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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Felipe de Oliveira Cintra
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2014
Supervisor
Committee
Takagi, Mickie (President)
Giudici, Reinaldo
Gomez, José Gregorio Cabrera
Title in Portuguese
Modelagem Matemática e otimização da produção de exopolissacarídeo de Haemophilus influenzae tipo b.
Keywords in Portuguese
Haemophilus
Bactérias gram-negativas
Modelos matemáticos
Planejamento de experimentos ótimos
Polissacarídeos bacterianos
Vacinas
Abstract in Portuguese
Haemophilus influenzae tipo b (Hib) é uma patógeno causador de doenças como meningite. O polissacarídeo capsular (PRP) é usado como antígeno vacinal. O alto custo da vacina provém da instabilidade do PRP. Este trabalho tem por finalidade otimizar o processo de produção do PRP. Primeiro, foi escolhido um modelo matemático para a descrição da cinética de Hib. Em seguida, foi realizado um desenho experimental para avaliar os efeitos de pH e temperatura sobre a cinética. Tanto a produtividade de PRP quanto sua massa molecular foram máximas em pH 7,1, porém em temperaturas mais altas a produtividade foi maior e a massa molecular menor. As condições otimizadas foram definidas como pH 7,1 e 30 °C. Nestas condições, a massa molecular foi cerca de 78 % maior que nas condições da literatura de 37°C e pH 7,5, com uma produção de PRP equivalente. Isto resultou em maior recuperação na primeira etapa de purificação, comprovando que a condição de cultivo otimizada pode contribuir em melhores rendimentos durante o processo e assim impactar na redução do custo final da vacina.
Title in English
Mathematical modelling and optimization of the production of exopolysaccharide from Haemophilus influenzae type b.
Keywords in English
Haemophilus
Bacterial polysaccharides
Design of experiments
Gram-negative bacteria
Mathematical models
Vaccines
Abstract in English
Haemophilus influenzae type b (Hib) is a pathogen responsible for deseases like meningitis. The capsular polysaccharide (PRP) is used as antigen in vaccines. The high cost of the vaccine is due to instability of PRP. The goal of this work is to optimize the production of PRP. First, a mathematical model was selected to describe Hib kinetics. Then, an experimental design was carried out to evaluate the effects of pH and temperature. Both PRP productivity and molecular mass were optimal in pH 7.1, but at higher temperature productivity increased and molecular mass decreased. The optimal conditions were set at pH 7.1 and 30 °C. In these conditions, the molecular mass was 78 % higher, with the same amount of PRP produced. This resulted in higher recovery at the first step of purification, ensuring that the improved conditions may contribute with processes efficiency and enable reduction of the final cost of the vaccine.
 
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Release Date
2019-09-02
Publishing Date
2015-09-04
 
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