Extraction of biomolecules with aqueous two phases systems

Abstract

Os líquidos iónicos (LIs) representam uma nova classe de solventes iónicos com pressões de vapor desprezáveis o que os torna potenciais substitutos para compostos orgânicos voláteis que são actualmente utilizados. Para além disso, a combinação selectiva do catião e do anião permite afinar as suas propriedades termofísicas e a sua capacidade de solvatação/extracção. Os sistemas aquosos bifásicos (SAB) são considerados uma alternativa rentável e eficaz para a extracção, recuperação e purificação de diversas biomoléculas. Neste trabalho, traçaram-se os diagramas de fases de sistemas compostos por líquido iónico + sal inorgânico + água e líquido iónico + hidratos de carbono + água, à temperatura de 298 K e pressão atmosférica. Para além do interesse em SAB baseados em LI e sais inorgânicos, a aplicação de hidratos de carbono para substituir os sais inorgânicos em sistemas de elevada carga iónica aparenta ser uma abordagem mais benéfica. Os dois tipos de SAB estudados foram avaliados no que respeita à sua capacidade para extracção de biomoléculas. As biomoléculas seleccionadas comportam aminoácidos, corante alimentares e alcalóides. Os SAB compostos por LIs demonstraram ser uma potencial abordagem para a extracção de biomoléculas em processos biotecnológicos.

ABSTRACT: Ionic liquids (ILs) represent a new class of ionic solvents that exhibit negligible vapour pressures and that further makes them potential substitutes for the volatile organic compounds currently employed. Moreover, the selection of both the cation and anion and, therefore, the possibility of fine-tunning their thermophysical properties and solvation/extraction performance, is an extremely important feature. Aqueous biphasic systems (ATPS) are considered attractive alternatives for the extraction, recovery and purification of several biomolecules. In this work, phase diagrams composed by ionic liquid + inorganic salt + water, at 298 K and atmospheric pressure, were determined. Besides the interest on IL-based ATPS with inorganic salts, the application of carbohydrates to substitute those highly charged systems seems to be a more benign approach. Both type of ATPS were evaluated trough their extraction capability for biomolecules. The selected biomolecules include amino acids, food colourings and alkaloids. ILs-based ATPS have shown to be a prospective extraction media for biomolecules in biotechnological processes.