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Acesso aberto (Open Access)
Abordagem bayesiana da isoterma de langmuir
(Universidade Federal de Alfenas, 2016-02-12) Carvalho, Diailison Teixeira De; Muniz, Joel Augusto; Ramos, Patrícia De Siqueira; Savian, Taciana Villela
Os metais-traço são contaminantes altamente tóxicos presentes sobretudo no meio aquático. Uma técnica eficiente para remoção desses metais-traço é o processo de adsorção. Em estudos laboratoriais relacionados à adsorção há a geração de materiais contaminados, o que implica em riscos socioambientais, além de custos adicionais associados ao tratamento e descarte apropriado dos resíduos tóxicos gerados. Diante disso, há uma limitação prática na quantidade de amostra disponível. O processo de adsorção pode ser descrito por isotermas de adsorção, das quais a mais conhecida é a isoterma de Langmuir. Esta isoterma apresenta o parâmetro k, relacionado à energia de adsorção, e o parâmetro M, que indica a capacidade máxima de adsorção do metal em uma matriz adsorvente. A estimação destes parâmetros geralmente baseia-se em métodos assintóticos, portanto para tamanhos de amostras pequenas as estimativas tendem a apresentar baixa precisão e acurácia. Desse modo, há um impasse em como obterem-se estimativas precisas e acuradas e ao mesmo tempo utilizar-se de amostras de tamanho reduzido. Objetivando superar este problema, foi estudado neste trabalho, a aplicação da inferência bayesiana no ajuste da isoterma de Langmuir considerando prioris informativas e não informativas. Realizou-se então um estudo de simulação de dados com tamanhos amostrais de 5, 6, 7, 9, 12, 15, 20, 25 e 30, analisados em dois cenários com diferentes valores de M e k. Para avaliar a precisão foram utilizados o erro quadrático médio e a amplitude do intervalo HPD ao nível de 95% de credibilidade, para a acurácia o viés médio relativo absoluto. Amostras das distribuições marginais a posteriori dos parâmetros foram obtidas pelo amostrador de Gibbs. As inferências foram realizadas e os resultados indicaram que as estimativas obtidas com uso das prioris informativas apresentaram maiores precisão e acurácia mesmo em tamanhos amostrais inferiores. Posteriormente ajustou-se a isoterma sobre dados experimentais de adsorção de chumbo Pb2+ em cascas de laranja, considerando as prioris propostas e os resultados obtidos corroboraram com o estudo de simulação. Assim, a metodologia bayesiana mostrou-se eficiente para a estimação dos parâmetros da isoterma de Langmuir e o uso de prioris informativas permitiu a obtenção de estimativas com precisão e acurácia satisfatórias para tamanhos amostrais relativamente inferiores, o que permite contornar a limitação prática da quantidade de amostra disponível em estudos reais de adsorção.
Acesso aberto (Open Access)
Nanopartículas magnéticas revestidas para depleção de albumina de soro sanguíneo humano
(Universidade Federal de Alfenas, 2023-02-24) Carvalho, Diailison Teixeira De; Figueiredo, Eduardo Costa De; Silva, José Maurício Schneedorf Ferreira Da; Tarley, César Ricardo Teixeira; Hirata, Daniela Battaglia; Beijo, Luiz Alberto
No presente trabalho foi desenvolvido um processo de separação de proteínas de soro humano por adsorção utilizando-se nanopartículas magnéticas de magnetita (Fe3O4) com diferentes revestimentos. Na primeira etapa do processo obtém-se um sobrenadante de menor complexidade em que a albumina humana (HSA) pode ser depletada em diferentes quantidades. Ao contrário dos kits comerciais disponíveis, os quais descartam as proteínas adsorvidas nessa etapa de depleção, o método proposto permite a recuperação das proteínas codepletadas nas nanopartículas (depletoma) e da própria HSA, de modo que as amostras obtidas podem ser usadas para estudos do depletoma e até mesmo do albuminoma, que é a fração de proteínas que se ligam na HSA. As nanopartículas magnéticas (magnetita, Fe3O4) foram sintetizadas pelo método de coprecipitação e revestidas com tetraetilortosilicato (Fe3O4@TEOS) e albumina de soro bovino (Fe3O4@TEOS@BSA) e caracterizadas por difratometria de raio-X, termogravimentria, espectroscopia na região do invravermelho por transformada de Fourier, potencial zeta, microscopia eletrônica de varredura, as quais confirmaram as modificações na superfície, revelaram alta estabilidade térmica e uma dependência da carga superficial em relação ao pH. As nanopartículas obtidas foram utilizadas para o desenvolvimento de métodos de preparo de amostras de depleção de albumina de soro humano (HSA). Os estudos de otimização da adsorção da HSA nas nanopartículas foram feitos utilizando-se o delineamento composto central rotacional (DCCR) e os resultados mostraram que o pH, a massa de nanopartícula e a concentração de HSA influenciam no processo de adsorção, sendo os pHs ótimos de adsorção de 3,5 e 4,5 para as Fe3O4@TEOS@BSA e Fe3O4@TEOS respectivamente. Para ambas as nanopartículas, a cinética de adsorção foi descrita pelo modelo de ordem fracionária de Avrami, sendo o tempo de equilíbrio alcançado em 10 minutos. Com relação aos dados de equilíbrio de adsorção, os modelos que melhor se ajustaram foram as isotermas de Freundlich e Sips para as Fe3O4@TEOS@BSA e de Freundlich e Harkins-Jura para as Fe3O4@TEOS. As capacidades máximas de adsorção de HSA pelas nanopartículas foram estimadas pela isoterma de Langmuir em aproximadamente 11,93 e 14,89 mg g -1 respectivamente. As condições de dessorção das proteínas adsorvidas nas superfícies e a reutilização das nanopartículas também foram otimizadas com DCCRs. Para ambas as nanopartículas a dessorção foi influenciada pelo pH (ótimos de dessorção de 9,2 e 8,3 respectivamente) e volume do eluente de dessorção, mas as porcentagens de recuperações de HSA foram baixas, o que faz com que a reutilização das nanopartículas ainda seja inviável. As eletroforeses em gel de poliacrilamida contendo dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE) mostraram padrões diferenciados das bandas de proteínas do soro quando se realizam depleções consecutivas utilizando- se as nanopartículas. Foi evidente que as Fe3O4@TEOS apresentaram maior afinidade pela HSA e eficiência na depleção. Uma característica importante apresentada pelo processo é a sua versatilidade, em que a quantidade de HSA a ser depletada pode ser controlada variando-se a massa de nanopartícula utilizada. Em suma, este estudo mostrou que a depleção, utilizando-se as nanopartículas, principalmente as Fe3O4@TEOS, provou ser uma técnica de preparo de amostras para a depleção rápida (em torno de 1 hora), confiável e específica de HSA, mesmo que tenham demonstrado codepleção de outras proteínas, conforme os estudos de SDS-PAGE. No entanto, na eletroforese do depletoma das proteínas dessorvidas das nanopartículas, boa parte destas proteínas codepletadas puderam ser recuperadas, o que reforça a eficiência e viabilidade das nanopartículas.