استخراج آنزیم پروتئاز با استفاده از سیستم آبی دو فازی مبتنی بر مایع یونی: مطالعه آزمایشگاهی و مدل سازی ترمودینامیکی

هدف: سیستم دو فازی آبی به عنوان یک روش استخراج مایع-مایع به دلیل پتانسیل زیادی برای بازیابی و خالص سازی بسیاری از مواد بیولوژیکی مانند پروتئین ها، آنزیم ها و اسیدهای نوکلئیک مورد توجه قرار گرفته است. مایعات یونی، گروهی از نمک های آلی هستند که کاملا از یون تشکیل شده اند و می توانند به عنوان یک حلال مناسب برای یک هدف خاص به ویژه فرآیندهای جداسازی پیشنهاد شوند. در بین مایعات یونی مختلف، مشتقات آلکیل سولفات دارای مزایای بسیار خوبی مانند سنتز آسان به روش بدون هالید با ویسکوزیته نسبتا کم و با هزینه مناسب هستند که به عنوان یک مایع یونی مطمئن در سیستم های دو فاز آبی در نظر گرفته می شوند. در این مطالعه، جداسازی آنزیم پروتئاز با استفاده از سامانه دو فازی آبی مایع یونی ۱-اتیل،۳-متیل ایمیدازولیوم اتیل سولفات و نمک سدیم کربنات مورد ارزیابی قرار گرفت. اثر پارامترهایی چون غلظت اولیه آنزیم، غلظت اولیه مایع یونی و غلظت اولیه نمک بر میزان خالص سازی پروتئاز بررسی شد.مواد و روش: طراحی آزمایش باکس-بنکن به عنوان یکی از روش های سطح-پاسخ بمنظور به حداقل رساندن تعداد آزمایشات و بهینه سازی فرآیند مورد استفاده قرار گرفت.نتایج: شرایط بهینه برای نسبت آنزیم به مایع یونی برابر ۲۱۰/۰ و نسبت آنزیم به نمک برابر ۳۸۱/۰ بدست آمد که در این شرایط، غلظت آنزیم در فاز بالا (فاز غنی از مایع یونی) و راندمان جداسازی به ترتیب ۴ میلی گرم بر لیتر و ۹۴ درصد بدست آمدند.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که پروتئین تمایل به استخراج در فاز بالا دارد، و غلظت پروتئین در فاز پایین (فاز غنی از نمک) قابل چشم پوشی بوده است. بعلاوه نتایج آزمایشگاهی تطابق مطلوبی با معادله حالت پیشنهادی NRTL-NRF به عنوان یک معادله با دامنه همبستگی  کوتاه داشتند.

کلیدواژه ها:

آنزیم پروتئاز ، روش سطح-پاسخ ، سامانه دو فازی آبی ، مایع یونی ، مدل سازی ترمودینامیکی