Impressão molecular de Albumina do Soro Bovino sobre micropartículas poliméricas magnéticas para reconhecimento seletivo de proteínas

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de MateriaisEsta dissertação investiga materiais microestruturados com suscetibilidade magnética baseados em polipirrolidona (PPD ou PA4), com e sem impressão molecular de albumina do soro bovino (Bovine Serum Albumin, BSA). Utilizando um método inovador de polimerização aniónica ativada por abertura do anel (Activated Anionic Ring-Opening Polymerization, AAROP) que funcionou a 40℃, foram sintetizadas de forma reprodutiva três amostras com impressão molecular de BSA (PPD MIP) e três amostras sem impressão molecular (PPD NIP). Estas amostras foram caracterizadas morfologicamente por microscopia ótica e microscopia eletrónica de varrimento. A estrutura química foi comprovada por FTIR com ATR. As propriedades térmicas e a estrutura cristalina foram investigadas por DSC e TGA. O enfoque desta tese recaiu sobre os estudos de adsorção de proteína alvo BSA e também sobre estudos de seletividade dos MIPs. Os estudos da cinética de adsorção comprovaram que os MIPs sintetizados têm uma capacidade de adsorção maior comparada com a dos respetivos NIPs sendo o fator de impressão entre 1.20-1.25. Os estudos das isotérmicas de adsorção indicaram que as amostras com impressão molecular (i.e., os MIPs) obedecem ao modelo de Langmuir e são influenciadas pelo pH do meio, enquanto as amostras sem impressão molecular (NIPs) obedecem ao modelo de Freundlich independentemente do pH do meio. Os estudos de seletividade efetuados com três proteínas diferentes, nomeadamente BSA, Ovalbumina (OVA) e Citocromo-C (Cyt.C) comprovaram a vantagem das amostras MIP em relação com a proteína alvo BSA. Foi também comprovado que esta seletividade depende fortemente do pH do meio. Os resultados desta dissertação foram resumidos num artigo já publicado (Anexo X) e ainda mais dois artigos encontram-se em várias fases da publicação.This thesis reports on microstructured materials with magnetic susceptibility based on polypyrrolidone (PPD or PA4), with and without molecular imprinting of bovine serum albumin (BSA). Using an innovative method of activated anionic ring-opening polymerization (AAROP) that was carried out at 40℃, three samples with molecular imprinting of BSA (PPD MIP) and three samples without molecular imprinting (PPD NIP) were synthesized. The morphology of these samples was characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy and their chemical structure was validated by FTIR with ATR. The thermal properties and the crystalline structures of all samples were investigated by DSC and TGA. The focus of this thesis was placed on the adsorption studies of the target protein BSA upon MIPs and also on the selectivity of this adsorption. Investigating the adsorption kinetics proved that the newly synthesized MIPs possess an adsorption capacity that was bigger than that of NIPs, the imprinting factor being in the 1.20-1.25 range. The studies of adsorption isotherms indicated that samples with molecular imprinting (i.e., the MIPs) follow the Langmuir model and are influenced by the pH of the medium, while the samples without molecular imprinting (NIPs) follow the Freundlich model independently of the pH of the medium. The selectivity studies of MIPs made with three different proteins, namely BSA, Ovalbumin (OVA) and Cytochrome-C (Cyt.C) proved the advantage of MIP samples in relation to the adsorption of the target protein BSA. It was proved also that this selectivity depends strongly of the pH of the medium. The results of this dissertation were presented in a recently published article (Anexo X). Two more articles are in different stages of publication