Aplicações biotecnológicas de membranas de alumina anódica

Abstract

Na elaboração de materiais nanoestruturados, a anodização do alumínio para obtenção de membranas de alumina anódica auto-organizadas tem se revelado ferramenta útil. Elas apresentam elevado grau de ordenamento que se configuram em arranjo de células hexagonais, com poros centrais e individualizados, não interconectados. Este trabalho propôs-se empregar as membranas como parte de um compósito nanoestruturado com vistas ao seu emprego como matriz para imobilização de proteínas. As membranas foram sintetizadas pela anodização de fitas de alumínio de alta pureza, verificando-se que para sua obtenção com alto padrão de organização era necessário um controle rígido do acabamento superficial do alumínio e da temperatura de anodização. O polimento eletroquímico, em uma mistura de ácido perclórico/etanol, foi superior ao químico em relação ao desbastamento da superfície, dando um aspecto espelhado à fita de alumínio (eletrodo). Filmes com bom ordenamento foram obtidos empregando-se eletrodos polidos eletroquimicamente e anodizados a baixas temperaturas. Nanocompósitos de membranas de alumina anódica com polianilina (PANI) e polietilenimina (PEI) foram sintetizados e a eles foram covalentemente imobilizadas duas enzimas importantes biotecnologicamente: peroxidase e tripsina. O compósito com PANI foi obtido tratando-se a membrana com permanganato de potássio, com vistas a depositar o dióxido de manganês sobre sua superfície, que serviu como agente oxidante na polimerização da anilina sobre a superfície da membrana. Ao microscópio eletrônico de varredura observou-se que a síntese deste polímero não obstruiu os poros da membrana. Peroxidase foi imobilizada ao compósito via glutaraldeído. O derivado da imobilização manteve suas propriedades catalíticas e apresentou-se razoavelmente estável ao reuso, bem como quando ensaiado em um sistema em fluxo. Outra funcionalização da membrana foi realizada com PEI, polímero altamente catiônico contendo aminas primárias, secundárias e terciárias, bastante utilizado na imobilização de proteínas devido às suas propriedades hidrofílicas e de fisissorção. Este processo foi conseguido fazendo-se passar pelos poros da membrana uma solução de PEI e em seguida tratando-se a mesma com glutaraldeído. Avaliou-se a porosidade do compósito resultante através de micrografias eletrônicas de varredura e observou-se que a grande maioria dos poros havia sido bloqueada pela presença do polímero e este formou uma camada sobre a superfície da membrana. O compósito alumina anódica/PEI fixou a tripsina de forma que ela permaneceu cataliticamente ativa. Também se apresentou estável ao uso em fluxo e em batelada. Observou-se que quanto maior o diâmetro do poro maiofoi a atividade enzimática encontrada da tripsina. Também foi constatado que a membrana sem funcionalização fixou a tripsina, contudo a lixiviação da mesma foi evidente, demonstrando a importância do polímero para uma imobilização efetiva desta proteína