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dc.contributor.authorReis, Eduardo Arizono dos
dc.date.accessioned2020-07-13T12:16:02Z
dc.date.available2020-07-13T12:16:02Z
dc.date.issued2020-02-19
dc.identifier.citationREIS, Eduardo Arizono dos. Estudo da influência de nanopartículas de ouro na atividade de lipase de Pseudomonas fluorescens imobilizada em nanopartículas superparamagnéticas. 2020. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13039.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13039
dc.description.abstractThe growing interest in the application of biocatalysts in several industrial sectors made the enzymatic immobilization stand out among the possible strategies to enable the use of these catalysts. This strategy has the main advantage of stabilizing the biocatalyst even in changes in temperature, pressure and pH, however, there are disadvantages such as the loss of activity in relation to the free biocatalyst and the empiricism of the technique. To overcome these problems, different supports, immobilization protocols and biocatalytic systems have been studied. One of the focuses of this work was to remove the empiricism of the immobilization technique using factorial planning. For this, magnetic nanoparticles were chosen as a support due to the ease of separation from the reaction medium with the use of an external magnetic field. Thus, to evaluate the influence of the surface modification of magnetic particles in the enzymatic immobilization process, magnetite nanoparticles were synthesized by the solvothermal method using stabilizers with different liquid charges: cationic, zwitterionic and anionic. From the XRD results, it is observed that the magnetic supports synthesized in the presence of anionic surfactant were smaller (≈10 nm), however, the particles synthesized in the presence of the cationic surfactant showed higher densities of amine groups than the other two particles. Pseudomonas fluorecens lipase was chosen as a model enzyme to develop factor planning in the optimization of variables in the immobilization protocol. The optimized parameters were lipase concentration, nanoparticle mass, cross-linker concentration, pH and immobilization time. It was observed that only pH had the greatest effect on immobilization, in which the lower the pH the greater the efficiency of immobilization, reaching a maximum at pH 5, close to the isoelectric point of the enzyme (pI = 4.7). It was observed that the greater the immobilization efficiency, the higher the conversion values of soybean oil into fatty acid esters by hydrolysis followed by esterification. Among the optimized nanoparticles, it was observed by TEM that in the coating process there was an agglomeration of the same and a consequent decrease in the surface area, however, a better conversion was observed for the agglomerated nanoparticle than for the more dispersed nanoparticles. The reuse of the support after the denaturation of the immobilized enzymes was also tested and it was observed that it is possible to reuse the support in up to 3 consecutive immobilization cycles while maintaining the enzyme activity. When studying the influence of gold nanoparticles (AuNPs), it was observed that the order of addition of the gold particles on the enzymes interferes in the result, in which the addition of AuNPs after the immobilization of lipase in the magnetic nanoparticles caused a worsening of catalytic response. On the other hand, adding AuNPs to lipase before immobilization resulted in an improvement of up to 50% in the hydrolytic activity of the enzyme immobilized in the presence of light when compared to the activity of enzyme without AuNP. When compared to the activity of the immobilized enzyme in the absence of light, there was an improvement in the activity of about 4 times in the activity of the enzyme after the incidence of light in the system.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectNanopartículas superparamagnéticaspor
dc.subjectEfeito plasmônicopor
dc.subjectNanopartículas de ouropor
dc.subjectMagnetic supporteng
dc.subjectEnzymatic immobilizationeng
dc.titleEstudo da influência de nanopartículas de ouro na atividade de lipase de Pseudomonas fluorescens imobilizada em nanopartículas superparamagnéticaspor
dc.title.alternativeStudy of the influence of gold nanoparticles in the activity of immobilized lipase from Pseudomonas fluorescens in superparamagnetic nanoparticleseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Marques Netto, Caterina Gruenwaldt Cunha
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8042236152815373por
dc.contributor.advisor-co1Moraes, Fernando Cruz de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8597473049054728por
dc.description.resumoO crescente interesse na aplicação de biocatalisadores em diversos setores industriais fez com que a imobilização enzimática ganhasse destaque entre as possíveis estratégias de viabilizar a utilização destes catalisadores. Esta estratégia tem como principal vantagem a estabilização do biocatalisador frente a alterações de temperatura, pressão e pHs, entretanto, há desvantagens como a perda de atividade frente ao biocatalisador livre e o empiricismo da técnica. Para contornar estes problemas, diferentes suportes, protocolos de imobilização e sistemas biocatalíticos tem sido estudados. Um dos focos deste trabalho foi o de remover o empiricismo da técnica de imobilização utilizando planejamento fatorial. Para isto, escolheu-se as nanopartículas magnéticas como suporte devido à facilidade de separação do meio reacional com o uso de um campo magnético externo. Deste modo, para avaliar a influência da modificação superficial de partículas magnéticas no processo de imobilização enzimática, foram sintetizadas nanopartículas de magnetita pelo método solvotermal utilizando estabilizantes com diferentes cargas líquidas: catiônico, zwiteriônico e aniônico. Pelos resultados de DRX observa-se que os suportes magnéticos sintetizados na presença de surfactante aniônico apresentaram menor tamanho (≈10 nm), entretanto, as partículas sintetizadas na presença do surfactante catiônico apresentaram maiores densidades de grupos aminas do que as outras duas partículas. Escolheu-se a lipase de Pseudomonas fluorecens como enzima modelo para desenvolver o planejamento fatorial na otimização das variáveis no protocolo de imobilização. Otimizou-se os parâmetros concentração de lipase, massa de nanopartícula utilizada, concentração de agente reticulante (cross-linker), pH e tempo de imobilização. Observou-se que apenas o pH apresentou maior efeito na imobilização, em que quanto menor o pH maior era a eficiência de imobilização, atingindo-se um máximo em pH 5, próximo ao ponto isoelétrico da enzima (pI = 4,7). Observou-se que quanto maior a eficiência de imobilização, maiores eram os valores de conversão do óleo de soja a ésteres de ácido graxo pela hidrolise seguido de esterificação. Dentre as nanopartículas otimizadas observou-se por TEM que no processo de recobrimento houve aglomeração das mesmas e consequente diminuição da área superficial, entretanto foi observado melhor conversão para a nanopartícula aglomerada que para as nanopartículas mais dispersas. Também foram testados a reutilização do suporte após a desnaturação das enzimas imobilizadas e observou-se que é possível a reutilização do suporte em até 3 ciclos consecutivos de imobilização mantendo-se a atividade da enzima. Quando estudado a influência das nanopartículas de ouro (AuNPs), observou-se que a ordem de adição das partículas de ouro sobre as enzimas interfere no resultado, em que a adição das AuNPs após a imobilização da lipase nas nanopartículas magnéticas acarretava em uma piora da resposta catalítica. Por outro lado, ao adicionar as AuNPs à lipase antes da imobilização acarretou em uma melhora de até 50% na atividade hidrolítica da enzima imobilizada na presença de luz quando comparada com a atividade da enzima imobilizada sem a presença de AuNR. Quando comparado com a atividade da enzima imobilizada na ausência de luz obteve-se uma melhora na atividade de cerca e 4 vezes na atividade da enzima após a incidência de luz no sistema.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FISICO QUIMICA INORGANICApor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::QUIMICA BIO-INORGANICApor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICApor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: Código de Financiamento 001por
dc.description.sponsorshipIdCAPES: 88882.332744/2019-01por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/3094435532268169por


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