íons e os componentes do filme. Além disso, estimou-se também a capacidade da enzima urease em ser coimobilizada com DODAB e EPS nos filmes LB. Os filmes contendo a enzima foram imersos numa solução indicadora com violeta de bromocresol e ureia para investigar, por espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-vis), a atividade catalítica da urease quando imobilizada. Esta atividade foi determinada através da análise de uma banda em 586 -590 nm. Além disso, a morfologia dos filmes LB foi analisada por microscopia de força atômica. A combinação dos resultados pôde confirmar que a enzima imobilizada no filme manteve sua atividade, além de mostrar que os filmes híbridos LB eram capazes interagir com os íons metálicos. Assim, foi possível concluir que os filmes LB mistos (DODAB + EPS) são promissores para elaboração e construção de um biossensor de uréia e um biossensor para íons metálicos.
Atualmente, muitas substâncias biológicas extraídas de algas têm recebido atenção especial devido às suas características intrínsecas que podem ser aplicadas em diferentes áreas da biotecnologia. Com base neste contexto, o trabalho investigou a ação de exopolissacarídeos (EPS) obtidos da microalga Cryptomonas tetrapyrenoidosa. Este material foi imobilizado em filmes de Langmuir - Blodgett (LB) suportados pelo lipídio brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB). O principal objetivo foi avaliar se o filme LB híbrido (DODAB + EPS) é capaz de interagir, detectar e até mesmo remover alguns íons de metais poluentes em soluções aquosas, bem como servir como uma matriz adequada para a imobilização de enzimas para a produção de biossensores. Primeiramente, o DODAB foi espalhado sobre a interface ar-água formando monocamadas e o EPS injetado na subfase aquosa. Então, barreiras móveis comprimiam as moléculas da superfície, formando filmes de Langmuir. Estas monocamadas, após comprimidas, eram caracterizadas por isotermas de pressão de superfície/área, curvas de cinética de adsorção, espectroscopia de absorção-reflexão no infravermelho com modulação da polarização (PM- IRRAS) e espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-vis). Posteriormente, as monocamadas foram transferidas para substratos sólidos pela técnica de Langmuir-Blodgett (LB). Estes filmes LB mistos (DODAB + EPS) foram imersos em soluções com íons metálicos de interesse ambiental. Assim, estes filmes puderam ser avaliados por PM-IRRAS, o que permitiu estudar a interação entre os íons e os componentes do filme. Além disso, estimou-se também a capacidade da enzima urease em ser coimobilizada com DODAB e EPS nos filmes LB. Os filmes contendo a enzima foram imersos numa solução indicadora com violeta de bromocresol e ureia para investigar, por espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-vis), a atividade catalítica da urease quando imobilizada. Esta atividade foi determinada através da análise de uma banda em 586 -590 nm. Além disso, a morfologia dos filmes LB foi analisada por microscopia de força atômica. A combinação dos resultados pôde confirmar que a enzima imobilizada no filme manteve sua atividade, além de mostrar que os filmes híbridos LB eram capazes interagir com os íons metálicos. Assim, foi possível concluir que os filmes LB mistos (DODAB + EPS) são promissores para elaboração e construção de um biossensor de uréia e um biossensor para íons metálicos.
Descrição
Citação
BRITO, Audrey Kalinouski de. Adsorção de metais poluentes e enzimas em filmes híbridos de Langmuir-Blodgett imobilizados com polissacarídeos algais/fosfolipídios. 2014. 67 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2014.