Immobilization of myoglobin in sodium alginate composite membranes

Inmovilización de mioglobina en membranas compuestas de alginato sódico

Se investigó la inmovilización de mioglobina en películas de alginato sódico con el fin de evaluar la estabilidad de la proteína en una matriz polimérica iónica. Se eligió la mioglobina por su parecido con cada tetrámero de hemoglobina. El alginato sódico, al ser un polisacárido natural, se seleccionó como matriz polimérica por su estructura química y su capacidad para formar películas. Para mejorar la resistencia mecánica de las películas de alginato sódico, el polímero se depositó sobre la superficie de un soporte de acetato de celulosa mediante ultrafiltración. Se investigó la reticulación iónica del alginato sódico mediante iones de calcio. 

La caracterización de la membrana compuesta incluyó pruebas de hinchamiento en agua, flujo de agua, imágenes SEM y espectroscopia UV-visible. La interacción electrostática entre la proteína y el polisacárido no dañó el patrón UV-visible de la mioglobina nativa. Se observó una buena afinidad entre el alginato sódico y el acetato de celulosa. La capa superior de la membrana compuesta densa inmovilizó con éxito la mioglobina, conservando el patrón UV-visible nativo durante dos meses.

INTRODUCCIÓN

Las membranas de transporte facilitado han sido investigadas como una alternativa para aumentar el flujo y la selectividad de las películas ordinarias. Estas propiedades especiales se logran mediante la adición de un portador a la membrana, de modo que el componente deseado se transporte preferencialmente desde la alimentación hacia la corriente de permeado. La reacción entre el soluto y el portador debe ser reversible. El proceso se puede describir de la siguiente manera: 1) el soluto se une al portador en la interfaz alimentación/membrana, 2) el complejo difunde a través de la membrana debido a un gradiente de concentración, 3) el soluto se libera en la interfaz membrana/permeado y el portador se regenera. 

El mecanismo de transporte para portadores de sitios fijos es similar al de los móviles, pero el soluto debe ser capaz de saltar de un sitio a otro hasta llegar a la interfaz membrana/permeado, donde se libera. Debido a este mecanismo reactivo, el transporte efectivo de solutos solo se puede lograr para bajas presiones parciales del componente deseado, de lo contrario causaría la saturación de los sitios del portador. Por lo tanto, una de las aplicaciones más prometedoras de tales membranas es en la separación de aire, debido a las propiedades físicas similares de sus componentes. La alta demanda de oxígeno puro y aire enriquecido en oxígeno ha motivado un gran número de estudios sobre membranas de transporte facilitado de oxígeno.

El uso de portadores sintéticos de oxígeno en membranas líquidas soportadas fue ampliamente estudiado en los últimos 30 años y los resultados fueron notables para comprender el mecanismo de transporte de solutos a través de la membrana.