ANÁLISE DE UM PROBLEMA DE DIFUSÃO-CONVECÇÃO E REAÇÃO EM SUPERFÍCIE BASEADO EM UM BIOSSENSOR UTILIZANDO O MÉTODO DAS LINHAS (MOL): MODELAGEM MATEMÁTICA COM CAMADA DE HIDROGEL

ANÁLISE DE UM PROBLEMA DE DIFUSÃO-CONVECÇÃO E REAÇÃO EM SUPERFÍCIE BASEADO EM UM BIOSSENSOR UTILIZANDO O MÉTODO DAS LINHAS (MOL): MODELAGEM MATEMÁTICA COM CAMADA DE HIDROGEL

SILVA, C. A. M. da; MACÊDO, E. N.; QUARESMA, J. N. N.

Artigo:

O Método das Linhas (MOL) foi usado para estudar o processo de transporte de massa e o subjacente processo de interação entre biomoléculas, baseado em uma nova tecnologia de biossensores ópticos. Um modelo matemático foi desenvolvido, a partir da equação de conservação da matéria, acoplada com uma equação cinética que descreve a ligação reversível entre biomoléculas em instrumentos BIACORE. Será considerado um modelo mais real e completo de transferência de massa levando-se em consideração a camada de hidrogel. Foi construído um código computacional baseado em linguagem de programação FORTRAN 90/95, usando-se a subroutina DIVPAG da biblioteca do IMSL, para solucionar numericamente, o sistema de equações diferenciais ordinárias resultantes da aplicação do MOL no modelo proposto. Os resultados numéricos foram gerados e comparados com diferentes metodologias de solução e parâmetros típicos encontrados em ensaios de ligação BIACORE para verificar e validar a modelagem matemática.

O Método das Linhas (MOL) foi usado para estudar o processo de transporte de massa e o subjacente processo de interação entre biomoléculas, baseado em uma nova tecnologia de biossensores ópticos. Um modelo matemático foi desenvolvido, a partir da equação de conservação da matéria, acoplada com uma equação cinética que descreve a ligação reversível entre biomoléculas em instrumentos BIACORE. Será considerado um modelo mais real e completo de transferência de massa levando-se em consideração a camada de hidrogel. Foi construído um código computacional baseado em linguagem de programação FORTRAN 90/95, usando-se a subroutina DIVPAG da biblioteca do IMSL, para solucionar numericamente, o sistema de equações diferenciais ordinárias resultantes da aplicação do MOL no modelo proposto. Os resultados numéricos foram gerados e comparados com diferentes metodologias de solução e parâmetros típicos encontrados em ensaios de ligação BIACORE para verificar e validar a modelagem matemática.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-2002-16457-144980

Referências bibliográficas

• [1] MYSZKA, D. G. Kinetic analysis of macromolecular interactions using surface plasmon resonance biosensors. Journal of Biotechnology, v. 8, p. 50-57, 1997a. MYSZKA, D. G.; MORTON, T. A.; DOYLE, M. L.; CHAIKEN, I. M. Kinetic analysis of a protein antigen-antibody interaction limited by mass transport on an optical biosensor. Journal of Biophysical Chemistry, v. 64, p.127-137, 1997b. SIKAVITSAS, V.; NITSCHE, J. M.; MOUNTZIARIS, T. J. Transport and Kinetic Processes Underlying Biomolecular Interactions in the BIACORE Optical Biosensor. Journal of Biotechnology Progress, v.18, p.885-897. 2002.
• [2] GOPINATHA, S. C. B. Biosensing applications of surface plasmon resonance-based Biacore technology. Journal of Sensors and Actuators B, v. 150, p. 722-733, 2010.
• [3] LEBEDEV, K.; MAFÉ, S.; STROEVE, P. Convection, diffusion and reaction in a surface-based biosensor: Modeling of cooperativity and binding site competition on the surface and in the hydrogel. Journal of Colloid and Interface Science, v.296, p.527-537, 2006.

Como citar:

SILVA, C. A. M. da; MACÊDO, E. N.; QUARESMA, J. N. N.; "ANÁLISE DE UM PROBLEMA DE DIFUSÃO-CONVECÇÃO E REAÇÃO EM SUPERFÍCIE BASEADO EM UM BIOSSENSOR UTILIZANDO O MÉTODO DAS LINHAS (MOL): MODELAGEM MATEMÁTICA COM CAMADA DE HIDROGEL", p-6433-6440. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-2002-16457-144980