Efeito de alta pressão na diálise de uma solução de uma proteína com sal

Abstract

O principal objectivo deste trabalho consistiu no estudo da influência da alta pressão hidrostática na diálise de uma solução salina com uma proteína, no sentido de tentar acelerar a difusão de sal e consequentemente tentar diminuir o tempo de diálise. A proteína utilizada foi a Albumina Sérica Bovina (BSA) e o sal presente na solução foi NaCl. A diálise foi efectuada com um volume de retentato (ou seja de solução a dialisar) de 5 ml, e com um volume de dialisado de 30 ml, constituído por água destilada. A quantidade de NaCl presente nas soluções foi primeiro determinada pelo método condutivimétrico e posteriormente pela titulação de Volhard, e a quantidade de BSA foi determinada através do teste de Biureto. Foram medidos os volumes iniciais e finais do retentato e dialisado para cada ensaio. Comparando o ensaio realizado à temperatura de 4ºC à pressão atmosférica com o ensaio realizado à temperatura ambiente, verificou-se que a difusão de sal a 4ºC foi um pouco mais lenta. Nos ensaios realizados sob alta pressão hidrostática, os resultados obtidos demonstram que a aplicação da alta pressão hidrostática favorece o processo de diálise, acelerando a saída de sal do retentato para o dialisado. Em todos os ensaios realizados a variação de volume do dialisado e retentato mostrou que ocorreu difusão de água do dialisado para o retentato, ou seja, em sentido contrário à difusão de sal. Esta variação foi irregular, com alguma perda de volume em alguns ensaios, devido a uma execução experimental que não foi a mais eficiente por limitações volumétricas do aparelho de alta pressão disponível. Determinaram-se os coeficientes de difusão efectiva (m2/s) do sal do retentato para o dialisado através da aplicação do modelo da solução da 2ªLei de Fick para a geometria de um cilindro finito. Para o ensaio à Pressão Atmosférica o valor de coeficiente de difusão efectiva obtido foi de 1,12x10-8 e para o ensaio à temperatura de 4ºC foi de 1,28x10-8. Para os ensaios sob alta pressão, para 100 MPa o coeficiente de difusão calculado foi de 3,16x10-8,para 200 MPa foi de 8,20x10-8 e para 300 MPa o valor encontrado foi de 4,42x10-8. Como trabalho futuro, seria interessante tentar verificar se se comprovam os mesmos resultados mas para pressões mais baixas (como 50 MPa), o que significaria menos custos de aplicação. Testar a aplicação de alta pressão com volumes maiores de solução inicial seria também importante.

The main objective of this work was to study the influence of high hydrostatic pressure on the dialysis of a saline solution with a protein, in order to try to accelerate the salt diffusion, and consequently reduce the duration of dialysis. The protein used was Bovine Serum Albumin (BSA) and the salt NaCl. Dialysis was performed with 5 ml of dialysis solution and 30 ml of dialysate, consisting of distilled water. The amount of NaCl in the solutions was first determined by conductivity and then confirmed with the Volhard chemical standard method. The amount of BSA was determined using the Biuret test. The volumes of every solution were measured in the beginning and in the end of every dialysis. Comparing the test performed at 4ºC and atmospheric pressure with the test performed at room temperature it was found that the diffusion of the salt at 4ºC was slightly slower. The results of the tests conducted under high pressure demonstrate that the application of high hydrostatic pressure favors the dialysis, accelerating the removal of salt from the retentate to dialysate. In all tests, the volume change of dialysate and retentate showed that occurred diffusion of water from the dialysate to the retentate, in the opposite direction to the diffusion of salt. This was irregular, with some loss of volume in some tests, due to an experimental implementation that was not the most efficient, because of volumetric limitations of the high pressure equipment used The diffusivities (m2/s) of salt were determined for each test based on the solution of Fick´s second law from a finite cylinder. For the test performed at atmospheric pressure the value found was 1,12x10-8, and for the temperature of 4ºC the value obtained was 1,28x10-8. For the high pressure tests, for the pressure of 100 MPa the value found was 3,16x10-8, for 200 MPa the value obtained was 8,29x10-8 and for 300 MPa the value found was 4,42x10-8. As future work, it would be interesting to run the same tests for lower pressures (e.g. 50 MPa), which would result in lower implementation costs. It would also be important to make the same tests but with a larger volume of initial solution.