Aplicaciones del Sistema Acuoso de Dos fases

Descripción de las aplicaciones a futuro del sistema acuoso de dos fases y el análisis de las pruebas

de flujo lateral.

Jorge Ramos, Nasser Saca y Alfonso Romo

Aplicaciones del Sistema Acuoso de Dos fases

• Sistema Acuoso de Dos Fases.

• Aqueous Two-Phases System, ATPS.

• Separación y purificación de moléculas biológicas y partículas. (Hatti-Kaul, 2000)

Akama, et al. 1999

¿Qué?

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• Es reconocido como una técnica altamente eficiente de separación (Zaslavsky, 1995), gracias a su simplicidad, biocompatibilidad y factibilidad de escalamiento. (Hatti-Kaul, 2000)

• Este sistema se forma al mezclar dos sustancias solubles en agua, pero que al llegar a una concentración se vuelven inmiscibles entre sí. (Benavides y Rito-Palomares, 2008)

¿Qué?

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• Existen dos maneras de crear un ATPS.– Mezclar dos polímeros

diferentes en agua.– Mezclar un polímero y una sal

en agua.

• El agua se encuentra en ambas fases.– Un polímero predomina en la

fase superior.– El otro polímero o Sal

predomina en la fase inferior.

¿Cómo?

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• Para determinar las concentraciones del sistema completo y de las dos fases se utiliza un diagrama de Fases

¿Cómo?

Fisher, 1981

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• Al agregarse una mezcla de sustancias, la molécula deseada se concentrará en una fase.

¿Para qué?

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• El mecanismo que rige la separación en ATPS es desconocido.

• El procedimiento para determinar la manera de hacer un ATPS es a base de Prueba y Error.

¿Por qué?

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• Existen dos sugerencias:1. Es resultado de las interacciones de atracción entre la

molécula y los polímeros2. Diferencias de Interacciones entre la molécula y el medio

de las fases, no los polímeros.

¿Por qué?

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• Técnica altamente eficiente en la separación y purificación de materiales biológicos.

• “Con un poco de suerte, puede separarse esencialmente todo” (Zaslavsky, 1995).

Entonces…

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• Técnica• Simplicidad • Productos biológicos• Alternativa a procesos tradicionales• ATP determina hidrofibicidad relativa (Chu, 2000)

Separación de a.a. y péptidos

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Separación de membrana plasmática (PM) en plantas

La PM solo constituye del 5 al 10% del total de membranas de la célula, hay una enorme demanda en el procedimiento para aislamiento de la PM pura. (Larsson, 2000)

http://biologia1bch.blogspot.mx/2011/10/la-pared-celularsin-terminar.html

Aplicaciones del Sistema Acuoso de Dos fases

• Tamaño DE VIRUS• Ser requiere cantidades mínimas• Sistema sencillo, ESCALABLE

efectivo y BARATO (Hammar, 2000)

Purificación de virus

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COSTOS

Recuperación de proteínas y componentes de fase

• interés económico (Johansson, 2000)

Aplicaciones del Sistema Acuoso de Dos fases …

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• Método de detección de moléculas.

• Facilidad de uso, rapidez de resultado, mínima energía, y poco equipo de laboratorio.

Prueba de Inmunoensayo de flujo lateral

Mainet-González, et al. 2004

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• Requiere de una cantidad mínima de concentración de la molécula.

Prueba de Inmunoensayo de flujo lateral

Mashayekhi, et al. 2012

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• Pruebas en el Point of Care POC.• En el 2003 la industria de las pruebas de diagnostico

POC se estimaba en 11.3 millones.

Prueba de Inmunoensayo de flujo lateral

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• Creemos que desarrollar una técnica para mejorar las pruebas de inmunoensayo puede ser posible a través del ATPS.

• ATPS tiene una infinita variedad de aplicaciones en separación de moléculas biologicas.

• Es altamente recomendado investigar este tipo de sistema debido a que presenta muchas ventajas

Propuesta

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• Sistema Acuoso de dos fases: Barato, efectivo y escalable.

• No se entiende en su totalidad. Conocimiento empírico.• Recuperación y purificación de moléculas biológicas.• Pruebas en el Point Of Care tienen un futuro muy

prometedor. Y ATPS puede tomar parte de ello.

Para Finalizar…

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Muchas Gracias Por Su Atención

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Para Saber más…

• Benavides, J., & Rito-Palomares, M. (2008). Aplicación genérica de sistemas de dos fases acuosas polietilénglicol-sal para el desarrollo de procesos de recuperación primaria de compuestos biológicos. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 99-111.

• Cortés Burgos, M. P. (2008). Predicción del coeficiente de partición de proteínas en sistemas de dos fases acuosas a través de la caracterización bioinformática de su superficie. Disponible en: Cybertesis. Recuperado de

http://www.cybertesis.cl/tesis/uchile/2008/cortes_mb/sources/cortes_mb.pdf• Grupo de Desarrollo Regional del Tecnológico de Monterrey (2009). Las megatendencias sociales

actuales y su impacto en la identificación de oportunidades estratégicas de negocios. México: ITESM. ISBN: 978-607-501-001-4

• Hatti-Kaul, R. (2000). Aqueous two-phase systems, methods and protocols. Humana Press.• Mashayekhi, F., Le, A. M., Nafisi, P. M., Wu, B. M., & Kamei, D. T. (2012). Enhancing the lateral-

flow immunoassay for detection of proteins using an aqueous two-phase micellar system. Anal Bioanal Chem, 404, 2057-2066. doi: 10.1007

• Zaslasvsky, B.Y. (1995) Aqueous two-phase partitioning : physical chemistry and bioanalytical applications. M.Dekker: New York.