L’agarosio è un polimero lineare di origine naturale estratto dalle pareti cellulari di alcune alghe rosse, appartenenti alla classe delle Rhodophyceae che si trovano prevalentemente nell’Oceano Pacifico e nell’Oceano Indiano.
Unitamente all’agaropectina, è uno dei componenti dell’agar agar che è un polisaccaride dalle proprietà gelificanti.
Presenta un elevato grado di polimerizzazione poiché ha un peso molecolare di almeno 120000 amu corrispondente a circa 800 residui zuccherini
È un polimero costituito da unità di D-galattosio e di 3,6-anidro-L-galattosio legate da legame glicosidico α-(1→3) e β-(1→4).
Proprietà dell’agarosio
È un composto biodegradabile e biocompatibile e, in acqua, è un tipico colloide fortemente idrofilo, liofilo ed estremamente inerte. Ha la capacità di formare gel stabili in modo reversibile.
In acqua bollente, infatti, le soluzioni di agarosio hanno una conformazione casuale e fluttuante.
Quando le soluzioni sono raffreddate al di sotto di 45 °C, si verifica la gelificazione, poiché si ottiene una struttura rigida ordinata con formazione di eliche coassiali singole e doppie.
Queste eliche sinistrorse sono stabilizzate dall’interazione con l’acqua all’interno delle cavità e dall’interazione tra catene di gruppi ossidrilici, consentendo l’aggregazione fino a 10.000 eliche in microdomini sferici. La transizione è completamente reversibile senza modificare le proprietà meccaniche del gel, a meno che non si utilizzino valori di pH inferiori a 4 o agenti ossidanti.
Il processo di gelificazione dipende dalla formazione del legame a idrogeno e può essere prevenuto dalla presenza di agenti caotropici, classe eterogenea di composti organici che hanno la capacità di rompere i legami a idrogeno
Elettroforesi
L’elettroforesi su gel di agarosio è una tecnica di biologia molecolare utilizzata per analizzare e separare frammenti di DNA e RNA da una miscela complessa.
Contrariamente ad altri supporti idrofili come destrano, poliacrilammide e alcol polivinilico, i gel di agarosio non si restringono né si rigonfiano in modo apprezzabile al variare dei solventi.
L’architettura della rete polimerica rimane pressoché invariata quando le molecole d’acqua, ospitate all’interno dei pori del gel, sono espulse e sostituite da altri solventi come l’acetone.
Il gel è costituito da una rete di pori che consentono di separare le molecole in base alla loro grandezza e funge quindi da setaccio. Le molecole più piccole attraversano più velocemente i pori rispetto a quelle di dimensioni maggiore e quindi si avrà una separazione in funzione della velocità.
Immobilizzazione enzimatica
L’uso di enzimi nella catalisi omogenea ha numerose limitazioni che ostacolano la fattibilità economica dei processi. La produzione su larga scala di enzimi, ad esempio, è molto costosa ed inoltre dopo la reazione, gli enzimi solubili contaminano i prodotti di reazione, poiché il loro recupero è molto complesso e costoso.
Molti di questi inconvenienti possono essere superati rendendo l’enzima insolubile nel mezzo di reazione. Con il termine immobilizzazione enzimatica si intendono le numerose tecniche volte ad attaccare enzimi su matrici solide, conservando almeno parte della loro attività catalitica. Durante lo sviluppo di un processo di immobilizzazione, la prima scelta è la scelta di un adeguato supporto solido.
Poiché gli enzimi sono generalmente instabili in ambienti idrofobici, i materiali idrofili formano le migliori matrici per scopi di immobilizzazione.
Sia i supporti organici che quelli inorganici sono comunemente descritti nelle procedure di immobilizzazione
Esistono diverse classi di supporti organici, come l’agarosio che, oltre a essere idrofilo, è disponibile in un’ampia varietà di dimensioni dei pori e resistente all’agitazione meccanica. Inoltre, la dimensione delle particelle può essere modulata, da mm a µm, a seconda dell’applicazione finale.