Navegando por Autor "Pedro, Marcelo da Silva"
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Dissertação Efeito de padrões de escoamento sobre o particionamento de biomoléculas (proteína e ampicilina) em sistemas aquosos bifásicos (SABs) empregando microsistemas(2020-02-20) Pedro, Marcelo da Silva; Souza, Domingos Fabiano de Santana; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; ; ; ; Santos, Everaldo Silvino dos; ; Ruiz, Juan Alberto Chavez; ; Padilha, Liana Franco;A separação de proteínas é um processo complexo que envolve uma sequência dispendiosa de etapas. Nesse trabalho, um microsistema foi construído para separar proteína modelo utilizando a técnica de extração líquido-líquido através de sistema aquoso bifásico (SAB) de polímero e sal. O SAB foi formado pela mistura do polímero polietilenoglicol-PEG (25% m/m), fosfato de potássio (10% m/m) e água destilada (65% m/m). Os canais do microsistema apresentam diâmetros de 0,51 mm, 1,14 mm e 1,8 mm. A faixa de vazões total foi de 20 a 700 μL/min. Inicialmente, os padrões de fluxo foram determinados usando SAB composto por PEG/fosfato com diferentes massas moleculares de polímero (PEG 1500, PEG 4000 e PEG 6000) e minicanais de silicone com geometria circular disposto na forma senoidal e diâmetro de 1,8 mm. Conforme esperado, um aumento gradativo de vazão de líquido possibilitou alcançar, em sequência, os seguintes padrões de fluxo: fluxo slug, gotículas e paralelo. Para os sistemas formados por PEG 4000/fostato e PEG 6000/fostato, a elavada viscosidade impediu a ocorrência do padrão de fluxo paralelo. Em seguida, foi estudado o efeito dos padrões de fluxo sobre a recuperação da proteína albumina do soro bovino (do inglês bovine serum albumin-BSA) e ampicilina para os três padrões de fluxo obtido no sistema PEG1500/fosfato de potássio dibásico nos tempos de residência de 3, 5 e 10 min no minicanal de 1,8 mm. Nessa condição, as maiores eficiências de recuperação de BSA foram obtidas em tempo de residência de 10 min, sendo o regime de gotículas o que proporcionou maior pecentual de recuperação. Entretanto, na recuperação de uma molécula menor (ampicilina), cuja massa molar é 349 g/mol, não foi possível observar diferenças significativas entre os padrões de fluxo para o mesmo tempo de residência. Ensaios de recuperação para a proteína modelo BSA foram também realizados utilizando um minicanal de 1,14 mm e microcanal de 0,510 mm, padrão de fluxo de gotículas e tempos de residência de 3, 5 e 10 min, respectivamente. A redução do diâmetro dos canais e o aumento dos tempos de residência apresentaram um efeito positivo na eficiência de extração, onde o valor máximo de eficiência obtido foi 69% para o microcanal 0,510 mm e tempo de residência de 10 min. Além disso, o padrão de fluxo e a redução de escala tiveram efeito positivo para o coeficiente volumétrico de transferência de massa (𝐾𝐿𝑎), com valores máximos sendo obtidos para o regime de gotículas e microcanal 0,510 mm.Artigo Effect of flow patterns on bovine serum albumin and ampicillin partitioning using aqueous two-phase systems in microdevice(Elsevier, 2021-01-01) Santos, Everaldo Silvino dos; Pedro, Marcelo da Silva; Oliveira, LuizAndré Fialho; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; Oliveira, Jackson Araújo de; Souza, Domingos Fabiano de SantanaThe separation and purification of biomolecules via aqueous two-phase extraction (ATPE) has encountered a series of obstacles to its industrial implementation. Recently, the miniaturization of ATPE has attracted interest due to the increase of performance, the possibility of operating in a continuous mode, and easy to scale-up by numbering-up approach. However, there is a gap in the literature with regard to the effects of flow patterns on the partitioning of biomolecules using microdevices. Thus, the present study investigated the ATPE of bovine serum albumin (BSA) and ampicillin, a beta-lactam antibiotic, under different flow patterns (slug, droplet and parallel) by means of microdevices. The microdevices were manufactured with circular tubes in a senoidal shape and the ATPE were prepared from the mixture between aqueous solutions of polyethylene glycol (PEG) and dibasic potassium phosphate. Using 1.80 mm tubes, slug, droplet and parallel flow patterns were observed only in the PEG 1500/dibasic potassium phosphate system, while the parallel flow pattern was not stabilized in systems involving PEG 4000 and PEG 6000. Experiments using a droplet flow pattern showed higher values of recovery (56% after 10 min) and partition coefficient of BSA compared to the slug and parallel flow patterns. In experiments involving ampicillin, the extraction performance was practically independent of the flow patterns. The BSA recovery behaved as an inverse function of the diameter tubes, which achieved slightly superior per- formance than the batch experiment (67% after 10 min) using droplet flow pattern, 0.51 mm tubes and residence time of 10 min (69%)Tese Síntese de nanopartículas de lignina do bagaço da cana-de açúcar para aplicação na estabilização de emulsões pickering água/água e encapsulamento de bioativos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-07-30) Pedro, Marcelo da Silva; Oliveira, Jackson Araújo de; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; http://lattes.cnpq.br/5058617634570704; http://lattes.cnpq.br/4210209303947439; Santos, Everaldo Silvino dos; Rios, Nathalia Saraiva; Jesus, Anderson Alles de; Lira, Daniel SilveiraA lignina, apesar de ser o segundo biopolímero mais abundante do globo terrestre, ainda é um material pouco aproveitado na preparação de produtos de valor agregado. Em vista disso, estudos têm buscado explorar aplicações de lignina em diversas áreas, sendo a produção de nanopartículas uma alternativa promissora para a valorização da lignina. Nanopartículas de lignina já foram testadas na estabilização de emulsões Pickering óleo/água (O/A) ou água/óleo (A/O ), incluindo o encapsulamento de bioativos, como por exemplo a quercetina, que é um bioflavonoide com propriedades antioxidantes e anticancerígenas. Após ser consumida por via oral, a quercetina se decompõe rapidamente no início do sistema digestivo, sendo o encapsulamento uma opção de garantia da sua biodisponibilidade. Entretanto, as emulsões Pickering O/A ou A/O apresentam limitações, devido à fase hidrofóbica, especialmente em aplicações de encapsulamento de probióticos, produção de alimentos de baixo teor calórico e formulação de fármacos com propriedades hidrofílicas. Por outro lado, as emulsões Pickering água/água (A/A) podem imitar ambientes biológicos e sua estabilidade é garantida pela adição de nanopartículas capazes de adsorver em interfaces líquido-líquido. Nesse sentido, o presente estudo investigou o uso da lignina extraída do bagaço de cana-de-açúcar como fonte de nanopartículas na estabilização de emulsões Pickering A/A formada de Maltodextrina (MD) e Polietilenoglicol (PEG) e, também, na estabilização de emulsões Pickering O/A para o encapsulamento da quercetina. A escolha do sistema MD e PEG é devido seu baixo custo, formar duas fases em ampla faixa de concentração e possibilitar aplicações alimentícias. As nanopartículas foram preparadas a partir de lignina obtida por pré-tratamento alcalino e alcalino oxidativo. As nanopartículas de lignina alcalina oxidada - NPLOs (327,8 nm) apresentaram tamanho menor que as nanopartículas de lignina alcalina - NPLs (689,8 nm). A estabilidade de emulsões Pickering A/A formada de MD e PEG foi avaliada na presença de NPLs e NPLOs sob diferentes concentrações (0%, 0,1%, 0,3%, 0,5% e 1%, m/m). Os sistemas com NPLOs apresentaram melhores índices de emulsificação e menores tamanhos de gotas que os sistemas com NPLs. Os resultados mais significativos de estabilização foram obtidos na concentração de 1% m/m de NPLOs com índice de emulsificação de até 63%, mesmo após duas semanas. As NPLs e NPLOs também foram aplicadas na estabilização de emulsões Pickering O/A, objetivando o encapsulamento da quercetina. Neste caso, os resultados indicaram uma tendência da quercetina ficar aprisionada nas gotículas da fase óleo. Em pH inferior a 3, ambos os tipos de nanopartículas formaram aglomerados na fase superior. As NPLs apresentaram melhor interação com a fase hidrofóbica, favorecendo o encapsulamento da quercetina dispersa nessa fase. A quercetina encapsulada foi incorporada em sistemas alimentares e, após 24h, a análise por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) mostrou que a concentração de quercetina adicionada ao suco de cajá, na presença de NPLs, foi superior a condição sem nanopartículas. Estes resultados sugerem que a lignina pode ser uma importante fonte de nanopartículas na estabilização de emulsões Pickering A/A e O/A, com capacidade de aplicação no encapsulamento de bioativos, como a quercetina, para o caso de emulsão Pickering O/A.