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Preparação de membranas de quitosana/poli (vinil álcool) / poli (β- hidroxibutirato) e aditivos para aplicação na engenharia de tecidos
No full textTCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Curso de Química.Uma alternativa viável para reparar a estrutura biológica de um de órgão ou tecido é a reposição deste com um implante preparado a partir de biomateriais. Dentre os materiais utilizados como implantes, os polímeros apresentam grande potencial de uso, pois são, geralmente, fáceis de preparar, manusear e apresentam características mecânicas semelhantes as dos materiais biológicos. A técnica de preparação de suporte polimérico, usada na engenharia de tecidos para reparar ou regenerar órgãos e tecidos, estuda materiais que permitam a passagem de nutrientes e oxigênio bem como, a fixação, diferenciação, migração e crescimento das células, além da não toxidade dos resíduos metabólicos. Neste estudo foram preparadas e caracterizadas membranas de blendas á base de quitosana (QT), poli (β-hidroxibutirato) (PHB) e poli (álcool vinílico) (PVA) com os plastificantes glicerol e Tween 80 (T80) para utilização como suporte polimérico na reconstituição tecidual. Estes materiais foram caracterizados pelas técnicas de análises térmicas, espectroscopia de infravermelho, morfologia, além do teste de degradação na solução de Hank e grau de intumescimento. Foram desenvolvidas membranas com estrutura composta por uma rede de poros para fixação e crescimento das células, para o transporte de oxigênio, nutriente e com propriedades mecânicas semelhantes às dos tecidos no sítio de implantação. Os resultados obtidos foram: membranas com T80 como plastificante apresentam maior taxa de intumescimento, maior concentração de poros e são termicamente mais estáveis. Membranas que contem T80 e Gli juntos apresentam uma menor taxa de degradação na solução de Hank e menos concentração de poros com diametros maiores. A adição de PHB aumenta a hidrofobicidade das membranas tornando-as mais resitentes a degradação térmica, solução de Hank e ao intumenciment
Propriedades espectroscópicas, térmicas e eletroquímicas de complexos de cobre com poli(2-vinilpiridina)
No full textTCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Curso de Química.O trabalho consiste no estudo dos espectros vibracionais na região do infravermelho, das curvas de termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial para os complexos formados entre poli(2-vinilpiridina) (P2VP) e os sais de cobre: cloreto de cobre(II) e sulfato de cobre(II). Os resultados indicam que a complexação com o cloreto de cobre(II) ocorre pela formação de ligação entre o íon Cu(II) e os átomos de nitrogênio dos anéis piridínicos, e que a presença e concentração dos íons Cu(II) afetam decisivamente as propriedades térmicas do polímero para este caso. Para os complexos formados entre o polímero poli(2-vinilpiridina) e sulfato de cobre(II), a complexação também se dá através de formação de ligação entre o íon Cu(II) e os átomos de nitrogênio dos anéis piridínicos. Uma interpretação mais detalhada dos espectros vibracionais na região do infravermelho na região que caracteriza o tipo de coordenação do sulfato fica prejudicada devido a sobreposição de bandas com o polímero puro. Através das análises térmicas de calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria pôde-se observar mudanças nas propriedades térmicas do polímero e que essas mudanças são dependentes da concentração dos íons Cu(II). Ambos os complexos apresentam uma antecipação na temperatura de degradação e um valor de Tg maior quando comparados ao do polímero puro, sendo observada uma maior variação do valor de Tg para os complexos formados com sulfato de cobre. A voltametria cíclica realizada no sistema eletrodo de cobre e soluções 0,1 mol.L-1 de P2VP e KSCN mostrou que o polímero poli(2-vinilpiridina) apresenta uma boa potencialidade como inibidor de corrosão para o cobre e, que o filme responsável por tal comportamento deva ser um complexo envolvendo Cu(I), P2VP e ânions tiocianato
Propriedades térmicas, espectroscópicas e eletroquímicas: complexos de poli(vinilpirrolidona)/tiocianato de Cu(II) e blendas poli(vinilpirrolidona)/poli(4-vinilpiridina)
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química.Neste trabalho foi estudada a formação de complexos entre o polímero poli(vinilpirrolidona) (PVP) e blendas poli(vinilpirrolidona)/poli(4-vinilpiridina) (PVP/P4VP) e o íons Cu(II) na presença de tiocianato. Os espectros na região do infravermelho (IV) dos complexos PVP/Cu(II) mostram que a complexação ocorre pela coordenação entre os íons Cu(II) e o oxigênio carbonílico e com os ânions tiocianato coordenados através dos átomos de nitrogênio. As curvas de termogravimetria (TG) e de calorimetria diferencial exploratória (DSC) mostram influência dos íons Cu(II), que reduzem a temperatura de degradação do PVP, bem como valores de Tg pouco maiores que para o PVP puro. Os resultados para as blendas mostram que os polímeros são miscíveis, principalmente com relação às curvas de DSC, que mostram apenas um valor de Tg. Os resultados para os complexos obtidos entre Cu(II) e a blenda PVP/P4VP mostram que a complexação ocorre entre os íons Cu(II) e os componentes da blenda, apresentando deslocamentos nas bandas de estiramento C=O e C=N. As propriedades térmicas são modificadas, apresentando redução na temperatura de degradação da blenda e apenas um valor de Tg, consistente com um caráter miscível para o sistema. O comportamento eletroquímico do eletrodo de cobre em meio de tiocianato e PVP, evidenciam a potencialidade deste polímero em modificar as propriedades do eletrodo, como redução na densidade de corrente anódica, e dependentes da concentração do polímero, de sua massa molar e da concentração hidrogeniônica do meio. O filme gerado eletroquimicamente apresenta espectro de IV e curvas de TG similares aos complexos preparados
POLI(AKRILAMIT-AKRILIK ASIT)/ALJINAT, POLI(AKRILAMIT-ITAKONIK ASIT)/ALJINAT, POLI(AKRILAMIT-AKRILIK ASIT)/K-KARRAGENAN, POLI(AKRILAMIT-ITAKONIK ASIT)/K-KARRAGENAN HIDROJELLERINDE LAKKAZ IMMOBILIZASYONU
No full textBu çalısmada, lakkaz enzimi, poli(akrilamit-akrilik asit)/Aljinat, P(AAm- AA)/Alj, poli(akrilamit-itakonik asit)/Aljinat, P(AAm-IA)/Alj, poli(akrilamit-akrilik asit)/K-karragenan, P(AAm-AA)/K-kar, poli(akrilamit-itakonik asit)/K-karragenan, P(AAm-IA)/K-kar yarı iç içe geçmis ag yapılı polimerlerinde (semi-IPN'ler), hapsetme yöntemi ile immobilize edildi. Serbest lakkaz ve immobilize lakkazlar için optimum sıcaklık 40 oC olarak bulundu. Serbest lakkaz ve immobilize lakkazlar için optimum pH degerlerinin 5,0-6,0 aralıgında degistigi gözlendi. Serbest lakkaz ve P(AAm-AA)/Alj, P(AAm-IA)/Alj, P(AAm-AA)/K-kar, P(AAm-IA)/K-kar hidrojellerinde immobilize edilen lakkazlar 4 oC' da 42 gün depolandıklarında, baslangıç aktifliklerinin sırasıyla %55 ve %83, %94, %94, %83' ünü korudukları gözlendi. P(AAm-AA)/Alj, P(AAm- IA)/Alj, P(AAm-AA)/K-kar, P(AAm-IA)/K-kar hidrojellerinde immobilize edilen lakkazların 10 kez kullanımları sonucunda baslangıç aktifliklerinin sırasıyla %80, %50, %62 ve %62' sini korudukları bulundu. v Serbest lakkaz, P(AAm-AA)/Alj, P(AAm-IA)/Alj, P(AAm-AA)/K-kar, P(AAm-IA)/K-kar hidrojellerinde immobilize edilen lakkazlar için Km degerleri sırasıyla 0,0073 mM, 0,0196 mM, 0,0116 mM, 0,0252 mM, 0,0108 mM, Vmak degerleri sırasıyla 1,04x10-3 mM.dak-1, 3,29x10-3 mM.dak-1, 5,22x10-3 mM.dak-1, 6,80x10-3 mM.dak-1, 4,40x10-3 mM.dak-1 olarak bulundu. Inaktivasyon hız sabitlerinin (ki), P(AAm-AA)/Alj, P(AAm-IA)/Alj, P(AAm-AA)/K-kar, P(AAm-IA)/K-kar hidrojellerinde immobilize edilen lakkazlar için 30 °C ve 50 °C' da 0,0006 dak-1- 0,0014 dak-1 ve 0,0012 dak-1-0,0031 dak-1 aralıgında oldugu bulundu. Metil oranjın renginin giderilmesinde, serbest lakkaz ve P(AAm-AA)/Alj, P(AAm-IA)/Alj, P(AAm-AA)/K-kar, P(AAm-IA)/K-kar hidrojellerinde immobilize edilen lakkazlar için renk giderme yüzdeleri sırasıyla %63 ve %43, %46, %36, %35 oldugu bulundu. Mediyatör kullanıldıgında ise serbest lakkaz ve P(AAm-AA)/Alj, P(AAm-IA)/Alj, P(AAm-AA)/K-kar, P(AAm-IA)/K-kar hidrojellerinde immobilize edilen lakkazlar için renk giderme yüzdeleri sırasıyla %73 ve %70, %72, %69, %71 oldugu bulundu.In this study, laccase enzyme was immobilized using entrapment method in poly(acrylamide-acrylic acid)/Alginate, P(AAm-AA)/Alj, poly(acrylamide-itaconic acid)/Alginate, P(AAm-IA)/Alj, poly(acrylamideacrylic acid)/K-carrageenan, P(AAm-AA)/K-kar, poly(acrylamide-itaconic acid)/K-carrageenan, P(AAm-IA)/K-kar semi-interpenetrating network (semi-IPNs). Optimum temperature was determined as 40 oC for free laccase and immobilized laccases. Optimum pH was determined between 5,0-6,0 for free laccase and immobilized laccases. After 42 days of storage at 4 oC, free laccase and P(AAm-AA)/Alj, P(AAm-IA)/Alj, P(AAm-AA)/K-kar, P(AAm-IA)/K-kar immobilized enzymes retained %55 and % 83, % 94, % 94, % 83 of their original activities, respectively. P(AAm-AA)/Alj, P(AAm-IA)/Alj, P(AAm-AA)/K-kar, P(AAm-IA)/K-kar immobilized enzymes used repeatedly 10 times in a day and they were retained %80, % 50 % 62, %52 of their original activities, respectively. Km and Vmax were calculated for free laccase as Km value is 0,0073 mM, Vmax value is 1,04x10-3 mM.min-1 and for P(AAm-AA)/Alj, P(AAm-IA)/Alj, vii P(AAm-AA)/K-kar, P(AAm-IA)/K-kar immobilized laccases Km values are 0,0196 mM, 0,0116 mM, 0,0252 mM and 0,0108 mM and Vmax values are 3,29x10-3 mM.min-1, 5,22x10-3 mM.min-1, 6,80x10-3 mM.min-1 and 4,40x10-3 mM.min-1, respectively. Inactivation rate constants (ki) of immobilized laccases at 30 °C and 50 °C were found between 0,0006 min-1-0,0014 min-1 and 0,0012 min-1- 0,0031 min-1. Percent decolorization of methyl orange by free enyzme and enyzmes immobilized in P(AAm-AA)/Alj, P(AAm-IA)/Alj, P(AAm-AA)/K-kar, P(AAm-IA)/K-kar were found as %63 and %43, %46, %36, %35. Percent decolorization of methyl orange in the presence of mediator by free enyzme and enyzmes immobilized in P(AAm-AA)/Alj, P(AAm-IA)/Alj, P(AAm-AA)/K-kar, P(AAm-IA)/K-kar were found as %73 and %70, %72, %69, %71
POLİ(AKRİLAMİT-KROTONİK ASİT)/SODYUM ALJİNAT, POLİ(AKRİLAMİT-KROTONİK ASİT)/K-KARRAGENAN, POLİ(AKRİLAMİT-SİTRAKONİK ASİT)/SODYUM ALJİNAT, POLİ(AKRİLAMİT-SİTRAKONİK ASİT)/K-KARRAGENAN HİDROJELLERİNDE LAKKAZ İMMOBİLİZASYONU
No full textBu çalısmada, lakkaz enzimi, poli(akrilamit-krotonik asit)/sodyum aljinat, P(AAm-CrA)/Alj, poli(akrilamit-krotonik asit)/K-karragenan, P(AAm-CrA)/K-kar, poli(akrilamit-sitrakonik asit)/sodyum aljinat, P(AAm-CA)/Alj, poli(akrilamit-sitrakonik asit)/K-karragenan, P(AAm-CA)/K-kar yarı iç içe geçmis ag yapılı polimerlerinde (semi-IPN'ler), hapsetme yöntemi ile immobilize edildi. Serbest lakkaz ve immobilize lakkazlar için optimum pH degerlerinin 5,0-6,0 aralıgında degistigi gözlendi. Serbest lakkaz ve immobilize lakkazlar için optimum sıcaklık 40 0C - 50 0C aralıgında degistigi gözlendi. Serbest lakkaz ve P(AAm- CrA)/Alj, P(AAm-CrA)/K-kar, P(AAm-CA)/Alj, P(AAm-CA)/K-kar hidrojellerinde immobilize edilen lakkazlar 4 0C' da 42 gün depolandıklarında, baslangıç aktifliklerinin sırasıyla %55 ve %71, %70, %73, %68' sini korudukları gözlendi. P(AAm-CrA)/Alj, P(AAm-CrA)/Kkar, P(AAm-CA)/Alj, P(AAm-CA)/K-kar hidrojellerinde immobilize edilen lakkazların 10 kez kullanımları sonucunda baslangıç aktifliklerinin sırasıyla %62, %56, %53 ve %50' sini korudukları bulundu. Serbest lakkaz, P(AAm-CrA)/Alj, P(AAm-CrA)/K-kar, P(AAm-CA)/Alj, P(AAm-CA)/K-kar hidrojellerinde immobilize edilen lakkazlar için Km degerleri sırasıyla 6,70x10-2 mM , 7,90x10-3 mM, 8,40x10-3 mM, 7,00x10-3 mM, 1,02x10-2 mM, Vmak degerleri sırasıyla 1,80x10-3 mM.dak-1, 3,70x10-3 mM.dak-1, 3,50x10-3 mM.dak-1, 8,01x10-4 mM.dak-1, 1,01x10-2 mM.dak-1 olarak bulundu. Immobilize lakkazın 30 0C ve 50 0C de inaktivasyon sabitleri 0,0013 – 0,0085 ve 0,0036 – 0,0201 aralıgında oldugu bulundu. Metil oranjın renginin giderilmesinde, serbest ve P(AAm-CrA)/Alj, P(AAm-CrA)/K-kar, hidrojellerinde immobilize edilen lakkazlar için renk giderme yüzdeleri sırasıyla %63 ve %38, %45, oldugu bulundu. Mediyatör kullanıldıgında ise serbest lakkaz için renk giderme yüzdesi %73 ve P(AAm-CrA)/Alj, P(AAm-CrA)/K-kar, hidrojellerinde immobilize edilen lakkazlar için renk giderme yüzdeleri %72 oldugu bulundu. Bilim Kodu : 405.1.117 Anahtar Kelimeler : Hapsetme, enzim immobilizasyonu, aljinat, K-Karragenan, lakkaz Sayfa Adedi : 140 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Serpil AKSOYIn this study, laccase enzyme was immobilized using entrapment method in poly(acrylamide-crotonic acid)/sodium alginate, P(AAm- CrA)/Alj, poly(acrylamide-crotonic acid)/K-carrageenan, P(AAm-CrA)/Kkar, poly(acrylamide-citraconic acid)/sodium alginate, P(AAm-CA)/Alj, poly(acrylamide-citraconic acid)/K-Carrageenan, P(AAm-CA)/K-kar semi-interpenetrating network (semi-IPNs). Optimum pH was determined between 5,0-6,0 for free laccase and immobilized laccases. Optimum temperature was determined between 40 0C - 50 0C for free laccase and immobilized laccases. After 42 days of storage at 4 oC, free laccase and P(AAm-CrA)/Alj, P(AAm-CrA)/K-kar, P(AAm-CA)/Alj, P(AAm-CA)/K-kar immobilized enzymes retained %55 and % 71, % 70, % 73, % 68 of their original activities, respectively. P(AAm-CrA)/Alj, P(AAm-CrA)/K-kar, P(AAm-CA)/Alj, P(AAm-CA)/K-kar immobilized enzymes used repeatedly 10 times in a day and they were retained %62, % 56 % 53, %50 of their original activities, respectively. Km and Vmax were calculated for free laccase as Km value is 6,70x10-3 mM, Vmax value is 1,80x10-3 mM.min-1 and for P(AAm-CrA)/Alj, P(AAm-CrA)/K-kar, P(AAm-CA)/Alj, P(AAm-CA)/K-kar immobilized laccases Km values are 7,90x10-3 mM, 8,40x10-3 mM, 7,00x10-3 mM and 1,02x10-2 mM and Vmax values are 3,70x10-3 mM.min-1, 3,50x10-3 mM.min-1, 8,01x10-4 mM.min-1 and 1,01x10-2 mM.min-1, respectively. Inactivation rate constants (ki) of immobilized laccases at 30 °C and 50 °C were found between 0,0013 min-1-0,0085 min-1 and 0,0036 min-1-0,0201 min-1. Percent decolorization of methyl orange by free enyzme and enyzmes immobilized in P(AAm-CrA)/Alj, P(AAm-CrA)/K-kar, were found as %63 and %38, %45. Percent decolorization of methyl orange in the presence of mediator by freeenyzme was found %73 and enyzmes immobilized in P(AAm-CrA)/Alj, P(AAm-CrA)/K-kar, were found as %72. Science Code :405.1.117 Key Words :Entrapment, enzyme immobilization, K-Carrageenan, alginate, laccase Page Number : 140 Adviser :Prof. Dr. Serpil AKSO
Estudo das propriedades de blendas Poli (OXIETILENO) / Carbopol
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química.A obtenção e análise micro e macroscópica de novos materiais poliméricos, resultantes da mistura física de dois ou mais polímeros tem merecido muita atenção nos últimos anos. As blendas foram preparadas sob agitação mecânica, variando-se as percentagens em massa dos componentes. Neste trabalho estudou-se a miscibilidade e as propriedades de blendas de Poli(oxietileno)[PEO] (semicristalino) e Carbopol (amorfo) , através de análises espectrosocópicas, térmicas, microscópicas e mecânicas
Filmes de poli(estireno) e poli(metacrilato de metila): caracterização e efeito da composição na adesão e citotoxicidade in vitro de células L929
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Quimica.Filmes de poli(estireno) (PS), poli(metacrilato de metila) (PMMA), blendas de PS/PMMA (70/30, 50/50 e 30/70) e copolímero de PS-b-PMMA foram preparados por evaporação de solvente (casting), caracterizados e avaliados quanto a adesão celular de células de camundongos L929 e quanto a citotoxicidade. Os filmes estudados foram caracterizados quanto as suas propriedades térmicas (termogravimetria - TG e calorimetria diferencial de varredura - DSC), estruturais (espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier - FTIR e ressonância magnética nuclear de 13C no estado sólido - 13C NMR), superficiais por medidas de ângulo de contato e morfológicas através de microscopia eletrônica de varredura - SEM. As análises de TG mostraram que os filmes estudados são termicamente estáveis e esta estabilidade diminui com o aumento de PMMA na blenda. As análises de DSC indicaram imiscibilidade entre os polímeros puros, comprovada pela existência de duas temperaturas de transição vítrea (Tg's) para as blendas e para o copolímero. As análises de FTIR e 13C NMR sugeriram que não há interação entre os polímeros puros, concordando com as análises por SEM e DSC. As análises de superfícies realizadas por medidas de ângulo de contato mostraram que o filme mais hidrofóbico é o PS puro e o mais hidrofílico é o da blenda 50/50. A análise por microscopia óptica revelou que todos os filmes estudados não apresentam citotoxicidade. A análise de SEM realizada após 24 horas de adesão celular mostrou uma morfologia celular diferenciável para os filmes estudados e melhor aderência das células na blenda 50/50. A análise estatística mostrou diferentes quantidades de células para cada filme estudado. A análise conjunta dos resultados mostra que as células foram capazes de aderir e proliferar, viabilizando sua utilização em aplicações biomédicas
Produção de poli(3-hidroxibutirato) por linhagens de Escherichia coli DH5a e JM101 recombinantes
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de AlimentosPoli-hidroxialcanoatos (PHAs) são uma família de polímeros biodegradáveis que muitos micro-organismos são capazes de sintetizar, sendo os mesmos considerados uma alternativa futura aos plásticos convencionais. O Poli(3-hidroxibutirato) (P(3HB)) é o PHA mais estudado. Técnicas de engenharia genética vem sendo desenvolvidas em Escherichia coli, um micro-organismo naturalmente não produtor de PHAs, para se estabelecerem processos de produção microbiana através das técnicas de DNA recombinante. Porém, antes de se submeterem determinadas linhagens a essas técnicas, é necessário que estas estejam bem caracterizadas. Desta forma, estudaram-se linhagens de E. coli, JM101 e DH5a, com os genes para a biossíntese de P(3HB) de C. necator, utilizando glicose como fonte de carbono. Para a linhagem DH5a as velocidades específicas máximas de crescimento foram de 0,79 h-1, para a cepa selvagem, e 0,21 h-1 para a recombinante. Os fatores de conversão de substrato em células foram de 0,32 e 0,20 (g.g-1), os fatores de conversão de oxigênio em células foram de 3,94 e 1,65 (g.g-1) e as velocidades específicas de consumo de oxigênio para manutenção celular foram 52,59 e 25,72 (g.g-1.h-1) para E.coli DH5a selvagem e recombinante, respectivamente. Os níveis de acúmulo de P(3HB) em E. coli DH5a alcançaram valores em torno de 56 %, com produtividade máxima de 0,23 g.L-1.h-1. Para a linhagem JM101 as velocidades específicas máximas de crescimento foram de 0,91 h-1 para a cepa selvagem e 0,72 h-1 para a recombinante. E. coli JM101 apresentou duas fases distintas de consumo de açúcares redutores. Assim, os fatores de conversão de substrato em células observados na primeira fase foram de 7,55 e 1,32 (g.g-1) e na segunda fase foram de 0,069 e 0,072 (g.g-1), os fatores de conversão de oxigênio em células foram de 2,95 e 2,85 (g.g-1) e as velocidades específicas de consumo de oxigênio para manutenção celular foram 55,23 e 58,89 (g.g-1.h-1) para E.coli JM101 selvagem e recombinante, respectivamente. Os níveis de acúmulo de P(3HB) em E. coli JM101 alcançaram valores em torno de 34 %, com produtividade máxima de 0,10 g.L-1.h-1. Com a análise conjunta dos dados experimentais é possível concluir que a inserção do plasmídeo pBHR68 em E. coli JM101 e DH5a afetou o desempenho celular, visto a diferença dos parâmetros cinéticos de crescimento e de respiração microbiana das cepas antes e depois da transformação. Os resultados observados sugerem que E. coli DH5a recombinante é mais adequado para produção de P(3HB), em meio LB adicionado de glicose, que E. coli JM101 recombinante, devido ao maior percentual de acúmulo (56 %) e maior produtividade de polímero (0,23 g.L-1.h-1).Polyhydroxyalcanoates (PHAs) are a family of biodegradable polymers synthesized for several bacteria. These polymers are considered a future alternative for conventional plastics. Poly(3-hydroxybutyrate) is the most widely studied PHA. Techniques of genetic engineering has been developed in Escherichia coli, a naturally non-producing PHAs microorganism, to establish processes of microbial production of P(3HB) through the techniques of recombinant RNA. However, before submitting E. coli strains to these techniques, it is necessary to investigate the strains and culture strategies. The present work examines two different strains of E. coli, JM101 and DH5a, a control strain and a P(3HB)-synthesizing strain, with the genes for biosynthesis of P(3HB) from C. necator, using glucose as a carbon source. The strain E. coli DH5a had a maximum specific growth rate of 0.79 h-1 for the control strain, and 0.21 h-1 for the recombinant strain, the carbon yield were 0.32 and 0.20 (g.g-1), the oxygen yield were 3.94 and 1.65 (g.g-1) and the oxygen consumption for maintenance were 52.59 e 25.72 (g.g-1.h-1), for the control strain and the recombinant strain, respectively. The P(3HB) accumulation in E. coli DH5a reached values around 56 %, with productivity of 0.23 g.L-1.h-1. For the strain E. coli JM101 the maximum speed of growth were 0.91 h-1 for the control strain and 0.72 h-1 for the recombinant. E. coli grows in two distinct phases, the carbon yield in the first phase were 7.55 and 1.32 (g.g-1) and in the second phase were 0.069 and 0.072 (g.g-1), the yield factors of oxygen in cells were 2.95 e 2.85 (g.g-1) and the oxygen consumption for maintenance were 55.23 and 58.89 (g.g-1.h-1) for the control strain and the P(3HB)-synthesizing strain, respectively. The P(3HB) accumulation in E. coli JM101 reached values around 34 %, with productivity of 0,10 g.L-1h-1.With this information it is possible to conclude that the insertion of the plasmid pBHR68 in E. coli JM101 and DH5á affected the metabolic. This fact was confirmed by the difference in growth parameters and microbial respiration of the strains before and after the transformation
Extração de poli(3-hidroxibutirato) produzido por Cupriavidus necator DSM 545 com 1,2-carbonato de propileno
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2010Poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidrohivalerato) [P(3HB-co-3HV)] é um biopolímero acumulado intracelularmente por muitos organismos como reserva de carbono e energia, em condições desbalanceadas do meio. Possui propriedades termoplásticas semelhantes às dos plásticos petroquímicos e a vantagem de ser biocompatível e completamente biodegradável. Entretanto possui custo elevado de produção frente aos polímeros convencionais, o que limita o uso. Diferentes estratégias de cultivo para a produção do copolímero P(3HB-co-3HV) por Cupriavidus necator foram avaliadas, com o objetivo de aumentar a produtividade do processo, e, consequentemente, a redução do custo de produção. O monitoramento da concentração de biomassa e da concentração de oxigênio dissolvido indicou as mudanças metabólicas do microrganismo, sinalizando o momento da limitação de nutriente. Esta sinalização facilita o processo produtivo, permitindo que as alimentações de nitrogênio e ácido propiônico sejam efetuadas a partir do momento exato do início da fase de produção, evitando desperdício de co-substrato. Visando testar a utilização de substratos alternativos de baixo custo, foram realizados testes em bioreator, estudando o crescimento de C. necator em diferentes fontes de carbono (glicose e melaço cítrico). Quando se utilizou melaço cítrico como fonte de carbono, obteve-se maior velocidade específica de crescimento (0,35 h-1) comparada ao cultivo realizado em glicose (0,19 h-1), demonstrando-se dessa forma como substrato promissor para a produção de biopolímeros. A alimentação do elemento limitante (nitrogênio) durante a fase de produção permitiu a formação de um copolímero com 9,3 mol% de acúmulo das unidades 3HV, comparado ao acúmulo de 3,7 mol% em cultura submetida à carência de nitrogênio. No entanto, não foi observado aumento de produtividade em virtude do elevado crescimento residual promovido, o qual prejudicou o acúmulo do polímero. A cinética do crescimento e a transferência de oxigênio dissolvido durante o cultivo foram acompanhados. A velocidade específica de consumo de oxigênio (QO2) e o kLa foram determinados através do método dinâmico. Os resultados mostram que o kLa, a velocidade específica de crescimento (µX) e de respiração (QO2) são afetados pelo aumento da concentração de biomassa. O maior consumo global de oxigênio foi de 595 gO2.L-1.h-1 para uma concentração celular de 18 g.L-1 em cultivo realizado em glicose, sendo que a velocidade específica de consumo de oxigênio para manutenção celular neste cultivo foi de 47,1 mgO2.(gcél.h)-1. A modelagem matemática do crescimento da bactéria foi utilizada para estimar os parâmetros: velocidade específica máxima de crescimento (µmáx), tempo da fase lag (?) e aumento logarítmico da população (A), utilizando melaço cítrico e glicose como substrato. Utilizaram-se três modelos primários de crescimento (Gompertz Modificado, Logístico e Barany e Roberts) e o modelo de Gompertz Modificado foi o que apresentou melhor ajuste às curvas de crescimento da bactéria, para ambas as fontes de carbono testadas. Pelo modelo de Gompertz Modificado foi possível prever o momento da limitação da cultura. Por fim, a caracterização do copolímero produzido a partir das diferentes fontes de substrato testadas mostrou que os mesmos apresentam propriedades térmicas semelhantes ao copolímero industrial e superiores ao homopolímero industrial P(3HB)
Interação de poli (oxietileno) com polieletrolitos
No full textDissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas.Estudou-se a interação do poli(oxietileno) (PEO) com os polieletrólitos poli(4estirenossulfonato de sódio) (PSS) e 3,6-ioneno (ION), através de medidas espectroscópicas (FT-IR e fluorescência), viscosimétricas, térmicas e microscópicas. Os espectros de FT-IR das blendas PEO/ION não mostraram deslocamentos ou alargamento nas bandas caracteristicas dos componentes, indicativo da ausência de interação. A análise das bandas do PEO em 960 cm-1 e 948 cm-1 em blendas PEO/PSS com percentagem de PEO < 40 % mostraram um provável efeito conformacional na cadeia do PEO. Observou-se também uma banda larga na região de 1100 cm-1 e 1150 cm-1 cujo alargamento tornou-se mais acentuado com o aumento da percentagem de PEO na blenda. Os valores das viscosidades aparentes das soluções das blendas PEO/PSS foram superiores aos das blendas PEO/ION. A análise da miscibilidade das blendas através de medidas de viscosidade em solução aquosa, na presença e ausência de NaCl 0,1 M, indicam uma imiscibilidade para as blendas PEO/ION e miscibilidade parcial para PEO/PSS. O microambiente de solubilização do pireno (analisado através da razão das bandas III/I no espectro de fluorescência do pireno) nas blendas PEO/polieletrólito não apresentou mudança significativa, porém, a supressão de fluorescência do pireno por brometo de N-etilpiridinio em PEO/PSS indica um provável efeito de coordenação pelo ion sódio. Diminuições na temperatura de fusão do PEO ocorreram nas blendas PEO/PSS, entretanto nenhum deslocamento foi observado nas blendas PEO/ION. Na análise por microscopia óptica e eletrônica observou-se a existência de domínios nas blendas PEO/ION evidenciando a ocorrência de separação de fase e, diferentes formas de cristalização nas blendas PEO/PSS comparativamente ao PEO puro
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