Estimation of partition, free and specific diffusion coefficients of paclitaxel and taxanes in a fixed bed by moment analysis: experimental, modeling and simulation studies

Marco Aurélio Cremasco, Linda Nien-Hwa Wang
2012 Acta Scientiarum: Technology  
Estimation of partition, free and specific diffusion coefficients of paclitaxel and taxanes in a fixed bed by moment analysis: experimental, modeling and simulation studies Acta Scientiarum. Technology, vol. 34, núm. 1, enero-marzo, 2012, pp. 33-40 Universidade Estadual de Maringá Maringá, Brasil ABSTRACT. Paclitaxel, as known Taxol ® , is an important agent in cancer treatment, founded in mixture with many structural analogs, or taxanes, present in natural source or plant tissue culture broth.
more » ... The adsorption techniques are used in the purification of placlitaxel from that complex mixture, but despite of the strategy it is important to know the basic parameters associated with any process, such as isotherms and mass transfer parameters. In this paper is presented a simple model to estimate these parameters by moment analysis. After to consider linear isotherm for adsorption, the partition coefficient, free and effective diffusion coefficients of paclitaxel and four major components, in a plant tissue culture broth, were estimated from the first and second moments of peaks in pulse-elution chromatograms. The experimental chromatograms at two flow rates are compared with those ones from model, also proposed in this work. The experimental results of free diffusion coefficient are compared with that ones from the Literature. Estimativa dos coeficientes de partição, difusividades livre e específica do paclitaxel e outras taxanas em um leito fixo pela técnica da análise de momento: estudos experimental, de modelagem e simulação RESUMO. O paclitaxel, também conhecido como Taxol ® , é um importante agente anti cancerígeno, encontrado em mistura com vários compostos análogos, reconhecidos como taxanas, em fontes naturais ou em culturas de caldo cultivado. Técnicas de adsorção são utilizadas para extrair o paclitaxel dessa mistura complexa. Todavia, independentemente da estratégia de separação do paclitaxel, é fundamental o conhecimento de parâmetros básicos associados a qualquer processo, tais como isotermas de equilíbrio e coeficientes de transferência de massa. Apresenta-se neste artigo um modelo simples para estimar tais grandezas utilizando-se a técnica de análise de momentos de curvas cromatográficas. Após admitir que a adsorção obedeça isoterma linear, os valores dos coeficientes de partição, de difusão livre e de difusão efetiva para o paclitaxel e outros quatros componentes presentes no caldo cultivado, são estimados a partir dos primeiros e segundos momentos de pulsos cromatográficos. Os cromatogramas experimentais são comparados com aqueles advindos de um modelo também utilizado neste artigo, bem como o valor experimental do coeficiente de difusão do paclitaxel é comparado com valores advindos do uso de correlações encontradas na Literatura. Palavras-chave: câncer, taxol, transferência de massa.
doi:10.4025/actascitechnol.v34i1.8060 fatcat:6yxw6eht2jfk5b254bodfqfcya