Biocatalizadores immovilisats

L'immovilisació d'un biocatalisador consistix en la localisació d'una cèlula o enzima en una regió definida d'espai, mantenint al mateix temps una activitat catalítica desijada. Ademés, en el cas concret de les cèlules, açò involucra a la seua viabilitat.

Un dels més importants principis de qualsevol sistema en biocatalizadores immovilisats data en el transport de substrats i productes fets per mecanismes difusionales. L'us de biocatalizadores per a portar a terme biotransformaciones és un àrea de la biotecnología en contínua expansió.

Métodos d'Immovilisació

Els principals métodos d'immovilisació de biocatalizadores, en funció del mecanisme en que es basen, es poden dividir en cinc grups:

• Método per Adsorció
• Método d'Enllaç Covalente
• Método per Enllaços Creuats i Autoinmovilización
• Método de Sistemes en Membranas

Immovilisació per adsorció

Este método d'immovilisació va ser el primer en desenrollar-se i provablement és el més simple de tots. Es produïx per interacció de tipo iònic o força d'atracció dèbils tals com ponts d'hidrogen o forces de van der Waals, sobre la superfície d'un soport.

Consistix en posar en contacte una solució acuosa d'enzimes o una suspensió de microorganisme en un adsorbent actiu, i despuix d'un temps, una volta efectuada l'adsorció, llavar el complex format per a eliminar qualsevol cantitat de biocatalisador que no s'haja immovilisat.

En general és un tipo d'immovilisació molt suau que no sol afectar l'activitat de les enzimes ni la viabilitat de les cèlules. El problema més important que presenta és el seu reversibilidad, dau es pot provocar la desadsorción del soport per canvis en el pH la força iònica o inclús la temperatura.

Immovilisació per enllaç covalente

Este método s'aplica a l'immovilisació d'enzimes preferentment, degut a que en el cas de cèlules els reactius que s'utilisen i les condicions de reacció solen afectar negativament la seua activitat i viabilitat.

La tècnica es basa en la formació d'un enllaç covalente entre les molècules d'enzima i un soport insoluble. cal mencionar que els soports utilisats són tant d'orige natural (celulosaagarosa, dextrano, etc), com a sintètic (derivats de la poliacrilamida, poliestireno, copolímers d'anhídrit maleico, etc.). També s'utilisen materials ceràmics i vidre. Per lo general la majoria dels métodos solen incloure una etapa inicial de modificació de la superfície, o activació del soport.

És important considerar en este método d'immovilisació l'interacció entre la superfície del soport i la mescla reaccionante, la qual pot fer que les propietats del decorregut situat en l'entorn de les partícules sòlides de soport, diferixquen de les de la massa del decorregut en el mig de la reacció. Lo anterior pot ocasionar un desplaçament en la curva que relaciona el PH del mig de reacció i l'activitat d'una enzima en funció de la naturalea de la càrrega del soport.

Immovilisació per Enllaços Creuats i Autoinmovilización

Es caracterisa per la generació de partícules sòlides provinents del biocatalisador sense la presència d'un soport de per mig, sino gràcies a l'interacció directa entre enzimes o cèlules.

En el cas de la formació d'enllaços creuats, l'agregació de distintes molècules d'enzimes o cèlules, es conseguix per mig d'un agent bifuncional de baix pes molecular, que s'enllaça covalentemente als grups funcionals de les enzimes o de les parets de les cèlules. Tal és el cas del glutaraldehído

Sobre la autoinmovilización, esta es porta a terme en tots aquells casos en que les cèlules amprades en un determinat procés tenen la capacitat de formar agregats macroscòpics, denominats flóculo o pellets, en lo que no es requerixca l'adició de cap reactiu ni soport per a soportar l'immovilisació.

Immovilisació en Sistemes de Membranes

Consistix en la retenció del biocatalisador en un espai llimitat per una membrana semipermeable. Per mig d'una formulació correcta de les mateixes és possible controlar el tamany dels seus poros i per tant el transport d'unes molècules determinades en funció del seu pes molecular.

El tamany de poro controlat de les fibres permet el pas de nutrients i productes a través de les mateixes, intentant mimetizar la situació en la que es troben les cèlules en els teixits animals.

Carriers

Són les substàncies implementades per al soport de biocatalizadores, des del punt de vista químic; poden ser dividides en orgàniques i inorgàniques, tenint per tant un orige sintètic i/o natural.

Carriers Inorgànics

- Naturals: arena, silicat, argila.

- Sintètics: vidres de porosidad controlada, ceràmiques.

Carriers Orgànics

- Naturals: borumballes de fusta, antracita, colágeno, celulosa, alginatos, carragenatos, albúmina.

- Sintètics: PVC, polipropileno, poliacrilamida, resines d'intercanvi iònic, epóxidos, poliuretanos.