TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH-KTNN
======
ĐẶNG THỊ YẾN
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG
THUỐC OMEPRAZOLE CỦA
MÀNG CELLULOSE VI KHUẨN LÊN MEN
TỪ MÔI TRƯỜNG NƯỚC DỪA GIÀ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sinh lý học người và động vật
HÀ NỘI, 2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH-KTNN
======
ĐẶNG THỊ YẾN
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG
THUỐC OMEPRAZOLE CỦA
MÀNG CELLULOSE VI KHUẨN LÊN MEN
TỪ MÔI TRƯỜNG NƯỚC DỪA GIÀ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sinh lý học người và động vật
Người hướng dẫn khoa học
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài này là của chính tôi thực hiện dưới sự hướng
dẫn của TS. Nguyễn Phúc Hưng. Những số liệu kết quả nghiên cứu trong khóa
luận này là trung thực và không trùng lặp hay sao chép với một đề tài nào khác.
Những trích dẫn, kết quả nghiên cứu có trong khóa luận lấy từ các công bố chính
thức và có ghi chú rõ ràng.
Hà Nội, tháng 05 năm 2018
Sinh viên
Đặng Thị Yến
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1. Lí do chọn đề tài ................................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu .......................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................... 2
4. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................ 2
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn............................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU .......................................................... 4
1.1. Giới thiệu tổng quan về đối tượng, lĩnh vực nghiên cứu ................................ 4
1.1.1. Đặc điểm phân loại của Acetobacter xylinum ............................................. 4
1.1.1.1. Vị trí phân loại........................................................................................... 4
1.1.1.2. Đặc điểm vi khuẩn Acetobacter xylinum .................................................. 4
1.1.1.3. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn A. xylinum .......................................... 4
1.1.2. Cấu trúc và đặc tính của màng CVK tạo bởi Acetobacter xylinum ............. 5
1.1.2.1. Cấu trúc của màng CVK ........................................................................... 5
1.1.2.2. Đặc tính của màng CVK ........................................................................... 5
1.1.2.3. Sinh tổng hợp CVK ................................................................................... 6
3.4. Kết quả quét phổ và xây dựng phương trình đường chuẩn của Omeprazole 26
3.5. Màng sau khi được nạp thuốc Omeprazole................................................... 30
3.6. Lượng thuốc giải phóng từ màng CVK vào các môi trường pH .................. 33
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 40
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu ...................................... 10
Bảng 2.2. Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu................................. 11
Bảng 2.3: Thành phần môi trường tạo màng CVK .............................. 12
Bảng 3.1. Bảng nồng độ Omeprazole giá trị OD 276nm (pH = 2) ...... 27
Bảng 3.2. Bảng nồng độ Omeprazole giá trị OD 275nm (pH = 4,5) ... 28
Bảng 3.3. Bảng nồng độ Omeprazole giá trị OD 275nm (pH = 6,8) ... 29
Bảng 3.4. Giá trị trung bình của 3 lần đo được của màng dừa ............ 31
hấp thụ thuốc Omeprazole ................................................................... 31
Bảng 3.5: Khối lượng thuốc omeprazole hấp thụ vào màng CVK ...... 32
tại thời điểm 2h .................................................................................... 32
Bảng 3.6. Mật độ quang khi tiến hành giải phóng thuốc trong các môi
trường pH khác nhau tại các thời điểm khác nhau (n = 3)................... 33
Bảng 3.7. Tỉ lệ phần trăm giải phóng thuốc omeprazole của các màng
ở các môi trường pH khác nhau trong các khoảng thời gian khác nhau
.............................................................................................................. 36
Bảng 3.8: Hệ số tương quan R2, tốc độ giải phóng thuốc (k) và trị số số
mũ giải phóng (n) đối với các môi trường pH khác nhau .................... 38
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Sơ đồ tinh chế màng CVK ................................................................. 13
Hình 2.2. Chuẩn bị môi trường đệm ở pH 2; 4,5; 6,8 ....................................... 18
còn ở mức độ khiêm tốn, các nghiên cứu ứng dụng mới chỉ dừng lại bước đầu
nghiên cứu.
Omeprazole được dùng để điều trị các rối loạn về dạ dày và thực quản
(như trào ngược axit, viêm loét). Thuốc hoạt động bằng cách làm giảm lượng
axit do dạ dày tiết ra. Thuốc giúp làm giảm các triệu chứng như ợ nóng, khó nuốt
và ho dai dẳng. Thuốc giúp chữa lành tổn thương dạ dày và thực quản do axit,
giúp ngăn ngừa các vết loét, và có thể giúp ngăn ngừa ung thư thực quản.
Omeprazole thuộc nhóm thuốc ức chế bơm proton (PPI).
1
Nhờ những đặc tính độc đáo trên của CVK nhằm tăng khả năng hấp thụ
thuốc có kiểm soát, tăng khả dụng sinh học của thuốc Omeprazole trong điều trị
bệnh, chúng tôi quyết định chọn đề tài: “Ngiên cứu khả năng giải phóng thuốc
omeprazole của màng cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường nước dừa
già”.
2. Mục đích nghiên cứu
- Thiết kế hệ thống màng CVK được lên men từ môi trường nước dừa già.
- Nghiên cứu khả năng giải phóng thuốc Omeprazole của màng CVK lên
men từ môi trường nước dừa già.
- Sử dụng màng để bảo vệ thuốc Omeprazole tránh tác nhân gây ảnh hưởng
tới thuốc trong quá trình sử dụng.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tạo màng và xử lí màng CVK lên men từ môi trường nước dừa già.
- Thiết kế, chế tạo màng CVK nạp thuốc Omeprazole.
- Nghiên cứu khả năng giải phóng Omeprazole từ hệ thống CVK đã được
nạp thuốc ở môi trường pH khác nhau, định hướng sử dụng.
4. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phòng thí
1.1. Giới thiệu tổng quan về đối tượng, lĩnh vực nghiên cứu
1.1.1. Đặc điểm phân loại của Acetobacter xylinum
1.1.1.1. Vị trí phân loại
A. xylinum thuộc nhóm vi khuẩn Acetic, chi Acetobacter, họ
Pseudomonadaceae.
Là loại hiếu khí bắt buộc, có chu mao và sản xuất cellulose ngoại bào.
Theo khóa phân loại của Bergey, A. xylinum thuộc:
+ Lớp: Schizomycetes
+ Bộ: Pseudomonadales
+ Bộ phụ: Pseudomonadieae
+ Họ: Pseudomonadaceae
1.1.1.2. Đặc điểm vi khuẩn Acetobacter xylinum
A. xylinum có dạng hình que, thẳng hay hơi cong, kích thước ngang khoảng
0,6 - 0,8µm, dài khoảng 2 - 3µm, vi khuẩn không sinh bào tử, gram âm, không di
động, sắp xếp riêng rẽ đôi khi xếp thành chuỗi. Nhưng khi tế bào già hay do điều
kiện môi trường nuôi cấy, hình dạng có thể bị biến đổi: tế bào dài hơn, phình to
ra, phân nhánh hoặc không phân nhánh.
Trong môi trường nuôi cấy rắn, sau khoảng từ 3 – 7 ngày nuôi cấy, sẽ thu
được khuẩn lạc nhỏ rồi lớn dần, đường kính hạt từ 2 – 5mm, tròn, nhày, rìa mép
trơn, có màu kem, hơi trong. Nhưng sau một tuần khuẩn lạc to, đục, có màu cafe
sữa rồi khô dần.
1.1.1.3. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn A. xylinum
4
A. xylinum là loài vi khuẩn hiếu khí. Nhiệt độ tối ưu cho vi khuẩn phát triển
từ 25 – 300C, ở 370C tế bào sẽ bị suy thoái hoàn toàn và nhiệt độ thích hợp nhất
là 250C. Vi khuẩn tăng trưởng trong khoảng pH từ 3 - 8, pH tối ưu để sản xuất
cellulose là 5,5.
công nghiệp khác nhau trong đó có y học.
1.1.2.3. Sinh tổng hợp CVK
Quá trình lên men:
-
Pha sinh trưởng
-
Pha tích tụ sản phẩm
-
Quá trình tổng hợp cellulose của A. xylinum
1.1.2.4. Môi trường nuôi cấy A. xylinum
Môi trường nuôi cấy A. xylinum là môi trường tổng hợp từ các nguồn dinh
dưỡng cần thiết như nguồn cacbon, nito, nguồn sulfur và phospho, các yếu tố
tăng trưởng và các yếu tố vi lượng.
Nhu cầu sử dụng đường của A. xylinum là rất lớn và giữ vai trò quan trọng
trong quá trình tổng hợp CVK nên có rất nhiều nghiên cứu và đề nghị sử dụng
các sản phẩm thứ cấp trong các ngành công nghiệp khác như: rỉ đường, nước dừa
già, nước mía...để làm nguyên liệu trong nuôi cấy A. xylinum. Trong đó nước dừa
già được xem là môi trường điển hình trong nuôi cấy A. xylinum.
Nước dừa già là môi trường thích hợp để nuôi cấy vi khuẩn do trong nước
dừa chứa rất nhiều chất dinh dưỡng và chất kích thích tăng trưởng như 1,3 diphenyllurea, hexitol, cytolunin, myoinositol, sorbitol,...Vì vậy, A. xylinum rất
thích hợp phát triển trong môi trường này.
Nước dừa sau khi thu hoạch được sử dụng không quá 3 ngày, tránh để lâu
6
trong huyết tương là sulfon, sulfua, hydroxyl omeprazole. 80% các chất chuyển
hóa bài tiết trong nước tiểu, 20% bài thải theo phân.
Thuốc Omeprazole chỉ định: loét tá tràng tiến triển, loét dạ dày tiến triển,
viêm thực quản do hồi lưu dạ dày - thực quản, hội chứng Zollinger - Ellison [1,
12].
Liều tiêu chuẩn: 20mg/ ngày
Tác dụng phụ: thuốc dung nạp tốt. Các triệu chứng như buồn nôn, nhức
đầu, đầy hơi và táo bón rất hiếm. Thỉnh thoảng có ban da nhưng biểu hiện này
thường nhẹ và chóng hết.
1.2. Giới thiệu tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.2.1. Trên thế giới
Trên thế giới màng Cellulose vi khuẩn đã được ứng dụng rất nhiều trong
các lĩnh vực công nghệ khác nhau: như dùng làm màng phân tách cho quá trình
xử lí nước, chất mang đặc biệt cho các pin và năng lượng cho tế bào, dùng làm
chất biến đổi độ nhớt trong sản xuất các sợi truyền quang, làm môi trường cơ
chất trong sinh học, thực phẩm hay thay thế thực phẩm. Đặc biệt trong lĩnh vực y
học, màng CVK đã được ứng dụng làm da tạm thời thay thế da trong quá trình
điều trị bỏng, loét da, làm mạch máu nhân tạo điếu trị các bệnh tim mạch; làm
mặt nạ dưỡng da cho con người.
1.2.2. Ở Việt Nam
8
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng màng CVK còn ở mức độ khiêm
tốn, các nghiên cứu ứng dụng mới chỉ dừng lại bước đầu nghiên cứu. Các kết
quả ứng dụng của màng CVK hầu như mới chỉ dừng lại ở điều kiện thí nghiệm.
Trong những năm gần đây phòng thí nghiệm Thực vật - Vi sinh Trường Đại
học Sư phạm Hà Nội 2 phân lập tuyển chọn được chủng A. xylinum BHN có khả
năng tạo màng CVK và những nghiên cứu bước đầu cho thấy màng CVK từ
Mỹ
2
Nước dừa già
3
D- Glucose
Trung Quốc
4
Axit acetic
Việt nam
5
Amoni sulfat
Trung Quốc
6
Disodium phosphate
Trung Quốc
12
Kali dihidrophotphat
Trung Quốc
2.1.3. Thiết bị và dụng cụ
Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu như bảng 2.2:
10
Bảng 2.2. Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
Thiết bị
Nước sản xuất
Địa điểm nghiên cứu
Nồi hấp khử trùng HV- Nhật Bản
Viện NCKH&ƯD Trường
110/HIRAIAMA
ĐHSP Hà Nội 2
Máy đo quang phổ UV- Shimadru - Nhật Bản
từ
gia
nhiệt IKA - Đức
Viện NCKH&ƯD Trường
CC162
ĐHSP Hà Nội 2
Máy lắc tròn tốc độ chậm Orbital
Viện NCKH&ƯD Trường
Shakergallenkump
– ĐHSP Hà Nội 2
Anh
Tủ lạnh Daewoo, tủ
Viện
lạnh sâu
NCKH&ƯD
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Acid axetic 2%
(NH4)2SO4 0,5g
10% dịch giống A. xylinum
Pepton 10g
Hấp trong nồi khử trùng ở 113°C, 15 phút. Sau đó môi trường được khử
trùng bằng tia UV trong 30 phút để nguội môi trường rồi bổ sung thêm 10% dịch
giống và 2% acid acetic. Cuối cùng, ủ tĩnh trong khoảng 6 - 14 ngày ở 26°C
thu màng.
12
2.3.3.Phương pháp xử lý màng CVK trước khi nạp Omeprazole
Sau khi ủ tĩnh trong 6 - 14 ngày ở 26°C, màng CVK được nhúng vào nước
cất, và sau đó các màng CVK được tinh chế bằng cách rửa nhiều lần theo quy
trình được thể hiện ở sơ đồ hình 2.1 dưới đây:
Tách màng CVK thô
Ép loại nước
Ngâm trong NaOH 3%
48h, rửa và ép
Hấp trong nồi hấp
113℃, 1 giờ
Ngâm trong nước
48h, kiểm tra tạp chất
CVK tinh chế
của protein với acid triclor acetic.
Tiến hành: + CVK tinh chế được cắt nhỏ, cho vào 50ml nước cất, lắc kỹ
với máy rung siêu âm trong 10 phút.
+ Dùng dung dịch acid triclor acetic 1% để phát hiện sự hiện diện của
protein trong dịch chiết màng.
+ Mẫu chứng âm là nước cất và mẫu chứng dương là dung dịch pepton 1%
(pepton đã sử dụng để nuôi cấy vi khuẩn).
14
+ Phản ứng dương tính khi cho kết tủa đục. So sánh với mẫu chứng âm
không chứa protein [3].
Vật liệu CVK tinh chế dùng để tạo màng nạp thuốc phải đạt được những
tính chất sau:
+ Cảm quan: mềm mại, dẻo dai, mỏng, có khả năng áp sát vào da, có tính
che phủ tốt.
+ Độ ẩm thích hợp, có khả năng hút nước và dịch mô.
2.3.5. Phương pháp dựng đường chuẩn
Nguyên lí: Sử dụng máy đo quang phổ tử ngoại UV - 2450 đo mật độ quang
phổ (OD) của Omeprazole ở các nồng độ khác nhau với bước sóng 275nm.
Máy quang phổ bao gồm hệ thống quang học có khả năng cung cấp ánh
sáng đơn sắc trong dải từ 200 – 800nm. Và có hai cuvet đo dùng cho dung dịch
thử và dung dịch đối chiếu được làm từ chất liệu thạch anh, dung sai về độ dài
quang trình của cốc đo là ±0,005cm. Các cuvet đo được làm sạch và thao tác
thận trọng [1].
Thực hiện:
+ Chuẩn bị dung dịch mẫu trắng: NaOH 0,1N.
+ Chuẩn bị dung dịch mẫu chuẩn chứa thuốc Omeprazole ở các nồng độ
(mg/ml) khác nhau: 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50% mg/ml trong dung môi
Sau khi tính được lượng thuốc Omeprazole có trong dung dịch ta tính
được khối lượng thuốc Omeprazole được hấp thụ vào màng CVK theo công thức
2:
mht = m1 - m2 (2)
Trong đó: mht là khối lượng thuốc Omeprazole được hấp thụ vào
màng CVK (mg).
m1 là khối lượng thuốc Omeprazole ban đầu (mg).
16
m2 là khối lượng thuốc Omeprazole trong dung dịch sau
khi hấp thụ (mg).
Hiệu suất nạp thuốc vào màng CVK được tính theo công thức 3:
EE (%) = mht/m1 x 100% (3)
Trong đó: EE: phần trăm thuốc nạp vào màng.
2.3.7. Chuẩn bị môi trường đệm
Pha 3 dung dịch đệm có pH là 2; 4,5; 6,8 theo cách pha chế một số dung
dịch chuẩn độ theo Dược điển Việt Nam [1].
+ Dung dịch đệm pH = 2,0: Hoà tan 6,57g kali clorid trong nước, thêm
119ml dung dịch acid hydrocloric 0,1M và thêm nước vừa đủ 1000ml, đo pH và
hiệu chỉnh pH nếu cần (Dùng HCl hoặc NaOH).
+ Dung dịch đệm pH = 4,5: Hòa tan 6,8g kali dihydro phosphat trong
1000ml nước, đo pH và hiệu chỉnh pH nếu cần (Dùng H3PO4 hoặc KOH).
+ Dung dịch đệm pH = 6,8: Hoà tan 28,80g dinatri hydrophosphat và
11,45g kali dihydrophosphat trong nước vừa đủ 1000ml, đo pH và hiệu chỉnh pH
nếu cần (Dùng H3PO4 hoặc KOH hay NaOH).
17