TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH - KTNN

======

TRẦN DUY THỊ PHƢƠNG

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ
THUỐC OMEPRAZOLE CỦA MÀNG
CELLULOSE VI KHUẨN LÊN MEN
TỪ MÔI TRƢỜNG CHUẨN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sinh lý học ngƣời và động vật

HÀ NỘI - 2018


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH - KTNN

======

TRẦN DUY THỊ PHƢƠNG

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ
THUỐC OMEPRAZOLE CỦA MÀNG

CELLULOSE VI KHUẨN LÊN MEN
TỪ MÔI TRƢỜNG CHUẨN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sinh lý học ngƣời và động vật

công bố chính thức và có ghi chú rõ ràng. Các số liệu và kết quả nghiên cứu
trong khóa luận này là trung thực, không trùng lặp với kết quả đã công bố.
Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, tháng 05 năm 2018
Sinh viên

Trần Duy Thị Phƣơng


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CVK

Cellulose vi khuẩn

A. xylinum

Acetobacter xylinum

HS

Hestrin - Schramm

TH1

Trƣờng hợp 1

TH2

Trƣờng hợp 2

1.1.2. Vi sinh vật tổng hợp cellulose.................................................................... 5
1.1.2.1. Vi khuẩn A. xylinum ................................................................................ 6
1.1.2.2. Đặc điểm hình thái của A. xylinum .......................................................... 6
1.1.2.3. Đặc điểm sinh trƣởng của A. xylinum ...................................................... 7
1.1.3. Môi trƣờng nuôi cấy A. xylinum ................................................................. 7
1.2. Tổng quan về thuốc Omeprazole ................................................................. 10
1.2.1. Công thức cấu tạo...................................................................................... 10
1.2.2. Loại thuốc và Dạng thuốc ......................................................................... 10
1.2.3. Tính chất lý hóa của Omeprazole ............................................................. 10
1.2.3.1. Lý tính .................................................................................................... 10
1.2.3.2. Hoá tính .................................................................................................. 11
1.2.4. Dƣợc lý và cơ chế tác dụng ....................................................................... 11
1.2.6. Tác dụng và hạn chế của Omeprazole ...................................................... 11
1.2.6.1. Tác dụng của Omeprazole...................................................................... 12
1.2.6.2. Hạn chế của Omeprazole ....................................................................... 12
1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc .................................................. 12
1.3.1. Cellulose vi khuẩn (CVK)......................................................................... 12
1.3.2. Omeprazole ............................................................................................... 13
Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………...14


2.1. Vật liệu nghiên cứu ...................................................................................... 14
2.1.1. Hóa chất và dung môi sử dụng trong nghiên cứu ..................................... 14
2.1.2. Thiết bị đƣợc sử dụng trong nghiên cứu ................................................... 14
2.1.3. Vật liệu làm môi trƣờng nuôi cấy vi sinh vật tạo màng CVK .................. 14
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................................. 14
2.2.1. Chuẩn bị màng CVK ................................................................................. 14
2.2.1.1. Tạo màng CVK thô ................................................................................ 14
2.2.1.2. Tạo màng CVK tinh khiết ...................................................................... 16
2.2.2. Quét phổ hấp thụ của thuốc Omeprazole .................................................. 17

Hình 1.1. Cấu trúc của cellulose vi khuẩn ............................................................ 3
Hình 1.2. Cấu trúc sợi cellulose của màng CVK .................................................. 4
Hình 1.3. Công thức cấu tạo của Omeprazole .................................................... 10
Hình 2.1. Quy trình tạo màng CVK tinh khiết .................................................... 16
Hình 3.1. Màng CVK thô lên mên từ môi trƣờng chuẩn .................................... 19
Hình 3.2. Màng CVK tinh khiết .......................................................................... 20
Hình 3.3. Thí nghiệm kiểm tra độ tinh sạch của màng ....................................... 21
Hình 3.4. Phổ hấp thụ tử ngoại của thuốc Omeprazole ...................................... 22
Hình 3.5. Phƣơng trình đƣờng chuẩn Omeprazole dung môi NaOH 0,1M ........ 23
Hình 3.6. Khối lƣợng thuốc Omeprazole hấp thụ ở 2 trƣờng hợp ...................... 26
Hình 3.7. Hiệu suất hấp thụ thuốc Omeprazole ở 2 trƣờng hợp ......................... 26


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Một số loài vi khuẩn, chủ yếu là Acetobacter xylinum (A. xylinum) có thể
tạo nên màng cellulose vi khuẩn (CVK). Màng CVK do A. xylinum tạo ra cấu
tạo bởi những chuỗi polymer 1,4 glucopyranose mạch thẳng. Cấu trúc hóa học
của màng CVK tƣơng đối giống với cellulose thực vật, tuy vậy chúng cũng có
một số tính chất lí hóa khác nhƣ: độ bền cơ học và khả năng thấm hút nƣớc cao,
đƣờng kính sợi nhỏ, độ tinh khiết cao, khả năng polymer hóa lớn,...[4]. Tiềm
năng ứng dụng của màng CVK vào thực tiễn là rất lớn, trong rất nhiều lĩnh vực
khác nhau nhƣ: công nghiệp thực phẩm, công nghệ giấy, công nghệ sản xuất
pin,... đặc biệt là trong lĩnh vực y học [11], [14].Trong lĩnh vực y học, màng
CVK đã đƣợc các nhà khoa học nghiên cứu sử dụng làm màng trị bỏng, mặt nạ
dƣỡng da, mạch máu nhân tạo,... [4]. Màng CVK có tiềm năng cao cho các ứng
dụng trong các hệ thống vận chuyển thuốc, cho cả thẩm thấu qua da, qua đƣờng
miệng và mô - kỹ thuật và một số ứng dụng y sinh học khác, đáng chú ý nhất
trong sự kiểm soát các hệ thống vận chuyển thuốc.
Omeprazole là thuốc điều trị các bệnh liên quan đến dạ dày và thực quản

- Đánh giá những tiềm năng của màng CVK hấp thụ Omeprazole để từ đó
có thể đề xuất hƣớng nghiên cứu trên các loại thuốc khác.
* Ý nghĩa thực tiễn
- Sử dụng màng CV làm hệ thống hấp thụ thuốc omeprazole định hƣớng
tạo ra hệ thống khắc phục những hạn chế trong việc điều trị của omeprazole
dạng thƣơng mại.
- Định hƣớng nâng cao hiệu quả sử dụng omeprazole.
- Từ kết quả nghiên cứu đƣợc có thể áp dụng vào thực tiễn.

2


NỘI DUNG
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cellulose vi khuẩn (CVK) và sinh vật tổng hợp cellulose
1.1.1. Cellulose vi khuẩn (CVK)
1.1.1.1. Đặc điểm của Cellulose vi khuẩn
Cellulose vi khuẩn là một chuỗi polymer do các glucopyranose nối với
nhau bằng liên kết β-1,4-glucan. Cấu trúc của CVK phụ thuộc chặt chẽ vào điều
kiện nuôi cấy. Trong nuôi cấy tĩnh, CVK có những tính chất rất đặc biệt nhƣ: độ
tinh sạch cao, khả năng đàn hồi tốt, độ kết tinh và độ bền cơ học cao, có thể bị
phân hủy sinh học, không độc và không gây dị ứng, có khả năng chịu nhiệt tốt,
đặc biệt là khả năng cản khuẩn [4]. Cấu trúc của CVK đƣợc thể hiện ở hình 1.1.

Hình 1.1. Cấu trúc của cellulose vi khuẩn
1.1.1.2. Cấu trúc kết tinh của cellulose vi khuẩn
Nhờ kỹ thuật và công nghệ hiện đại ngày nay đã xác định đƣợc cấu trúc
của cellulose vi khuẩn. Các kỹ thuật ví dụ nhƣ phổ hồng ngoại, phổ Raman, và
phổ cộng hƣởng từ hạt nhân,... giúp xác định dạng kết tinh của cellulose.
CVK đƣợc tạo thành bởi hai loại cấu trúc tinh thể, cellulose Iα và Iβ. Trong


1.1.1.4. Đặc tính của màng CVK
Trong nuôi cấy tĩnh, CVK tích lũy trên bề mặt môi trƣờng dinh dƣỡng
lỏng thành lớp màng mỏng nhƣ da, sau khi tinh chế và làm khô tạo thành sản
phẩm tƣơng tự nhƣ giấy da với độ dày 0,01 – 0,5 nm. Sản phẩm này có những
tính chất rất đặc biệt nhƣ: độ tinh sạch cao, khả năng đàn hồi tốt, độ kết tinh và
độ bền cơ học cao, có thể bị phân hủy sinh học, bề mặt tiếp xúc lớn hơn gỗ
thƣờng, không độc và không gây dị ứng, có khả năng chịu nhiệt tốt, đặc biệt là
khả năng cản khuẩn. Với các tính chất này CVK đƣợc ứng dụng rất nhiều trong
các ngành công nghiệp khác nhau trong đó có y học. [4], [6].
1.1.1.5. Ứng dụng của màng CVK
Màng CVK đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣ: thực phẩm, y học,
môi trƣờng, mỹ phẩm, công nghiệp và nhiều lĩnh vực khác [1], [2], [3], [4], [5],
[8].
- Trong lĩnh vực thực phẩm: Làm thạch dừa, kem, nƣớc uống siro không
có cholesterol, thuốc rƣợu Kombucha hay trà Manchurian,…
- Trong lĩnh vực y dƣợc: Màng trị bỏng, màng nano bọc thuốc, da nhân
tạo,…
- Trong lĩnh vực môi trƣờng: Miếng xốp làm sạch vết dầu tràn, hấp thu
chất độc, quần áo, giày dép tự phân hủy,…
1.1.2. Vi sinh vật tổng hợp cellulose
Cellulose vi khuẩn đƣợc nhiều loài vi sinh vật tổng hợp trong đó chủng
A. xylinum đƣợc biết đến nhiều nhất. Cấu trúc của cellulose đƣợc tổng hợp bởi
các vi sinh vật khác nhau là khác nhau. Sau đây là bảng tổng quan về các loài vi
sinh vật có khả năng tổng hợp cellulose. [3], [4].

5


Bảng 1.1. Các vi sinh vật có khả năng tổng hợp cellulose

Rhizobium
Sarcina
Zoogloea

Sợi ngắn

Tham gia vào mô thực vật

Sợi cellulose

Sự kết bông trong nƣớc thải

Các sợi không tách biệt

Sự kết bông trong nƣớc thải

Sợi ngắn

Tham gia vào hầu hết thực vật

Cellulose dị hình

Không rõ

Chƣa xác định rõ cấu trúc Sự kết bông trong nƣớc thải

Trong đó, Acetobacter đƣợc sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất trong việc
sản xuất cellulose. Đặc biệt chủng A. xylinum là vi khuẩn sinh tổng hợp
cellulose hiệu quả nhất và đƣợc tập trung nghiên cứu nhiều nhất vì những đặc
điểm ƣu việt của nó nhƣ: năng suất tạo cellulose cao, cấu trúc cellulose phù hợp

không phát triển ở nhiệt độ 370C ngay cả trong môi trƣờng dinh dƣỡng tối ƣu.
Theo Maccormide et al. (1996) cho rằng A. xylinum có thể phát triển trong phạm
vi pH từ 3 đến 8, nhiệt độ từ 120C đến 350C và có thể phát triển trong môi
trƣờng có nồng độ ethanol lên tới 10%.
Khi nuôi cấy trên môi trƣờng thạch, khi còn non khuẩn lạc mọc riêng lẻ,
nhầy và trong suốt, xuất hiện sau 3 đến 5 ngày. Khi già tế bào mọc dính thành
cụm, và chúng mọc theo đƣờng cấy giống. [4].
A. xylinum có khả năng chịu đƣợc pH thấp, vì thế ngƣời ta thƣờng bổ
sung thêm acid acetic hay acid citric vào môi trƣờng nuôi cấy để hạn chế sự
nhiễm khuẩn lạ và tăng hiệu suất tổng hợp cellulose. [5].
1.1.3. Môi trường nuôi cấy A. xylinum
7


Môi trƣờng nuôi cấy A. xylinum là môi trƣờng tổng hợp từ các nguồn dinh
dƣỡng cần thiết nhƣ nguồn cacbon, nito, nguồn sulfur và phospho, các yếu tố
tăng trƣởng và các yếu tố vi lƣợng. Nhu cầu sử dụng đƣờng 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 nhƣ: rỉ đƣờng, nƣớc dừa già, nƣớc mía,... làm nguyên liệu nuôi cấy
A. xylinum.
- Môi trƣờng nuôi cấy vi khuẩn A. xylinum tạo CVK đƣợc thể hiện ở bảng
1.2. [5], [6], [7], [8], [9].
Bảng 1.2. Thành phần của các môi trƣờng lên men thu màng CVK
Các loại môi trƣờng

Thành phần

MT1


0,3g

0,3g

Amoni sulfat

0,5g

0,5g

Nƣớc dừa già

1000ml

Cao nấm men

5g

Nƣớc cất 2 lần

1000ml

Nƣớc vo gạo

1000ml

Thêm dịch giống vào từng môi trƣờng với lƣợng nhƣ nhau và tối thiểu
bằng 10% thể tích môi trƣờng. pH của môi trƣờng đƣợc đo và hiệu chỉnh bằng
4-6 (pH tốt nhất cho sự phát triển của A. xylinum là 6, pH thấp sẽ tránh bị nhiễm
những vi khuẩn khác). [5].

2,962mg

Kali

2,100mg

Cacbohydrat

20g

Chất xơ

7g

Đƣờng

1,6g

Protein

24g

Vitamin A

0IU

Vitamin C

0mg


1.2.1. Công thức cấu tạo
- Công thức phân tử: C17H19N3O3S
- Phân tử khối: 345,4
- Tên IUPAC: 5 - methoxy- 2-[[(4 - methoxy - 3,5 - dimethyl – 2 pyridinyl) methyl] sulfinyl] - 1H - benzimidazole.
- Công thức cấu tạo của thuốc Omeprazole đƣợc thể hiện ở hình 1.3.

Hình 1.3. Công thức cấu tạo của Omeprazole
1.2.2. Loại thuốc và Dạng thuốc
* Loại thuốc: Thuốc chống loét dạ dày, tá tràng, ức chế bom proton.
* Dạng thuốc:
- Viên nang đến ruột mới tan 1mg – 20mg.
- Lọ bột tiêm 40mg kèm ống dung môi 10ml.
- Viên bao phim 10 – 20mg.
1.2.3. Tính chất lý hóa của Omeprazole
1.2.3.1. Lý tính
Bột trắng hoặc gần nhƣ trắng. Rất khó tan trong nƣớc, tan trong
dicloromethan, hơi tan trong ethanol 96 % và methanol. Tan trong dung dịch
kiềm loãng. Nóng chảy ở khoảng 1550C kèm theo sự phân huỷ. [7].

10


1.2.3.2. Hoá tính
Omeprazole vừa có tính acid, vừa có tính base, hấp thụ mạnh bức xạ tử
ngoại. Các tính chất này đƣợc ứng dụng trong định tính, định lƣợng và trong bào
chế Omeprazole. Độ ổn định của Omeprazole phụ thuộc vào pH. Trong môi
trƣờng acid, Omeprazole nhanh chóng bị phân huỷ, trong môi trƣờng kiềm
Omeprazole khá bền vững.
1.2.4. Dược lý và cơ chế tác dụng
Omeprazole là một dẫn xuất của benzimidazole không có hoạt tính ức chế

1.2.6.2. Hạn chế của Omeprazole
- Thƣờng gặp: Có cảm giác nhức đầu, buồn ngủ, chóng mặt, nôn, buồn
nôn, táo bón, chƣớng bụng.
- Ít gặp: Có thể gây mất ngủ, mệt mỏi, rối loạn cảm giác, ngứa, nổi mề
đay, tăng tạm thời men gan transminase,...
- Hiếm gặp: Một số trƣờng hợp có thể đổ mồ hôi, phù ngoại biên, giảm
bạch cầu, giảm tiểu cầu hoặc trầm cảm,…
1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc
1.3.1. Cellulose vi khuẩn (CVK)
Trên thế giới: Màng CVK đã đƣợc ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực
khác nhau. CVK sử dụng để phân tách cho quá trình xử lí nƣớc, dùng làm chất
mang đặc biệt cho các pin và năng lƣợng cho tế bào, làm môi trƣờng cơ chất
trong sinh học, thực phẩm hay thay thế thực phẩm. Trong lĩnh vực y học, màng
CVK đã đƣợc ứng dụng làm da tạm thời thay thế da trong quá trình điều trị
bỏng, loét da, làm mạch máu nhân tạo, mặt nạ dƣỡng da,...[10], [12], [14]. Đặc
biệt CVK còn đƣợc sử dụng để làm vật liệu vận tải và chất bọc ngoài thuốc đƣợc
sử ngoài da đã cho thấy có hiệu quả rõ rệt, khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của
thuốc ở dạng thông thƣờng.
Tại Việt Nam: Việc nghiên cứu và sử dụng màng CVK từ A. xylinum
ngày càng đƣợc quan tâm. Nguyễn Văn Thanh và cộng sự (2006) đã tiến hành
nuôi cấy, tinh chế và thu màng CVK từ A. xylium đạt hiệu cao. CVK cũng đã
12


đƣợc nghiên cứu tạo màng trị bỏng , làm mặt nạ dƣỡng da, cố định bạc nano làm
màng lọc nƣớc uống nhiễm khuẩn,…[2], [4], [5], [6], [8].
Năm 2012, Đinh Thị Kim Nhung, Nguyễn Thị Thùy Vân, Trần Nhƣ
Quỳnh đã công bố công trình nghiên cứu “Nghiên cứu vi khuẩn Acetobacter
xylinum tạo màng Bacterial cellulose ứng dụng trong điều trị bỏng”, kết quả cho
thấy màng CVK tạo bởi A. xylinum BNH2 tổng hợ có sợi cellulose nhỏ, dai, độ

- Nồi hấp khử trùng HV - 110/HIRAIAMA.
- Tủ sấy, tủ ấm (Binder - Đức) và nhiều dụng cụ hóa sinh thông dụng
khác.
2.1.3. Vật liệu làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật tạo màng CVK
Đƣờng glucose, peptone, chiết cao nấm men, Disodium phosphate hydro
(Na2HPO4), axit citric, NaOH, HCl,… đạt tiêu chuẩn phân tích.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Chuẩn bị màng CVK
2.2.1.1. Tạo màng CVK thô
Tạo màng CVK từ môi trƣờng HS. Quá trình lên men thu màng CVK thô
đƣợc thực hiện theo các bƣớc sau: [6], [9].
- Bƣớc 1: Chuẩn bị môi trƣờng theo bảng 2.1.

14


Bảng 2.1. Thành phần môi trƣờng chuẩn tạo màng CVK
Thành phần

Trọng lƣợng

D - glucose

20g

Peptone

5g

Cao nấm men


Rửa bằng nƣớc cất

Bình 1000ml NaOH 0,3M
(20 - 30 màng d=1,5cm)

Hấp trong 113o C, 15 phút

Xả nƣớc, 8 giờ

CVK tinh khiết

Hình 2.1. Quy trình tạo màng CVK tinh khiết
- Kiểm tra độ tinh khiết màng CVK. [6].
Kiểm tra sự hiện diện của protein trong màng CVK sau khi tinh chế: Định
tính bằng thuốc thử là axit Trichloro axetic (CCl3COOH).
Màng CVK tinh chế đƣợc đục nhỏ bằng khuôn, cho vào 2 ống nghiệm:
16