PURIFICAÇÃO DE PRODUTOS BIOTECNOLÓGICOS

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PURIFICAÇÃO DE PRODUTOS BIOTECNOLÓGICOS
(Cap. 21 – v.2 Biotecnologia Industrial)
I – INTRODUÇÃO
» A diversidade e crescente importância apresentada
pelos produtos biotecnológicos incentivou o
desenvolvimento de vários processos de purificação;
» Os produtos são altamente diversificados (ácidos
orgânicos, antibióticos, polissacarídeos, etc) → não há
processos de purificação de aplicação geral;
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» Entretanto, o processo pode ser dividido em 4 etapas 
principais: 
1) separação de células e seus fragmentos do meio de
cultivo (clarificação);
2) concentração e/ou purificação de baixa resolução;
(separação da molécula alvo em relação a moléculas
com características físico-químicas significativamente
diferentes)
3) purificação de alta resolução; (separação de classes
de moléculas com algumas características físico-
químicas semelhantes);
4) Operações para condicionamento final do produto.
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» Para produtos associados às células, é necessário 
efetuar o rompimento celular, após clarificação do meio;
» A efetivação de cada etapa não necessariamente 
compreende a aplicação de uma única operação unitária;
» A redução do número de etapas é de fundamental 
importância na viabilidade do processo;
Ex: se existem 9 operações em um processo e cada 
operação tem rendimento de 90% em produto, o 
rendimento final será de 40%.
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» São operações unitárias viáveis em escala industrial:
Etapa do processo Operações unitárias
Clarificação Filtração convencional; centrifugação;
filtração tangencial; floculação
Rompimento de 
células
Homogeneização; moagem em moinho
de bolas; rompimento químico ou
enzimático
Purificação de baixa 
resolução
Precipitação; ultrafiltração; extração em
sistemas de duas fases líquidas
Purificação de alta 
resolução
Cromatografia de troca iônica, de
afinidade, de fase reversa e de exclusão
molecular
Tratamentos finais Cristalização; liofilização; secagem
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» A definição das operações unitárias depende da
molécula alvo, características físico-químicas e
impurezas. Custo do processo de purificação pode
chegar a 80% do custo final do produto
II- CLARIFICAÇÃO
Frequentemente é a 1ª. operação unitária do
processo de purificação. O meio resultante, isento de
células, é denominado clarificado ou filtrado.
Operações unitárias de clarificação:
- Filtração convencional;
- Filtração tangencial;
- Centrifugação.
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II.1- Filtração
→ Aplica-se à clarificação de grandes volumes de
suspensões diluídas de células (milhares de litros),
produtos extracelulares e situações nas quais a
assepsia não é necessária;
Fig. Classificação de operações unitárias em função das dimensões de células.
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→ A suspensão, sob pressão, é perpendicularmente
direcionada a um meio filtrante. A fração volumétrica que
atravessa o meio filtrante é denominada filtrado, e da
contínua deposição das células sobre o meio filtrante,
resulta a formação de uma “torta de filtração”.
→ As células microbianas formam tortas compressíveis,
que tornam a filtração mais lenta. Auxiliares de filtração,
normalmente, terra diatomácea, podem ser agregados à
suspensão inicial ou depositados na forma de uma fina
camada sobre o meio filtrante. A adsorção das células
sobre as partículas de terra resulta na redução da
compressibilidade da torta, bem como evita a
penetração de células ou seus fragmentos no meio
filtrante, com conseqüente entupimento do filtro.
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→ O equipamento mais utilizado é o filtro rotativo a 
vácuo, FRV. Consiste de um tambor oco e rotativo (1 
rpm) coberto com uma malha metálica filtrante, a qual, 
por sua vez, é coberta com uma camada de 5 a 10 cm 
de terra diatomácea. 
→ O tambor fica parcialmente submerso em um
recipiente que contém a suspensão a ser filtrada, a qual
é brandamente agitada. A suspensão é alimentada pela
parte externa do tambor e a reduzida pressão no interior
do mesmo promove a filtração.
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FRV é dividido em 4 zonas: de imersão, de lavagem, de 
secagem e de remoção contínua da torta.
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II.2- Centrifugação
→ células em suspensão em um meio líquido sofrem
sedimentação por ação da gravidade (sedimentação). A
centrifugação compreende a aceleração dessa
sedimentação, por ação de um campo gravitacional
centrífugo;
→ Aplicação: Suspensões que não podem ser tratadas 
com auxiliares de filtração (por. Ex.: produto está 
associado às células) ou nas quais a assepsia deve ser 
preservada;
→ Origina suspensões mais concentradas, enquanto 
que a filtração dá origem a uma torta relativamente 
seca;
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→Baseia-se na diferença de densidade entre a célula (c) 
e o meio líquido ();
→ A razão entre a força motriz (w2.r) e a aceleração
padrão da gravidade (g) representa um múltiplo desta
última e é dada pela equação abaixo:
onde w = rotação angular (rad/s);
r = distância radial desde o centro da centrífuga
até a célula
→ Fc representa o incremento da força da ação da 
gravidade na sedimentação forçada em um campo 
centrífugo. Deve ser mencionado na caracterização de 
uma centrífuga, juntamente com o tempo;
g
rwFc
2

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→ Na clarificação de suspensões microbianas, é comum 
o uso de centrífugas tubulares e centrífugas de discos; 
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Centrífuga tubulares:
- podem operar sob refrigeração;
- valores de Fc bastante elevados (13.000 a 17.000 g);
- capacidade limitada a algumas dezenas de litros;
- operação descontínua.
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Centrífuga de discos:
- valores menores de Fc (5.000 a 15.000 g);
-processamento contínuo de até 200 m3/h
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Aplicações:
Tubular: suspensões de, no máximo, 30 g/L de células;
Discos: suspensões com até 250 g/L;
- Clarificação de suspensões de leveduras por
centrifugação é eficientemente realizada, enquanto que
para bactérias são exigidos valores de Fc muito
grandes (deve-se comparar com microfiltração).
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II.3 – Filtração tangencial
-é o nome empregado para definir os processos de 
microfiltraçãonos quais o fluido de alimentação escoa 
tangencialmente à superfície do meio filtrante;
- Nesses processos, a tensão de cisalhamento do fluido 
minimiza o acúmulo de células e seus fragmentos na 
superfície das membranas;
- Uma grande variedade de membranas e equipamentos 
para filtração tangencial está disponível no mercado. A 
escolha da membrana e do filtro mais adequado vai 
depender do material a ser filtrado e do processo global 
de purificação. As membranas são fabricadas, em geral, 
na forma de tubos constituídos por fibras ocas ou tubos 
paralelos concêntricos ou de placas;
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- Filtros com membranas do tipo fibras ocas, assim como 
os do tipo placa e quadro, possuem elevada área filtrante 
por unidade de volume do filtro, porém são bastante 
susceptíveis a entupimentos. Os filtros com membranas 
de tubos paralelos concêntricos possuem pequena área 
filtrante por unidade de volume, porém podem ser 
operados em regime turbulento e são de fácil limpeza.
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Filtração convencional x tangencial
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III- ROMPIMENTO DE CÉLULAS MICROBIANAS
→ Produtos associados às células requerem o
rompimento ou a permeabilização destas através de
operações conduzidas sobre o adensado obtido após a
clarificação;
→ O rompimento para recuperação de produtos
termolábeis ou sujeitos à ação de proteases deve ser
conduzido rapidamente e em baixas temperaturas;
→ Há diferentes estruturas de paredes celulares (Fig. 
21.7). As células animais possuem membranas frágeis 
e fáceis de serem rompidas, enquanto que as bactérias, 
leveduras e outras formas de fungos possuem paredes 
rígidas e que exigem elevadas tensões de cisalhamento 
para serem rompidas;
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Estruturas de paredes celulares
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Os métodos de rompimento celular podem ser 
classificados como:
- Mecânicos (homogeneizador de alta pressão, moinho de 
bolas, ultrassom);
- Não mecânicos (choque osmótico, congelamento e 
descongelamento, secagem);
- Químicos (álcalis, solventes, detergentes e ácidos);
-Enzimáticos (lise enzimática ou inibição da síntese da 
parede celular).
→ Para definir o processo de rompimento a ser
empregado, alguns fatores são levados em consideração,
como: rendimento, especificidade, necessidade de
controle de temperatura, custo da operação unitária e
capital investido.
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III.1- Métodos enzimáticos
→ São adequados para a recuperação de 
biomoléculas sensíveis à tensão de cisalhamento ou 
pressão de trabalho geradas pelos métodos 
mecânicos;
→ As enzimas são capazes de hidrolisar paredes 
celulares de células microbianas. Quando uma certa 
quantidade de parede é rompida a pressão osmótica 
interna rompe a membrana citoplasmática, 
permitindo que o conteúdo intracelular seja liberado 
para o meio externo;
→ As paredes celulares de leveduras possuem 
duas camadas principais (Fig. 21.7). (uma camada 
externa do complexo proteína-manana e uma interna 
de glucana);
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→ O sistema enzimático para o rompimento de leveduras
é composto, portanto, de diferentes enzimas como
glucanases, proteases e mananases. Elas atuam
sinergisticamente na lise da parede celular;
→ A composição das paredes celulares das bactérias 
varia com o fato de elas serem gram-positivas ou gram-
negativas.
-Nas bactérias gram+ os peptidioglicanos estão em maior 
proporção na parede;
- As bactérias gram– possuem parede celular de dupla 
camada. 
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→ As principais enzimas bacteriolíticas são:
glicosidases, endopeptidases, proteases e
acetilmuramilalanina amidases
Vantagens desse método:
- Facilidade no controle de pH e temperatura;
-Baixo investimento de capital e alta especificidade para 
degradação da parede celular.
Desvantagens:
- Alto custo das enzimas;
- Variação da eficiência da lise enzimática com o estado 
fisiológico do microrganismo.
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III.2- Métodos mecânicos
→ São os mais utilizados industrialmente;
→ Tamanho e forma das células, assim como a estrutura 
da parede celular, são fatores determinantes para a 
definição do tipo de processo;
→ Dentre os equipamentos que podem ser utilizados têm-
se o homogeneizador de alta pressão e o moinho de 
bolas;
→ Homogeneizadores são basicamente constituídos de 
pistões projetados para aplicar altas pressões à 
suspensão celular, forçando sua passagem através de um 
orifício estreito seguida de colisão contra uma superfície 
em uma câmara de baixa pressão (Fig. 21.8);
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III.2- Métodos mecânicos
→ Homogeneizadores (Fig. 21.8):
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→ A queda instantânea de pressão associada ao impacto, 
provoca o efetivo rompimento celular sem danificar 
proteínas;
→ Pressões de 5000 a 20000 psi (344,8 hPa a 1379 
hPa) velocidades de alimentação na faixa de 180 a 280 
m/s são comumente utilizadas para o rompimento celular;
→ Processo conduzido a pressões elevadas proporciona 
altos rendimentos de recuperação, com somente uma 
etapa do processo;
→ Vários fatores operacionais afetam o desempenho de 
um homogeneizador de alta pressão: pressão de 
operação, temperatura, fase de crescimento do 
microrganismo, condições de cultivo, tipo de célula e 
concentração celular.
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IV- OPERAÇÕES DE PURIFICAÇÃO DE BAIXA 
RESOLUÇÃO
IV.1- Precipitação
→ é um dos métodos mais tradicionais de concentração e 
purificação;
→ Não apresenta elevada capacidade de separação de 
diferentes proteínas  moderado poder de purificação 
(purificação de baixa resolução);
→ A solubilização de proteínas precipitadas pode ser 
dimensionada de modo a promover a redução do volume 
inicial e, portanto, levar ao aumento da concentração. A 
precipitação pode preceder processo de elevada 
resolução, como por exemplo, a cromatografia. 
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→ Proteínas precipitadas têm sua estrutura tridimensional
modificada. A aplicação destemétodo somente é viável,
portanto, quando a adequada conformação da proteína é
recuperada após a precipitação;
→ a precipitação de proteínas em altas concentrações
salinas “salting-out”
→ A adição de sais à concentração de 1,5 a 3,0 M reduz a
disponibilidade de água devido à hidratação dos íons
adicionados. Em conseqüência, reduz-se a
disponibilidade de moléculas de água que circundam as
zonas hidrófobas da superfície da proteína,criando-
condições para a precipitação, a qual ocorre
principalmente por interação entre zonas hidrófobas de
moléculas de proteínas;
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→ Os sais mais adequados são aqueles que
apresentam elevada solubilidade e aumentam a
tensão superficial do solvente, resultando menor nível
de hidratação das zonas hidrófobas e, portanto,
aumentam a probabilidade de interação entre estas
zonas;
→ Sais mais empregados:
- citrato de sódio,
- sulfato de sódio,
- sulfato de amônio.
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→ Vários solventes orgânicos miscíveis em água,
particularmente os álcoois e a acetona, promovem a
precipitação de proteínas. O principal efeito é a
redução da atividade da água pela diminuição da
constante dielétrica do meio (polaridade do meio) (Fig.
21.9).
→ Devido à redução da constante dielétrica do meio,
resulta uma maior disponibilidade de cargas
superficiais da proteína (antes neutralizadas por íons
de sinal oposto em solução) para interações
eletrostáticas com outras moléculas de proteínas.
Finalmente, ocorre a atração eletrostática entre
moléculas de proteína, através das cargas superficiais
de sinal oposto com formação de precipitado;
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→ Uma vantagem significativa do uso de solventes é a
redução da densidade do meio líquido, o que favorece a
sedimentação do precipitado podendo-se eliminar
inclusive a necessidade do uso de uma centrífuga.
IV.2- Ultrafiltração
→ a ultrafiltração consiste no transporte de soluções
através de membranas com poros de diâmetros de 0,001
a 0,1 m sob pressão de transmembrana de 100 a 500
KPa e fluxo de filtrado de 10 a 200 L/h.m2 e é usada para
concentrar macromoléculas como proteínas ou
polissacarídeos;
→ Nesse processo, a água e outras moléculas pequenas
(menores que os diâmetros dos poros) passam pela
membrana, enquanto que moléculas com tamanho
superiores ao diâmetro nominal de corte do poro da
membrana (“cut-off”) ficam retidas;
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→ “Diâmetro nominal de corte”  tamanho do poro de uma
membrana de ultrafiltração. É definido como a massa molecular
mínima de uma molécula globular que é retida pela membrana;
→ Os tamanhos dos poros das membranas de ultrafiltração não
são uniformes e apresentam uma distribuição normal ao redor
do tamanho médio do poro. A faixa dessa distribuição varia de
acordo com o método de fabricação da membrana e, também,
entre fabricantes. Por isso, o “cut-off” da membrana a ser
utilizada deve ser no mínimo 20% menor que a massa
molecular da proteína alvo.
→ Concentrar proteínas por ultrafiltração tem várias vantagens:
1) Separar bioprodutos de caldos fermentados diluídos;
2)Promover a concentração de compostos a baixa temperatura
e pressão;
3) Possibilitar a retirada de sais e outras moléculas pequenas e
manter constante o pH do meio.
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→ Ultrafiltração também pode ser aplicada para a
purificação de proteínas de acordo com o tamanho
das moléculas. Apesar de ser um método atrativo
de purificação, na prática a resolução da técnica é
baixa. POR QUÊ?
1) A distribuição dos poros não é uniforme;
2) As moléculas lineares passam mais facilmente
pela membrana que as globulares;
3) O “fouling” (bloqueio ou estreitamento dos poros
da membrana resultante da deposição de solutos
no interior do meio filtrante) reduz o “cut-off” da
membrana.
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IV.3- Extração em sistema de duas fases aquosas 
(SDFA)
→ a extração de biomoléculas em SDFL imiscíveis,
constituídas de uma fase aquosa e um solvente, é
utilizada há cerca de 60 anos na purificação de
antibióticos e ácidos orgânicos;
→ Proteínas, altamente sensíveis à desnaturação,
podem ser purificadas em sistemas constituídos por duas
fases aquosas imiscíveis (SDFA), em decorrência de
uma partição diferenciada da molécula alvo e impurezas
entre as fases líquidas;
→ Elevado teor de água (75 a 80%) garante
manutenção das propriedades biológicas das proteínas.
SDFA têm sido aplicada na purificação de produtos
obtidos em células animais, vegetais e microbianas, na
separação de vírus, organelas e ácidos nucléicos;
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→ Nesses sistemas, a molécula alvo e impurezas são
separadas como resultado de suas diferentes
solubilidades nas fases líquidas. São fatores decisivos as
propriedades superficiais das proteínas, como carga
elétrica e hidrofobicidade, além da massa molecular;
→ São formados pela reunião de determinados polímeros
em uma mesma solução ou ainda, polímeros em
combinação com solutos de baixa massa molecular.
Alguns sistemas comuns: polietileno glicol (PEG) /
dextrana (Dx); polipropilenoglicol (PPG) /Dx; PEG / fosfato
de potássio; PEG / sulfato de magnésio; PEG / citrato de
sódio.
→ Atualmente, são muito utilizados sistemas PEG / sal,
por apresentar rápida separação das fases, baixo custo e,
principalmente, maior seletividade na separação de
moléculas;
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Sistemas de Duas Fases Aquosas
Preparação de SDFA
Solução-estoque de PEG
Solução-estoque de Na3Cit
Fase rica em PEG
Fase rica em Na3Cit
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• SDFA é representado em um digrama de fases, no
qual a ordenada representa a composição em massa
da molécula que apresenta maior concentração na
fase superior e a abscissa representa a composição
da molécula de maior concentração na fase inferior.
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→ Frequentemente, determina-se o coeficiente de
partição K, para avaliação da extração. Esse coeficiente é
dado pela relação entre as concentrações de uma
determinada molécula nas fases superior e inferior no
equilíbrio. Coeficientes de partição para a molécula de
interesse e para as demais moléculas, significativamente
distintos, indicam ocorrência de purificação.
K = Csi / CIi, 
onde
Csi = concentração do soluto na fase superior.
CIi = concentração do soluto na fase inferior. 
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→ Considerando-se que as moléculas distribuem-se
entre as fases em conformidade com suas solubilidades,
características físico-químicas das proteínas
(hidrofobicidade e carga superficial) e da solução(pH e
força iônica) serão determinantes para o valor do K;
-Hidrofobicidade = característica de uma molécula
relativa à sua repulsão à água. Quanto maior a
hidrofobicidade, maior sua repulsão à água.
→ Clarificação para remoção de células e seus
fragmentos pode ser executada em um SDFA.
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→ São diversas as vantagens apresentadas pelos SDFA:
1) Possibilidade de operação contínua em larga escala à 
temperatura ambiente;
2) Manutenção das proteínas em solução em meio a 
polímeros e sais que as protegem da desnaturação;
3) Possibilidade de eliminação de algumas etapas do
processo de purificação para moléculas intracelulares,
devido à extração de células e seus fragmentos
simultânea ao fracionamento de proteínas e outras
moléculas.
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V- OPERAÇÕES DE PURIFICAÇÃO DE ALTA 
RESOLUÇÃO - CROMATOGRAFIA
→ Nos processos cromatográficos, os solutos de um meio
líquido (ex: proteínas, peptídeos, anticorpos) são
adsorvidos ou retidos em leito material poroso. A posterior
remoção gradual dos solutos por ação de uma fase líquida
móvel (eluente), resulta na separação das diferentes
moléculas (Fig. 21.11);
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V- OPERAÇÕES DE PURIFICAÇÃO DE ALTA 
RESOLUÇÃO
CROMATOGRAFIA
→ A configuração física geral é a de uma fase estacionária
(matriz) empacotada em uma coluna, através da qual a
fase móvel é bombeada. A fase estacionária é constituída
por um polímero, que se apresenta em partículas esféricas
de aproximadamente 100 µm, embebidas em solvente, o
qual constitui a maior parte desta fase (≈ 90%),
denominada de gel.
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→ Um cromatograma é um gráfico que representa a 
concentração das moléculas no eluente que sai da coluna, 
medida em termos de absorbância, por exemplo, em 
função do tempo ou do volume de eluente que passa pela 
coluna. O volume que passa pela coluna até o instante de 
saída de uma certa molécula (instante este representado 
por uma curva ou pico no cromatograma) é o volume de 
retenção, Vr, específico daquela molécula. 
Alternativamente ao volume de retenção  tempo de 
retenção, tr. → Fig. 21.12
→ A concentração das moléculas A, B e C é determinada 
mediante a comparação do valor da área embaixo das 
respectivas curvas, com uma curva de calibração obtida 
com a molécula pura.
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→ A eficiência da purificação pode ser avaliada em função
do grau de separação das moléculas, o qual é
denominado resolução cromatográfica, Rs. Na separação
de duas moléculas, A e B, Rs é determinado pelos valores
dos tempos de retenção e pela grandeza Wb, conforme a
equação:
Rs = (trB – trA) / [(1/2)x(WbA + WbB)]
•Para valores de Rs < 1  moléculas são
incompletamente separadas.
•Rs = 1 curvas se tocam nas bases.
•Para valores de Rs > 1  moléculas encontram-se
totalmente separadas, para moléculas B e C.
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→ Os processos cromatográficos industrialmente mais 
utilizados são a gel filtração (baseada na separação de 
moléculas em função do volume efetivo em solução) e a 
troca iônica (baseada na adsorção das moléculas sobre o 
leito cromatográfico).
→ Processo como interação hidrofóbica (baseada na
adsorção de zonas hidrófobas de proteínas sobre
hidrocarbonetos covalentemente ligados ao leito
cromatográfico) e cromatografia de afinidade (baseada em
interações genéricas entre determinados resíduos de
aminoácidos e ligantes associados à matriz ou interações
bioquímicas específicas) vêm ganhando cada vez mais
uso e devem ser também consideradas.
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V.1 – Gel filtração
→ As diferentes biomoléculas são inicialmente retidas 
nos poros de uma matriz de porosidade definida em 
função de seu volume efetivo na solução. Moléculas cujo 
volume efetivo excede o volume do poro são expulsas da 
coluna mais rapidamente;
→ Moléculas pequenas penetram nos poros e são
posteriormente arrastadas pelo eluente, mas ficam retidas
por mais tempo na coluna;
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V.1 – Gel fitração
→ As matrizes para gel filtração de alta resolução são 
constituídas de polímeros vinílicos hidrofílicos ou agarose
com elevada proporção de ligações cruzadas, em 
partículas de 5 a 50 µm;
→ No desenvolvimento do processo devem ser 
consideradas as seguintes variáveis:
1) pH e eluente compatíveis com o produto;
2) Seleção do gel com base na sua porosidade e 
compatibilidade com o pH a ser adotado.
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V.2 – Cromatografia de troca iônica
→ É uma das mais frequentemente utilizadas, pois as 
resinas empregadas apresentam elevada capacidade de 
adsorção de proteínas;
→ É um processo de separação baseado na afinidade 
que componentes de uma amostra têm com os sítios 
iônicos em uma matriz sólida;
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→ A fase estacionária, eletricamente carregada, tem a
capacidade de reter solutos que estão na fase móvel e
apresentam cargas de sinais opostos. Para ocorrer a
adsorção dos íons da fase móvel na estacionária,
controlam-se fatores como pH e força iônica;
→ Dependendo do grupo trocador ligado covalentemente à
matriz, os trocadores iônicos são classificados em
aniônicos e catiônicos. Os trocadores aniônicos trocam
ânions e apresentam, portanto, grupos iônicos positivos
ligados à matriz, enquanto que os trocadores catiônicos,
inversamente, trocam cátions e apresentam grupos iônicos
negativos ligados à matriz;
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→ Após serem adsorvidas à matriz, os solutos podem ser
subsequentemente eluídos pelo deslocamento com outros
íons, com a mesma carga da proteína adsorvida, porém
com maior força de interação com a fase estacionária. Os
diferentes graus de afinidade eletrostática entre o trocador
e os íons da fase móvel regem este tipo de cromatografia;
→ Tem aplicabilidade muito ampla, pois todas as
proteínas são eletricamente carregadas quando expostas
a um determinado pH;
→ A matriz de um trocador é constituída de um material
poroso, natural ou sintético, inerte, insolúvel em água e
em solventes orgânicos, apresentando ligações
covalentes a grupos trocadores iônicos;
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→ A capacidade total de um trocador é medida pela
quantidade de grupos carregados na fase móvel, que
podem ser trocados, por unidade de volume ou massa da
matriz;
→ A cromatografia de troca iônica é processada de forma
descontínua em três etapas principais:
1)Carga;
2)Eluição da amostra;
3) Regeneração da fase sólida.
Na 1ª etapa, a proteína é adsorvida na fase sólida.
Na 2ª etapa, aplica-se um eluente (por exemplo, NaCl 1M)para promover a dessorção à proteína da fase sólida.
Na 3ª etapa, todas as proteínas remanescentes na coluna
são retiradas e a coluna é regenerada através da
incorporação do íon original.
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VI- TRATAMENTOS FINAIS
→ o grau de pureza necessário de um produto 
biotecnológico depende de sua aplicação final;
→ Para microrganismos cultivados para a produção de
proteína celular uma simples secagem é suficiente para
comercialização;
→ Caldos enzimáticos impuros ou parcialmente
purificados podem ser utilizados como catalisadores
como, por exemplo, na produção de xarope de frutose
utilizando a enzima glicose isomerase;
→ No caso de produtos de uso farmacêutico, devem
estar puros, secos, cristalinos ou amorfos. Para tanto,
devem ser submetidos a alguns tratamentos finais como
cristalização ou liofilização;
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→ Liofilização
- Processo de remoção de um solvente (água) de uma
solução por sublimação. Neste processo o material é
congelado e em seguida submetido à baixa pressão para
sublimação da água livre.
→ Os materiais liofilizados são apresentados na forma de
pó e as atividades biológicas se mantêm estáveis por
muito mais tempo (quando comparada com a
conservação em solução aquosa). Porém, se a liofilização
não for adequadamente planejada pode ocorrer
desnaturação de enzimas.
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Liofilizador industrial
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→ Cristalização:
é o processo de agregação de cristais de moléculas
presentes em soluções homogêneas supersaturadas. É
comumente empregada na fase final dos processos de
purificação de proteínas, particularmente enzimas.
Cristalização é uma operação de separação onde,
partindo de uma mistura líquida (solução) se obtêm
cristais de um dos componentes da mistura, com 100% de
pureza. Na cristalização criam-se as condições
termodinâmicas que levam as moléculas a aproximarem-
se e a agruparem-se em estruturas altamente
organizadas, os Cristais.
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→ Cristalização:
A forma de atingir a sobresaturação num cristalizador,
partindo de uma solução saturada do componente a
separar, industrialmente normalmente é obtida por:
- Resfriamento da solução saturada;
- Evaporação do diluente da solução saturada.
Após a cristalização, o produto pode ser recuperado por
filtração ou centrifugação, seguido de secagem.
Compostos cristalizados são estáveis.
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Cristalizadores
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VII- PROCESSO INTEGRADO DE PURIFICAÇÃO
→ A determinação das características do produto e das
principais impurezas é fundamental no sucesso das
operações subseqüentes de purificação propriamente
dita, uma vez que o fracionamento está baseado nas
propriedades físico-químicas das moléculas envolvidas.
Tab. 21.2
→ Alguns critérios norteiam a escolha das operações de
clarificação e homogeneização.
a) Grandes volumes de suspensão de leveduras  são
eficientemente clarificados centrifugação;
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b)Volumes moderados de suspensões bacterianas 
comparação entre centrifugação e filtração tangencial;
c)Microrganismos filamentosos  filtração convencional,
devido à reduzida velocidade de sedimentação destes
organismos de baixa densidade.
→ Em resumo: o sucesso técnico e econômico do
processo está relacionado à seleção adequada das
técnicas e da ordem de aplicação das mesmas.
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