Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Aline Furtado, 1989-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633950
Resumo: Orientadores: Lucimara Gaziola de la Torre, Reinaldo Gaspar Bastos
id UNICAMP-30_11a1076ba5164aef1f70043449b0236e
oai_identifier_str oai::1021854
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticlesDevelopment of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticlesMicrofluídicaAlginatosBacillus subtilisLipaseMicrofluidicsAlginateBacillus subtilisLipaseOrientadores: Lucimara Gaziola de la Torre, Reinaldo Gaspar BastosTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuímicaResumo: A imobilização de biocatalisadores é uma estratégia importante para aumentar a produtividade em bioprocessos. Entretanto, a dificuldade na obtenção de partículas homogêneas pelos métodos convencionais assim como as limitações difusionais impostas pelas matrizes poliméricas são questões que precisam ser contornadas nestes sistemas. A microfluídica é uma tecnologia que pode contribuir nesta área diante da produção de micropartículas monodispersas e a possibilidade de investigação de respostas celulares em microambientes. Assim, este projeto teve como objetivo empregar a microfluídica para encapsular e investigar o comportamento de Bacillus subtilis em micropartículas de alginato. E, como desafio, investigar a produção de lipase, uma enzima de interesse biotecnológico relevante, usando cultivo em batelada. Diante disso, estratégias envolvendo geometrias de microcanais, soluções para fase contínua e dispersa na geração de gotas bem como métodos de gelificação de alginato foram estudados para a imobilização celular. Nestes estudos, um processo eficiente de imobilização foi obtido com microfluídica em geometria de fluxo cruzado, utilizando óleo fluorocarbonado para gerar as gotas de alginato. A reticulação do alginato, para a formação das micropartículas, foi realizada pelo método de gelificação interna. Em etapa subsequente, um microbiorreator de perfusão foi desenvolvido, permitindo identificar que o ambiente das micropartículas foi favorável para o crescimento celular, sendo que a alta concentração celular pode ter sido resultado da proteção celular. E, com o intuito de comparar estas micropartículas com outras estratégias em escala laboratorial, um sistema microfluídico de gotas operando em modo duplo foi desenvolvido. Assim, foi avaliada a produtividade em lipase para as formas de cultivo por células livres, imobilizadas por método convencional e por microfluídica. O cultivo das bactérias com micropartículas apresentou maior concentração celular e por isso a produtividade de lipase por esse sistema foi de até 3 vezes maior do que nas condições de células livres e imobilizadas por método convencional de gotejamento. Portanto, a tecnologia microfluídica mostra-se eficiente para encapsular e investigar comportamento celular e ainda, as micropartículas produzidas por este sistema podem ser aplicadas a cultivos submersos, o que poderá contribuir para o aumento de produtividade em bioprocessosAbstract: mmobilization methods of biocatalyst are important strategies for improving the bioprocess productivity. However, heterogeneous particles productions from conventional methods and the diffusional limitations from polymeric matrix are some points could be optimized in these systems. Microfluidics is a technology that can contribute on this area due to the monodisperse microparticles productions and the possibility to investigate the cellular responses into the microparticles. Therefore, the purpose of this project was to use the microfluidics for encapsulating and investigating the cell behavior of Bacillus subtilis inside of alginate microparticles. As challenge, to investigate the potential of these cells on lipase production, an enzyme of relevant biotechnological interest was selected. Thus, strategies for microchannels geometries, composition of continuous and dispersed phase for droplet generation and alginate gelation methods were studied for Bacillus subtilis encapsulation on microparticles. On these studies, an efficient encapsulation process was obtained using a cross-flow microfluidic system, with fluorocarbon oil to generate the droplets and alginate cross-linking via internal gelation. The bacteria growth in perfusion microbioreactor shows that microparticles alginate conditions were favorable, resulting in a high cell density that can be stimulated by the cell protection. In order to apply these microparticles on a laboratory scale, a double droplet microfluidic system allowed us to investigate lipase productivity between the cultivate manners with free cell, encapsulated by the conventional and microfluidics methods. Thus, the cultivation with immobilized bacteria in alginate microparticle showed a high cell density, the lipase productivity by this system was almost 3 times higher than the conditions of free and encapsulated cells by conventional method. Therefore, the microfluidic technology was efficient to encapsulate and investigate of cell behavior on alginate microparticles and apply them on submerged cultivate, which may contribute to the increase of productivity in bioprocessesDoutoradoEngenharia QuímicaDoutora em Engenharia QuímicaFAPESP2014/26814-7, 2016/13167-9CNPQ[s.n.]Torre, Lucimara Gaziola de la, 1971-Bastos, Reinaldo GasparCunha, Rosiane Lopes daSilva, Mariana Altenhofen daSchianti, Juliana de NovaisUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASOliveira, Aline Furtado, 1989-20182018-05-03T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (120 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633950OLIVEIRA, Aline Furtado. Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles. 2018. 1 recurso online (120 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633950. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1021854Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-04-23T11:37:14Zoai::1021854Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-04-23T11:37:14Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles
Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles
title Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles
spellingShingle Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles
Oliveira, Aline Furtado, 1989-
Microfluídica
Alginatos
Bacillus subtilis
Lipase
Microfluidics
Alginate
Bacillus subtilis
Lipase
title_short Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles
title_full Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles
title_fullStr Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles
title_full_unstemmed Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles
title_sort Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles
author Oliveira, Aline Furtado, 1989-
author_facet Oliveira, Aline Furtado, 1989-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Torre, Lucimara Gaziola de la, 1971-
Bastos, Reinaldo Gaspar
Cunha, Rosiane Lopes da
Silva, Mariana Altenhofen da
Schianti, Juliana de Novais
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Oliveira, Aline Furtado, 1989-
dc.subject.por.fl_str_mv Microfluídica
Alginatos
Bacillus subtilis
Lipase
Microfluidics
Alginate
Bacillus subtilis
Lipase
topic Microfluídica
Alginatos
Bacillus subtilis
Lipase
Microfluidics
Alginate
Bacillus subtilis
Lipase
description Orientadores: Lucimara Gaziola de la Torre, Reinaldo Gaspar Bastos
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018
2018-05-03T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633950
OLIVEIRA, Aline Furtado. Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles. 2018. 1 recurso online (120 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633950. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633950
identifier_str_mv OLIVEIRA, Aline Furtado. Desenvolvimento de sistemas microfluídicos para produção de lipase por Bacillus Subtilis imobilizado em micropartículas de alginato : Development of microfluidic systems for lipase production by Bacillus subtilis immobilized on alginate microparticles. 2018. 1 recurso online (120 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633950. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1021854
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (120 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189127151681536

Registros relacionados