Il modello di Langmuir applicato all'adsorbimento di proteine

Studiare il modo in cui le proteine si adsorbono su una superficie solida ha assunto negli ultimi anni una particolare rilevanza, considerando l’interesse per innumerevoli campi di ricerca, tra i quali la medicina, le scienze farmaceutiche, le scienze analitiche, le biotecnologie e i biomateriali. In genere, per studiare l’adsorbimento di una specie, si ricorre all’utilizzo di una curva isoterma, costruita a temperatura costante mettendo in relazione la quantità di specie adsorbita e la sua concentrazione presente nel gas o in soluzione, a seconda se ci riferiamo ad un adsorbimento gas-solido o liquido-solido. Le isoterme di adsorbimento di proteine danno spesso l’impressione di avere una forma simile all’isoterma di Langmuir, per questo in letteratura scientifica è abbastanza comune trovare l’adsorbimento di questa specie descritto attraverso l’equazione di Langmuir. Bisogna dire però che, la somiglianza tra le curve, non è una condizione sufficiente per legittimare quest’ ipotesi. Esistono infatti quattro condizioni fondamentali che il sistema deve soddisfare affinchè il modello di Langmuir possa essere utilizzato come riferimento per il processo di adsorbimento. In sintesi le condizioni sono: i) tutti i siti di adsorbimento devono essere considerati equivalenti, distinguibili e indipendenti; ii) ogni sito di adsorbimento deve legare solo una molecola di soluto; iii) i soluti adsorbiti non devono interagire tra di loro in modo da non influenzare il loro comportamento di adsorbimento e; iv) l’intero processo deve poter essere considerato dinamicamente reversibile. In questo elaborato, dopo aver esaminato dettagliatamente il modello di Langmuir, si analizza il comportamento delle proteine illustrandone le deviazioni da tale modello.