MỤC LỤC
1
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT HÀ NỘI – AMSTERDAM (CẦU GIẤY)
**************
ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC, KỸ THUẬT
DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CẤP THÀNH PHỐ
LẦN THỨ TƯ (NĂM HỌC 2014 - 2015)
Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ ĐỘC TÍNH CỦA TARTRAZINE LÊN SỰ PHÁT
TRIỂN CỦA PHÔI CÁ NGỰA VẰN
Lĩnh vực: Biochemistry
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
- TS. Lê Quỳnh Liên
- Đơn vị công tác: Viện Hóa sinh biển,
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam.
TÁC GIẢ:
1. Nguyễn Thanh Khoa Lớp: 11H1
Trường: THPT Hà Nội- Amsterdam
2. Bùi Minh Đức Lớp: 11A1
Trường: THPT Hà Nội-Amsterdam
Hà Nội, tháng 12 năm 2013
MỤC LỤC 1
DANH MỤC BẢNG 2
PHẦN I: LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 3
I.1. Lí do chọn đề tài 3
PHẦN II: TỔNG QUAN 4
II.1. Tartrazine 4
II.2. Phôi cá ngựa vằn với vai trò đối tượng thử độc tính 5
II.3. Tính mới của đề tài: 5
PHẦN III: QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ 5

TI
Teratogenic index - chỉ số đánh giá mức độ độc hại của hóa chất.
TI = LC
50
/EC
50
. Nếu TI > 1, hóa chất được coi là chất có ảnh
hưởng gây quái thai là chủ yếu, nếu TI<1, hóa chất được cho là
chất có ảnh hưởng gây chết là chủ yếu
ADHD
Attention deficit hyperactivity disorder: rối loạn tăng động giảm
chú ý
PHẦN I: LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
I.1. Lí do chọn đề tài
Các chất hóa học đã trở thành một phần không thể tách rời của cuộc sống hiện
đại. Vai trò của các hóa chất là không thể thay thế trong các ngành công nghiệp và kinh
tế hiện đại, nhất là các ngành liên quan đến sản xuất hàng hóa. Bên cạnh những lợi ích
nhãn tiền của hóa chất, một số loại hóa chất và cách sử dụng chưa hợp lí của con người
đang tạo ra những tác động tiêu cực lên môi trường và sức khỏe con người. Việc thử
độc tố của các chất hóa học trong thế kỷ XXI ngày càng trở nên cấp thiết.
3
Phôi cá ngựa vằn (tên khoa học là Danio rerio) là một mô hình độc tính hóa chất
ngày càng phổ biến với nhiều đặc tính ưu việt như dễ dàng quan sát sự phát triển bởi
phôi cá ngựa vằn trong suốt, có thể quan sát được những biến đổi về hình thái bên
trong, số lượng phôi lớn và có thể chủ động, quá trình phát triển phôi sớm (gần giống
với sự phát triển của các loài động vật có xương sống, hệ gen đã được giải mã và tương
đồng cao với con người). Hơn nữa phương pháp nghiên cứu sử dụng phôi cá ngựa vằn
sẽ giúp tiết kiệm nhiều thời gian, chi phí và không vấp phải các vấn đề đạo đức.
Tartrazine là một chất phụ gia được đánh số E102 trong Hệ thống đánh số phụ gia
thực phẩm được Ủy ban mã thực phẩm châu Âu chấp nhận, là một phụ gia thực phẩm

mẫu thử tiềm năng để áp dụng vào việc thử hóa chất. Bên cạnh đó, sự phát triển của
phôi cá ngựa vằn khá giống với sự phát triển của hầu hết các loài động vật có xương
sống, nhưng nhanh hơn (hình thành ấu trùng sau 72 giờ ), có thể quan sát được dưới
kính hiển vi. Bộ gen của loài này chung với bộ gen của con người từ 60 - 80%, trong đó
có cả các gen liên quan tới các đặc điểm vận động.
II.3. Tính mới của đề tài:
Tartrazine là một chất phụ gia được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm và được
cho là rất ít độc cho con người khi tiếp nhận theo đường tiêu hóa. Chính vì vậy, những
nghiên cứu cụ thể về Tartrazine sẽ làm cơ sở vững chắc để biết được mức độ độc hại
của Tartrazine lên cơ thể sống. Với một đối tượng thử độc tính mới có nhiều đặc tính ưu
việt là phôi cá ngựa vằn, nghiên cứu của nhóm đề tài sẽ phần nào làm rõ hơn được điều
này. Tartrazine tuy không phải là một chất mới được tìm ra song việc nghiên cứu tính
độc hại của chất này trên phôi cá ngựa vằn chưa được một tài liệu nào trên thế giới công
bố. Đề tài này sẽ đưa ra những số liệu khách quan để phản ánh ảnh hưởng của
Tartrazine lên phôi cá ngựa vằn, qua đó làm cơ sở để liên hệ với ảnh hưởng của
Tartrazine lên cơ thể người.
PHẦN III: QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ
III.1. QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU
III.1.1. Mục đích nghiên cứu
Đề tài này nhắm tới việc tìm hiểu ảnh hưởng độc tính của Tartrazine lên phôi cá
ngựa vằn để đưa ra những số liệu để phản ánh được mức độ độc tính của Tartrazine trên
phôi cá ngựa vằn.
Đề tài hướng tới những mục đích chính như sau:
5
• Nghiên cứu tìm ra khoảng nồng độ trong đó Tartrazine thể hiện ảnh hưởng độc
tính tới phôi cá ngựa vằn.
• Nghiên cứu các kiểu biến dạng chính mà Tartrazine gây ra cho phôi cá ngựa
vằn.
• Tìm được các giá trị LC
50

Dụng cụ Nơi sản xuất
Micropipette 10-1000µL Gilson (Hoa Kì)
Pipet bán tự động Sigma Aldrich (Hoa Kì)
Đĩa Petri Corning (Hoa Kì)
6
Đĩa 24-giếng Corning (Hoa Kì)
Kính hiển vi soi nổi Carl Zeiss (Đức)
III.1.3. Phương pháp tiến hành
Dựa theo hướng dẫn của OECD về việc thực hiện thí nghiệm thử độc tính trên
phôi cá ngựa vằn vào 2013, thực nghiệm được tiến hành theo các bước sau:
• Ghép cá bố mẹ để cho sinh sản
• Thu nhận và rửa phôi
• Chọn phôi đang phát triển
• Phơi nhiễm phôi trong hóa chất
• Đánh giá các biến đổi hình thái phôi và xác định tỷ lệ phôi chết
• Phân tích kết quả
III.1.3.1 Nuôi dưỡng cá ngựa vằn trưởng thành
Tập hợp và chọn cá trưởng thành: Ấu trùng cá ngựa vằn được giữ trong bể nuôi,
nhiệt độ 26 - 28°C, theo chu kì 14h sáng/10h tối trong 1 ngày, cho ăn hàng ngày và hút
chất thải 2h sau khi cho ăn. Đến khi cá trưởng thành (sau 5 - 6 tháng), cá đực và cá cái
được tách riêng vào các bể khác nhau. Các con trưởng thành được chia thành các cặp,
giao phối theo cặp, mỗi cặp từ 3 đến 4 lần. Nếu kết quả tốt thì cá được tách nhau ra.
Ngược lại, tráo các cặp và giao phối lại để chọn những con đực và cái có khả năng sinh
sản tốt. Những cặp tốt sẽ có những đặc tính sau: trung bình khoảng 100 trứng mỗi lần
sinh sản (3 - 4 ngày), tỷ lệ thụ tinh cao (trên 90%), tỷ lệ phôi thụ tinh nở cao hơn 75%,
tỷ lệ phôi dị dạng nhỏ hơn 10%.
7
Hình 1. Bể nuôi cá ngựa vằn trưởng thành
Sinh sản:
Trước ngày sinh sản, thả cá đực và cá cái vào cùng một bể chứa được ngăn cách

Mỗi ngày, hóa chất và E3 sẽ được thay thế 700 µl mỗi giếng. Phơi nhiễm kéo dài
đến 4dpf (96hpf).
Quan sát phôi: Đánh giá sự phát triển của phôi dựa trên các tiêu chuẩn sau:
Bảng 3. Bảng đánh giá sự phát triển phôi
III.1.3.3. Phương pháp đánh giá
Mỗi thí nghiệm được làm lại ít nhất 3 lần
10
Nếu chỉ có ít hơn 2 phôi chết trong 4 phôi ở các giếng đối chứng nội thì kết quả
thí nghiệm ở đĩa đó được chấp nhận. Ngược lại thì bỏ qua kết quả đĩa đó.
Phân tích kết quả sử dụng phần mềm GraphPad Prism 6.0 để tính được LC
50
,
EC
50
, và TI
Trong đề tài này, mẫu thí nghiệm độc tính có thể được thực hiện bằng cách sử
dụng các điểm đầu cuối khác nhau mà trong số đó có thể là bất kỳ quá trình sinh học
hoặc hóa học, phản ứng, hoặc tác dụng, đánh giá của một bài kiểm tra. Các tiêu chí cơ
bản nhất là sự sống còn và quan sát hình thái học trong và sau khi tiếp xúc với hóa chất
ở các giai đoạn khác nhau. Sau đó, tất cả các giá trị này sẽ được phân tích bằng phần
mềm thống kê, các đường cong nồng độ phản ứng có thể được tạo ra và các chỉ số độc
tính có thể thu được. Có 3 chỉ số quan trọng trong nghiên cứu của chúng tôi:
LC
50
: Median lethal concentration – nồng độ chất cần thiết để làm chết 50% cá
thể ở cuối thí nghiệm
EC
50
: Half Maximal effective concentration – nồng độ mà 50% cá thể chịu ảnh
hưởng dị dạng

Sau 48h:
Tất cả các mẫu đối chứng đều không có các phôi chết hay dị dạng.
12
Từ khoảng nồng độ 0.2g/l đến 4g/l, không có phôi nào bị chết. Ở các nồng độ
cao hơn, tỷ lệ sống giảm xuống, cụ thể: trên 70% ở nồng độ 8g/l và 0% ở nồng độ 16g/l.
Tỷ lệ dị dạng tăng chậm theo các nồng độ song không rõ rệt.
Sau khi xử lý số liệu bằng phần mềm thu được LC
50
= 9.858g/l
Biểu đồ 2.
Đường cong nồng độ thể hiện mức độ phản ứng của phôi cá ngựa vằn với Tartrazine ở
các nồng độ sau 48h.
Đương màu đỏ thể hiện tỷ lệ dị dạng, đường màu đen thể hiện tỷ lệ sống.
Sau 72h:
Tất cả các mẫu đối chứng đều không có các phôi chết hay dị dạng.
Từ khoảng nồng độ 0.2g/l đến 4g/l, không có phôi nào bị chết. Ở các nồng độ
cao hơn, tỷ lệ sống giảm xuống, cụ thể: trên 70% ở nồng độ 8g/l và 0% ở nồng độ 16g/l.
13
Ở giai đoạn 72h do các phôi bước vào giai đoạn nở thành ấu trùng, chúng di
chuyển rất nhanh trong giếng nên khó có thể quan sát được các ảnh hưởng biến dạng
một cách chính xác nên nhóm đã bỏ đường đồ thị biểu hiện tỷ lệ phôi dị dạng ở 72h.
Sau khi xử lý số liệu bằng phần mềm thu được LC
50
= 9.701g/l
Biểu đồ 3.
Đường cong nồng độ thể hiện mức độ phản ứng của phôi cá ngựa vằn với Tartrazine ở
các nồng độ sau 72h
Đường màu đen thể hiện tỷ lệ sống.
Sau 96h:
Tất cả ấu trùng đối chứng đều phát triển ổn định ở lô đối chứng

16
III.2.3. Ảnh hưởng của Tartrazine tới hình thái phôi cá ngựa vằn
Sau 24h:
A. Phôi đối chứng bình thường ở 24h.
B. Phôi ở nồng độ 4g/l không có biểu hiện bất thường
17
C. Phôi ở nồng độ 16g/l cơ thể bị phân huỷ.
Sau 48h:
D. Phôi ở nồng độ 2g/l nở sớm.
E. Phôi ở nồng độ 4g/l có dấu hiệu bị tụ máu noãn hoàng (a) và hoại tử noãn hoàng (b).
F. Phôi bị phù noãn hoàng, không thấy rõ mắt.
18
Sau 96h:
G. Ấu trùng đối chứng có thân thẳng, mắt to, noãn dẹt lại, có sắc tố và cơ thể có đốt.
H. Ấu trùng ở 0.2g/l phát triển bình thường, có dấu hiệu bị tụ máu nhẹ song không đáng
kể.
I. Ấu trùng ở 0.5g/l có dấu hiệu bị tụ máu ở phía trên noãn (c).
19
J. Ấu trùng ở 1g/l có noãn bị phình to (d) và bị tụ máu phía trong noãn (e) khiến cơ thể
bị cong gập.
K. Ấu trùng ở 2g/l bị hoại tử (f) và tụ máu (g) ở noãn, bị phù đầu (h).
L. Ấu trùng ở 4g/l bị hoại tử noãn nghiêm trọng (i) và cong đuôi ở đằng lưng (j).
M. Ấu trùng ở 8g/l bị tụ máu ở noãn (k) và bị phù đầu nghiêm trọng (l)
PHẦN IV: TỔNG KẾT
IV.1. Kết luận
Thí nghiệm đã đạt được kết quả sau:
• Tartrazine chỉ thể hiện độc tính lên sự phát triển của phôi cá ngựa vằn ở khoảng
nồng độ cao 0.2g/l tới 16g/l.
• Tartrazine có TI=6.16 >1 sau 96 giờ phơi nhiễm do đó ban đầu chúng tôi nhận
định đây là chất chất gây quái thai ở nồng độ gây độc