Export Ready — 

Analysis of solute-water interactions by partitioning in multiple aqueous two-phase systems

Bibliographic Details
Main Author: Silva, Nuno Miguel Sampaio Ribeiro Magalhães
Publication Date: 2020
Language: eng
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: http://hdl.handle.net/1822/76873
Summary: Programa doutoral em Engenharia Química e Biológica
id RCAP_aa8c6f8994f1b5fc9a8d7ca05f2b458f
oai_identifier_str oai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/76873
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository_id_str https://opendoar.ac.uk/repository/7160
spelling Analysis of solute-water interactions by partitioning in multiple aqueous two-phase systemsAnálise de interações soluto-água por partição em múltiplos sistemas de duas fases aquosasInterações soluto-águaOsmólitos e sais aditivosPartição de solutosPropriedades do solventeSistemas de suas fases aquosasSolute-water interactionsOsmolytes and salts additivesSolute partitioningSolvent propertiesAqueous two-phase systemsEngenharia e Tecnologia::Engenharia QuímicaPrograma doutoral em Engenharia Química e BiológicaO objetivo principal do presente trabalho é contribuir para a melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na partição de solutos em sistemas de duas fases aquosas (SDFAs). Para este trabalho, foram selecionados sistemas PEG–Na2SO4 e PEG–DEX e foi estudado o efeito da adição de diferentes sais aditivos (NaCl, NaClO4, NaSCN e NaH2PO4) e/ou osmólitos (Sorbitol, Sacarose, Trealose e TMAO) nas propriedades do solvente no meio aquoso nas fases e na partição de solutos. Os parâmetros solvatocrómicos, polaridade (π*), capacidade do solvente em participar como dador (α) e como aceitador (β) de pontes de hidrogénio foram determinados e usados para caracterizar as fases em equilíbrio dos SDFAs. Os sistemas foram também caracterizados em termos das diferenças de hidrofobicidade relativa e das propriedades eletrostáticas das fases. Os coeficientes de partição (K) de várias biomoléculas (compostos orgânicos de baixo peso molecular iónicos e não iónicos e proteínas) foram determinados em todos os SDFAs. Verificou-se que os coeficientes de partição destes compostos podiam ser correlacionados de acordo com a equação de Collander. A partição dos solutos e as interações soluto-solvente foram descritas como uma combinação linear dos descritores específicos dos solutos, por uma relação linear de energia livre (LFER) baseada no modelo de Abraham, e previamente modificada. Os descritores específicos dos solutos obtidos em SDFAs com e sem aditivos foram comparados para verificar a existência de interações diretas aditivo-solutos ou se a presença dos aditivos aumentava a estabilidade estrutural dos solutos apenas através do seu efeito nas propriedades da água como solvente. O uso da equação de Collander e/ou da LFER para determinar os descritores específicos de moléculas biológicas e, consequentemente, para prever o comportamento da partição de solutos em SDFAs previamente caracterizados, mostrou ser um contributo importante para um conhecimento mais profundo dos SDFAs. Os resultados apresentados contribuem para uma melhor interpretação dos efeitos de diferentes aditivos na partição de solutos. Espera-se que estes contribuam para o design de SDFAs mais eficientes que possam ser usados numa vasta gama de aplicações.The main purpose of the present work is to contribute for a better understanding of the mechanisms governing solute partitioning in aqueous two‐phase systems (ATPSs). For this work, PEG–Na2SO4 and PEG–DEX systems were selected and the effect of addition of different salts additives (NaCl, NaClO4, NaSCN and NaH2PO4) and/or osmolytes (Sorbitol, Sucrose, Trehalose and TMAO) on phases solvent properties and in solute partitioning was assessed. The solvatochromic parameters characterizing the solvent's dipolarity/polarizability (π*), solvent hydrogen‐bond donor acidity (α), and solvent hydrogen‐bond acceptor basicity (β) of aqueous media were measured in the coexisting phases of each of the systems used. Also, all the systems were characterized in terms of the difference between the relative hydrophobicity and the electrostatic properties of the phases. Partition coefficients (K-values) of several biomolecules (ionic and nonionic small organic compounds and proteins) were obtained in all the ATPSs. It was found that the partition coefficients of the compounds were correlated according to the so-called Collander equation. Solutes partitioning and solutes-solvent interactions were described by a Linear Free Energy Relationship (LFER) based on the Abraham model, which was previously modified, as a linear combination of the so-called solute specific descriptors. The solute specific descriptors values obtained in ATPSs containing different additives were compared to those obtained in ATPSs without additives to verify if there were direct additive-solutes interactions or whether the additive presence enhances the solute structure stability due to its effect on the water solvent properties only. The use of the Collander equation and/or the LFER to determine solute specific descriptors for biological molecules and, consequently, to predict solute partitioning behavior in previously characterized ATPSs, was shown to be a valuable contribution to the understanding of ATPSs technology. The results presented not only contribute for better interpreting the effects of different additives on the solute partition in ATPSs but will also result in the design of more efficient ATPSs to be used in a wide range of applications.À Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) agradeço pela atribuição da bolsa de doutoramento (ref. SFRH/BD/111825/2015) e por todo o apoio financeiro disponibilizado.Teixeira, J. A.Madeira, Pedro António PalmaUniversidade do MinhoSilva, Nuno Miguel Sampaio Ribeiro Magalhães2020-01-172020-01-17T00:00:00Zdoctoral thesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/76873eng101549024info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2024-05-11T07:40:50Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/76873Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-28T16:35:47.589206Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
dc.title.none.fl_str_mv Analysis of solute-water interactions by partitioning in multiple aqueous two-phase systems
Análise de interações soluto-água por partição em múltiplos sistemas de duas fases aquosas
title Analysis of solute-water interactions by partitioning in multiple aqueous two-phase systems
spellingShingle Analysis of solute-water interactions by partitioning in multiple aqueous two-phase systems
Silva, Nuno Miguel Sampaio Ribeiro Magalhães
Interações soluto-água
Osmólitos e sais aditivos
Partição de solutos
Propriedades do solvente
Sistemas de suas fases aquosas
Solute-water interactions
Osmolytes and salts additives
Solute partitioning
Solvent properties
Aqueous two-phase systems
Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química
title_short Analysis of solute-water interactions by partitioning in multiple aqueous two-phase systems
title_full Analysis of solute-water interactions by partitioning in multiple aqueous two-phase systems
title_fullStr Analysis of solute-water interactions by partitioning in multiple aqueous two-phase systems
title_full_unstemmed Analysis of solute-water interactions by partitioning in multiple aqueous two-phase systems
title_sort Analysis of solute-water interactions by partitioning in multiple aqueous two-phase systems
author Silva, Nuno Miguel Sampaio Ribeiro Magalhães
author_facet Silva, Nuno Miguel Sampaio Ribeiro Magalhães
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Teixeira, J. A.
Madeira, Pedro António Palma
Universidade do Minho
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Nuno Miguel Sampaio Ribeiro Magalhães
dc.subject.por.fl_str_mv Interações soluto-água
Osmólitos e sais aditivos
Partição de solutos
Propriedades do solvente
Sistemas de suas fases aquosas
Solute-water interactions
Osmolytes and salts additives
Solute partitioning
Solvent properties
Aqueous two-phase systems
Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química
topic Interações soluto-água
Osmólitos e sais aditivos
Partição de solutos
Propriedades do solvente
Sistemas de suas fases aquosas
Solute-water interactions
Osmolytes and salts additives
Solute partitioning
Solvent properties
Aqueous two-phase systems
Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química
description Programa doutoral em Engenharia Química e Biológica
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-01-17
2020-01-17T00:00:00Z
dc.type.driver.fl_str_mv doctoral thesis
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1822/76873
url http://hdl.handle.net/1822/76873
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv 101549024
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron:RCAAP
instname_str FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
collection Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository.name.fl_str_mv Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
repository.mail.fl_str_mv info@rcaap.pt
_version_ 1833596044870418432

Similar Items