Measurement of Donnan potentials in gels by in situ microelectrode voltammetry

This work describes the electrochemical methodology for the determination of the Donnan potential from diffusion-limited steady-state voltammograms of acrylamide gels. The technique is based upon the measurement of gel–sol systems that have reached Donnan equilibrium and contain Cd2+ as a probe ion. Au-amalgam microelectrodes are used to measure the Cd concentration in the gel phase relative to the solution phase, thus permitting comparison of the Cd voltammograms obtained in both phases. This approach yields two independent measures of the Donnan potential resulting from (i) the potential shift relative to the reference electrode, and (ii) the enhancement of the Cd2+ wave. Two suites of acrylamide gels containing 0.2% and 0.5% Na-acrylate were studied as a function of ionic strength by varying [NaNO3] and maintaining a constant concentration of the electroactive probe ion, [Cd2+] = 1 · 10 5 mol/L in the equilibrating solutions. Independent model predictions of the Donnan potential as a function of ionic strength that consider the effects of differential swelling on the charge density, the influence of a mixed electrolyte on the potential developed in the gel at the limit of low ionic strength and the effects of incomplete dissociation of the carboxylic functional groups were in agreement with the Donnan potentials independently measured by the twofold steady-state voltammetric approach.

Congruence between starch gel and polyacrylamide gel electrophoresis in detecting allozyme variation in pulmonate land slugs

The predominantly selfing slug species Arion (Carinarion) fasciatus, A. (C.) silvaticus and A. (C.) circumscriptus are native in Europe and have been introduced into North America, where each species consists of a single, homozygous multilocus genotype (strain), as defined by starch gel electrophoresis (SGE) of allozymes. In Europe, the “one strain per species” hypothesis does not hold since polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) of allozymes uncovered 46 strains divided over the three species. However, electrophoretic techniques may differ in their ability to detect allozyme variation. Therefore, several Carinarion populations from both continents were screened by applying the two techniques simultaneously on the same individual slugs and enzyme loci. SGE and PAGE yielded exactly the same results, so that the different degree of variation in North American and European populations cannot be attributed to differences in resolving power between SGE and PAGE. We found four A. (C.) silvaticus strains in North America indicating that in this region the “one strain per species” hypothesis also cannot be maintained. Hence, the discrepancies between previous electrophoretic studies on Carinarion are most likely due to sampling artefacts and possible founder effects.

Extração e estudo das proteínas da goma da alfarroba com vista à sua clarificação

O objectivo primordial deste trabalho foi efectuar a extracao e o estudo das proteinas da Goma da Alfarroba ou Locust Bean Gum (LBG) com vista a sua clarificacao e purificacao. Para atingir este objectivo em primeiro lugar estudou-se o teor de etanol que se deveria utilizar numa suspensao aquosa de LBG, uma vez que a LBG e um polissacarido que hidrata facilmente com agua e consequentemente origina solucoes altamente viscosas que impossibilitam a realizacao de tecnicas de extracao de proteinas. Para isso estudou-se o comportamento da LBG em suspensoes aquosas com 10% (p/v) de LBG e diferentes concentracoes de etanol, designadamente 10% (v/v), 20% (v/v), 30% (v/v) e 40% (v/v). Com este estudo concluiu-se que seria necessario utilizar uma concentracao de 40% (v/v) de etanol a 96% em cada suspensao de LBG a 10% (p/v) para conseguir evitar a sua hidratacao excessiva. Assim, todas as extracoes neste trabalho foram realizadas de acordo com estas condicoes. Posteriormente com vista a extracao das proteinas da LBG testaram-se diferentes tratamentos, designadamente tratamentos alcalinos, acidos e com detergentes. Segundo a bibliografia consultada para os tratamentos alcalinos, realizaram-se estas extracoes com hidroxido de sodio (NaOH) com concentracoes de 0,025 M, 0,05M, 0,1M e 0,2M. Estes tratamentos foram iniciados com uma concentracao de NaOH a 0,2M, contudo apos analise dos resultados verificou-se que esta originou uma LBG com uma coloracao mais amarela do que a LBG bruta (inicial) apresentava. Sendo a ideia final a clarificacao da goma este nao foi um resultado desejavel e como tal testaram-se concentracoes inferiores de NaOH, acima referidas. No final concluiu-se que todas estas extracoes efetuadas com NaOH originavam uma LBG mais amarela do que a LBG bruta e que assim este nao seria o tratamento mais adequado para o objectivo pretendido. Como tal prosseguiram-se os estudos com um tratamento acido, que atraves de consulta bibliografica se iniciou com acido sulfurico (H2SO4). O tratamento acido iniciou-se com uma concentracao de H2SO4 de 0,1M, testando-se posteriormente tambem uma extracao com H2SO4 com concentracao de 0,05M. No final destas extracoes verificou-se que a LBG obtida em ambas apresentava uma coloracao mais clara do que a LBG bruta, o que representava, numa primeira analise, um bom resultado. Por fim efectuaram-se extracoes solido-liquido com diferentes detergentes, designadamente com Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 65, Tween 80, Tween 85, Triton X-100, Triton X-114 e SDS todos a uma concentracao de 0,1% (v/v) a excepcao do Tween 65 em que foi utilizada uma concentracao de 0,1% (p/v), porque a temperatura ambiente este detergente e solido. No final destas extracoes concluiu-se que na maioria dos casos a LBG apresentava uma coloracao mais clara do que a LBG bruta. Para quantificar as proteinas extraidas atraves de cada um dos tratamentos acima mencionados utilizaram-se dois metodos, o metodo de Bradford para quantificar as proteinas presentes nos sobrenadantes das extracoes e o metodo de Kjeldahl para quantificar as proteinas ainda presentes na LBG apos as extracoes. Analisando os resultados obtidos por estes metodos concluiu-se que a extracao efetuada com Tween 80, em que se efectuou uma lavagem adicional a LBG durante a filtracao com uma solucao de agua destilada e etanol a 40% (v/v), foi a que apresentou melhores resultados. Assim, foi com esta amostra proteica que se prosseguiram os estudos as proteinas. Para realizar os estudos as proteinas extraidas efectuou-se uma eletroforese em SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis) com o intuito de verificar o estado da amostra. Analisando os geles obtidos constatou-se que a amostra se encontrava em boas condicoes. Deste modo realizou-se uma eletroforese bidimensional (2 – D) das proteinas extraidas da LBG. Nesta tecnica, como se desconheciam que tipo de proteinas se encontravam presentes na amostra utilizou-se uma banda de pH para a Focagem Isoelectrica (1a Dimensao) entre 3 e 10 e a separacao por Peso Molecular (2a Dimensao) foi efetuada em SDS-PAGE. Analisando os geles obtidos concluiu-se que a maioria das proteinas presentes nesta amostra apresentam pontos isoelectricos na gama de pH entre 5 e 6 e tem pesos moleculares entre 40 e 60 kDa. Pode-se entao concluir que o objectivo deste trabalho foi apenas parcialmente atingido uma vez que se conseguiu extrair e estudar algumas das caracteristicas das proteinas presentes na LBG, mas nao se alcancou a sua clarificacao.