THÔNG TIN TÀI LIỆU
NTTU-NCKH-04 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2020 Tên đề tài: Thiết kế đèn ánh sáng xanh bước sóng 460nm phân giải quang Staphyloxanthin màng tế bào vi khuan Staphylococcus aureus Số hợp đồng: 2020.01.025 Chủ nhiệm đề tài: Vũ Văn Vân Đơn vị công tác: Viện kỳ thuật công nghệ cao NTT- Đại học Nguyền Tất Thành Thời gian thực hiện: tháng (03/2020 - 9/2020) TP Hồ Chí Minh, ngày 27 thảng 11 năm 2020 MỤC LỤC MỜ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỐNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan vi khuẩn Staphylococcus aureus 1.2 Tổng quan sắc tố staphyloxanthin cũa vi khuẩn s aureus 1.3 Quá trình phân giải quang cùa staphyloxanthin CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cửu 2.1 Vật liệu nghiên cứu 2.2 Phuơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Thiết ke hệ đèn LED 460nm công suất cao 2.2.2 Chiết xuất họp chất staphyloxanthin từ vi khuẩn Staphylococcus aureus 11 2.2.3 Đánh giá hiệu quà gây phân giải quang dịch chiết staphyloxanthin cùa ánh sáng 460nm từ hệ đèn LED thiết kế 12 2.2.4 Thực quy trình chiếu ánh sáng LED 460nm vi khuẩn đánh giá khả tẩy màu quy trình bề mặt tế bào vi khuẩn sống 14 CHƯƠNG KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .15 3.1 Thiết ke đèn LED chieu ánh sáng bước sóng 460nm cường độ cao 15 3.2 Chiết xuất hợp chất staphyloxanthin từ vi khuẩn s aureus 16 3.3 Xác định cường độ chiếu ánh sáng thời gian chiểu sáng thích họp đe đạt hiệu phân giải quang cao 16 3.4 Đánh giá khâ tay sac tố cùa quy trình chiếu đèn tế bào vi khuẩn sống 19 3.5 Quy trình sữ dụng đèn 460nm gây phân giãi quang staphyloxanthin té bào vi khuẩn s aureus 21 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 22 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên đầy đủ SCCmec : Staphylococcal cassette chromosome mec MRSA : Methicillin-resistant s aureus TSA : Tryptic soy agar WHO : Tổ chức Y tể Thế giới - World Health Organization ROS : Reactive oxygen species iv DANH MỤC CÁC so ĐỊ, HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hình 1.1 Sơ lược lịch sử trình xuất chùng s aureus kháng kháng sinh ke từ lúc băt đâu ghi nhận đên thập niên 2010 Hình 1.2: Con đường sinh tổng họp Staphyloxanthin tế bào vi khuẩn s.aureus (Nguồn: Peng Gao) Hình 1.3: Giã thuyết ve đứt gãy phân từ staphyloxanthin tác động cùa ành sáng 460nm Sự đứt gãy phân từ Staphyloxanthin có thê xày nhiêu liên kêt đơi mạch phân từ (Nguồn: PTDong) Hình 2.1: cấu tạo hình ảnh thực te chip cob LED LE B P2W cùa hãng osram (Nguồn: Datasheet từ hãng Osram) Hình 2.2 Phổ phát xạ cùa chip cob LED LE B P2W độ dịch đỉnh phổ phát xạ cùa chip cob LED LE B P2W theo nhiệt độ Hình 2.3 Biểu đồ - dịng chip LED LE B P2W góc phát xạ cùa chip LED LEB P2W Hình 2.4 Sị nóng lạnh cơng suất cao TEC1-12730 Hình 2.5 Hiệu suất làm lạnh cùa sị TEC1-12730 Hình 2.6 Bản thiết ke hệ thống LED với phận hồn chỉnh Hình 2.7 Quy trình tách chiết Staphyloxanthin từ sinh khối vi khuẩn s aureus, a/ Khuân lạc mọc mơi trường thạch sữa có sinh sac tổ vàng đặc trưng, b/ Thu hồi sinh khối khuân từ khuân lạc mặt dĩa thạch băng nước cất c/ Sinh khôi khuân thu điĩợc sau rữa li tâm d/ Phần sinh khối khuân chiết xuất thơ staphyloxanthin bang methanol Hình 2.8 Dịch chiết staphyloxanthin chiêu ánh sáng 460nm từ hệ đèn LED thiết kế đe tài Hình 3.1 Hệ đèn LED ánh sáng 460nm hoàn thiện, a/ Các phận đèn b/ Anh sảng 460nm đèn hoạt động Hình 3.2 Sự phân giải quang dịch chiết thô staphyloxanthin nồng độ pha lỗng khác Hình 3.3 Q trình phân giãi quang họp chất staphyloxanthin theo thời gian mức lượng đèn khác Hình 3.4 Sự thay đổi màu sắc dịch chiết staphyloxanthin tác động cùa ánh sáng 460nm cường độ 400mW/cm2.^/Mầu dịch chiết chưa chiếu đèn B/Mầu dịch chiết sau chiêu đèn phút, c/ Mau dịch chiết sau chiếu đèn 15 ’ Hình 3.5 Sự thay đổi màu sắc sinh khối s aureus sau 60’ chiếu đèn 460nm Hình 3.6 Khác biệt xu hướng phân giải quang dịch chiết staphyloxanthin thô staphyloxanthin thành tê bào vi khuân sông tác động ánh sáng 460nm v DANH MỤC CÁC BẢNG BIẾU Bảng 3.1: Thông số khảo sát lượng ánh sáng đèn Máy đo lượng Coherent Lux kế Tenmars TM720 Bảng 3.2: Ket đo mật độ quang A470 mẫu dịch chiết thô staphyloxanthin sau 60 phút xử lí đèn ánh sáng xanh 460nm Bảng 3.3: Mật độ quang OD470 mẫu dịch chiết thử nghiệm mức lượng khác theo thời gian vi TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN cứu STT Kết quà đạt Công việc thực Thiểt kể hệ ánh sáng LED xanh có Đèn thiểt kể phải đạt thơng sồ bước sóng 460nm với cường độ đèn khà chiêu sáng liệt kê thay đổi Chiểt xuất định lượng sơ họp Quy trình tách chiểt định lượng sơ chất staphyloxanthin từ vi khuẩn hợp chất staphyloxanthin từ vi khuẩn s Staphylococcus aureus aureus Xác định cường độ chiếu ánh sáng Kết cường độ chiếu ánh sáng thời gian chiếu sáng thích họp để đạt thời gian chiếu sáng thích họp đe đạt hiệu quà phân giải quang cao hiệu phân giải quang cao nhất Phát triên quy trình chiêu ánh sáng Quy trình chiêu ánh sáng LED 460nm LED 460nm đánh giá khà tẩy hiệu quâ việc tẩy sac tố màu cũa quy trình be mặt te bào Staphyloxanthin be mặt te bào vi vi khuẩn sống khuẩn sống Xứ lý số liệu soạn bân thào Sản phẩm đạt STT Sản phẩm đăng ký Quy trình sử dụng đèn LED 460nm Quy trình sữ dụng đèn LED 460nm 01 báo đãng Tạp chí khoa học cơng nghệ đại học Nguyễn Tất 01 báo đăng Tạp chí khoa học công nghệ đại học Nguyễn Tất Thành Thành Thời gian thực hiện: 03/2020 - 09/2020 Thời gian nộp báo cáo: 01-12-2020 vii MỞ ĐÀU Vi khuẩn Staphylococcus aureus, biết đen với tên Tụ cầu vàng, loài tụ cầu khuẩn Gram-dương phổ biến tự nhiên, thường tìm thấy nhóm vi sinh vật sống hội sinh co thể người, phố biến da, niêm mạc, khoang mũi vùng nách Vi khuẩn s aureus thông thường không gây bệnh nhiễm trùng da người khỏe mạnh; nhiên, loại vi khuẩn tìm co hội xâm nhập vào máu mô bên the, chúng có the gây loạt bệnh nhiễm trùng nghiêm trọng nhiễm khuẩn đường huyết, viêm nội tâm mạc nhiễm khuẩn bệnh viêm xương khớp, viêm da mô mem, viêm màng phoi, V V Ngoài ra, s aureus xem nguyên nhân chủ yeu gây bệnh nhiễm trùng bệnh viện nhiễm trùng vểt thương sau phẫu thuật Vi khuẩn s.aureus sở hữu khả tiến hóa thích nghi cao, hệ kháng sinh chống lại chúng dan tác dụng mở đường cho the hệ s aureus nguy xuất Trong tình the đó, việc phát triển liệu pháp xử lí vi khuẩn s aureus khơng sữ dụng kháng sinh có tiềm phương án thay the an tồn có lợi ích lâu dài đe đối phó với lồi vi khuẩn tương lai Hơn 90% mẫu vi khuẩn s aureus phân lập từ người bệnh có khuẩn lạc màu vàng sáng bới loại sắc tố carotenoid tên staphyloxanthin vi khuẩn sản xuất trình sinh tổng họp cũa tế bào Họp chất có cấu trúc C51H78O8, có màu vàng sáng vàng cam, có the bào vệ s aureus chống lại tác nhân oxi hóa đe dọa lồi vi khuẩn thơng qua việc bào vệ phân tử protein lipid màng khỏi bị phá hủy oxi hóa Một số nghiên cứu đe xuất già thiết sac tố staphyloxanthin tác dụng bảo vệ te bào vi khuẩn khỏi oxy hóa gốc oxi hóa hoạt động (Reactive oxygen species - ROS), sac to đóng vai trị định việc thể độc tố khã xâm nhiễm vật chù Phân tử carotenoid vốn biết đến với đặc điểm nhạy sáng liên kết c=c cùa chúng dễ bị ánh sáng bước sóng khác kích thích Đặc biệt ánh sáng bước sóng 460 nm có khả phá vỡ liên kết c=c cùa phân tử staphyloxanthin, gây quang phân li cùa sắc tố Một so nghiên cứu chứng minh sắc to staphyloxanthin bị vơ hiệu hóa khiến te bào s aureus dễ bị tổn thương tác nhân oxi hóa, nên xử lí s aureus bang phương pháp chiếu sáng đèn 460nm kết hợp với xứ lí qua H2O2 mang lại hiệu quà tiêu diệt loài vi khuẩn cao biện pháp xử lí be mặt bang chất tay trùng thông thường, mở hướng tiêm xữ lí lồi vi khuẩn tương lai CHƯƠNG TÔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan vi khuẩn Staphylococcus aureus Vi khuẩn Staphylococcus aureus, biết đến với tên Tụ cầu vàng, lồi tụ cầu khuẩn Gram-dương, kỵ khí tùy nghi, có khả sàn xuất enzyme catalase thể vòng phemolysis môi trường thạch máu [1] Trên môi trường dinh dường, vi khuẩn s aureus phát triển điều kiện có đen 10% muối khuẩn lạc thường có màu vàng sáng đặc trưng [2] s aureus vi khuẩn biến tự nhiên, thường tìm thấy nhóm vi sinh vật sống hội sinh thể người, phổ biến da, niêm mạc, khoang mũi vùng nách [3] Thống kê cho thấy xấp xì 20-30% dân số có mang vi khuẩn s aureus thể, tỉ lệ lên đến 80% thể nhân viên làm việc sở y tế [4] Vi khuẩn s aureus thông thường không gây bệnh nhiễm trùng da người khịe mạnh; nhiên, loại vi khuẩn tìm hội xâm nhập vào máu mô bên thể, chúng gây loạt bệnh nhiễm trùng nghiêm trọng nhiễm khuẩn đường huyết, viêm nội tâm mạc nhiễm khuẩn bệnh viêm xương khớp, viêm da mô mem, viêm màng phổi, V V [5] Ngoài ra, s aureus xem nguyên nhân chủ yếu gây bệnh nhiễm trùng bệnh viện nhiễm trùng vết thương sau phẫu thuật Bệnh nhiễm trùng s aureus gây có the lây lan qua đường tiếp xúc với mủ từ vet thương bị nhiễm trùng, tiếp xúc da ke da với người bị nhiễm bệnh tiếp xúc với vật sử dụng người bị nhiễm bệnh khăn, khăn trài giường, quần áo dụng cụ thể thao [6] Sự nguy hiểm vi khuẩn s aureus trở thành mối quan tâm hàng đau cũa tổ chức nghiên cứu ve dịch bệnh chăm sóc sức khỏe toàn cầu Một đặc điếm khiến loài vi khuấn ý khả vượt trội việc phát triển chế kháng thuốc khác nhiều loại kháng sinh sữ dụng để chống lại chúng Trong khứ, kháng sinh penicillin sứ dụng phổ biến phác đồ điều trị bệnh nhiễm khuẩn gây Tụ cầu khuẩn từ giai đoạn loại thuốc công bố kể từ nãm 1941 [7], Tuy nhiên, chì sau năm, bốn chúng tụ cầu kháng penicillin phân lập từ bệnh nhân điều trị bệnh lí nhiễm trùng cục [8] Báo động toàn cầu ve vi khuẩn kháng kháng sinh s aureus nhanh chóng cơng bo sau từ nhiều bệnh viện phịng thí nghiệm Hoa Kỳ, Canada, Úc, Na Uy, Thụy Điển, Đan Mạch, Pháp, Ần Độ Chile [9] Phòng thí nghiệm y học viện nghiên cứu Statens Seruminstitut Copenhagen giai đoạn 1957 đen 1966 công bố 2000 mẫu vi khuẩn s aureus tồn mầu máu thu thập từ bệnh viện có tỳ lệ kháng penicillin cao (85% đến 90%), tì lệ kháng kháng sinh cùa loài vi khuẩn ngày tăng theo thời gian penicillin sử dụng phác đồ trị bệnh nhiễm khuẩn s aureus gây [10] Sự thất bại penicillin việc khống chể s aureus thúc đẩy phát triển nhanh chóng loại kháng sinh thay thế, tiêu biểu đời cùa hệ kháng sinh có chứa vòng p-Lactam Trong khoảng thời gian ngắn, nhà hóa học cùa nhiều cơng ty dược phẩm cố gắng đầu đua chống lại tình trạng vi khuẩn kháng kháng sinh cách thay đổi chút cấu trúc cùa loại kháng sinh có Dịng methicillin bán tổng họp đời vào khoảng năm 1941 thay the hau hoàn toàn vai trò penicillin với bùng nổ cùa trăm loại kháng sinh sau [11] Cũng khoảng thập niên 1960, vi khuẩn s aureus có khã kháng kháng sinh methicillin bat đau xuất hiện, tìm thấy đau tiên mẫu phân lập lâm sàng từ bệnh nhân nhập viện khoảng năm sau kháng sinh methicillin công bố [12] Sự kiện đánh dấu xuất lần cùa thé hệ vi khuẩn này, từ thời điểm đến chúng biết đến với tên methicillin-resistant s aureus (MRSA) Khả kháng methicillin MRSA đen từ hệ gen mecA nằm nhiễm sắc thể staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec) [13] Sự xuất cùa MRSA khiến cho việc đoi phó với bệnh nhiềm trùng gây s aureus trở nên phức tạp Ngay sau đó, Vancomycin xem loại kháng sinh thay hiệu quà để chống lại MRSA [14] Tuy nhiên, việc lạm dụng vancomycin phác đồ điều trị MRSA kể từ thập niên 1980 khiến cho xuất cùa dòng MRSA kháng Vancomycin vào năm 2002 Mỳ hậu tất yếu [15] Staphylococcus aureus Drug Resistance and Epidemics Penicillin, 1941 Vancomycin 1958 I Methicillin, 1959 _ T K 1940 PRSA I 1950 II960 I 1970 1980 I I I 1990 2000 I 2010 MRSA Pandemic PRSA VRSA CA-MRSA VISA Worldwide spread of MRSA 1st MRSA Outbreak in USA Hình 1.1 Sơ lược lịch sử trình xuất chủng aureus kháng kháng sinh kể từ lúc mói bắt đầu ghi nhận đến thập niên 2010 (Nguồn: Yale journal ofbiology and medicine 2017) Có thể thấy lịch sử phát triển cùa thể hệ kháng sinh chống lại vi khuẩn s aureus tiến hóa cùa lồi vi khuẩn trước loại kháng sinh có gan kết mật thiết Với mồi the hệ vi khuẩn s aureus kháng kháng sinh xuất hiện, nhà khoa học hóa học lại phát triền loại kháng sinh để đối phó với chúng Đối với tiến hóa thích nghi cao dòng s aureus kháng kháng sinh nay, the hệ kháng sinh dần tác dụng mở đường cho thể hệ s aureus nguy hiểm xuất [16] Trong tình đó, việc phát triển liệu pháp xữ lí vi khuẩn aureus khơng sừ dụng kháng sinh có tiềm phương án thay an toàn có lợi ích lâu dài để đối phó với loài vi khuẩn tương lai 1.2 Tổng quan sắc tố staphyloxanthin vi khuẩn aureus Hơn 90% mầu vi khuẩn s aureus phân lập từ người bệnh nuôi cấy môi trường dĩa thạch phát triển khuẩn lạc có màu vàng sang đặc trưng Màu vàng đen từ loại sắc tố nhóm carotenoid có tên gọi staphyloxanthin vi khuẩn s aureus sản xuất trình sinh tổng họp phát triển [17] Staphyloxanthin có cấu trúc C51H78O8, có màu vàng sáng vàng cam, sử dụng làm đặc điểm nhận diện khuẩn lạc vi khuẩn s aureus khứ (từ aureus có nghĩa golden - vàng sáng) [18] Các nghiên cứu chứng minh họp chất carotenoids có khả chống oxy hóa, tương tự staphyloxanthin bào vệ s aureus chống lại tác nhân oxi hóa đe dọa lồi vi khuẩn thông qua việc bảo vệ phân tữ protein lipid màng [19] Nghiên cứu Alexandra Clauditz cộng (2006) cố ý kiến chùng vi khuẩn s aureus có sản xuất staphyloxanthin có sinh ton cao bị xữ lí bang chất hoạt động chứa oxi (reactive oxygen substances - ROS) bao gom H2O2, superoxide Oị' , goc hydroxyl *OH, hypocloride CIO-, chí có the chống lại tan công te bào bạch cầu hạt trung tính người [19] Sac tố vàng staphyloxanthin cùa s aureus sàn phấm cùa đường sinh tổng họp carotenoid C30 triterpenoid quy định gen to chức operon cr/OPQMN điều khiển sigma factor SigB - nhân tố có vai trị quan trọng trình hồ trợ vi khuẩn s aureus phàn ứng nhanh với thay đoi điều kiện môi trường tự động điêu chinh biếu yếu tố độc lực cùa chúng [18] [20] Do số nghiên cứu đe xuất già thiết sắc tố staphyloxanthin tác dụng bào vệ te bào vi khuẩn khỏi oxy hóa ROS, sac tố cịn đóng vai trò định việc độc tố khâ xâm nhiễm vật chủ [21] Nhiều nghiên cứu khẳng định khả sinh tổng hợp staphyloxanthin tương đương loại độc sinh khối lg/ml) khiến cho dịch huyền phù có màu đục, làm cán trở ánh sáng tác động lên phần sinh khối tong the dẫn đen sụt giảm hiệu ứng ánh sáng Do có the kết luận hiệu cùa ánh sáng 460nm lên sac tố staphyloxanthin te bào vi khuẩn sống có the bị ảnh hưởng mật độ khuẩn xù lí 3.5 Quy trình sử dụng đèn 460nm gây phân giải quang staphyloxanthin tế bào vi khuẩn aureus' Từ thí nghiệm tiến hành đề tài, kết luận hệ đèn LED 460nm thiết kể phá hùy sắc to staphyloxanthin trực tiếp thành te bào aureus Ket quà nghiên cứu cho thấy vi khuẩn sống, việc tẩy sắc tố staphyloxanthin bị ảnh hưởng nhiều mức lượng đèn Quy trình sữ dụn hệ đèn 460nm xữ lí vi khuẩn s aureus rat đon giàn, yêu cầu nguồn điện 250V Tùy vào mục đích nghiên cứu mà tiến hành số cài tiến với hệ đèn bố trí thí nghiệm khác Tuy nhiên quy trình chiếu ánh sáng 460nm bàng thiết bị đèn LED cần phải tuân theo so quy tắc sau: + Vật chứa mầu vi khuẩn phải bang thủy tinh suốt, không màu, bố trí trung tâm phát nguồn sáng cùa đèn + Mật độ vi khuẩn thấp hiệu quà cao Mật độ vi khuẩn cao khiến cho dịch huyền phù đục, cân trở mức độ xuyên thấu ánh sáng + Ánh sáng cùa hệ đèn LED ánh sáng từ cụm chipLED qua thau kỉnh hội tụ chùm tia song song Do hiệu đạt cao sừ dụng chiếu đèn bố trí đèn cho tâm thau kính hội tụ ngang hàng thang góc với mầu + Nhiệt độ cùa hệ đèn lên đến 50°C hộp kín Do thí nghiệm sử dụng hệ đèn LED 460nm cần thực buồng hộp khơng đóng kín nhiệt độ phịng khơng q cao 21 CHƯƠNG KÉT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ Trong hợp chất khừ trùng sử dụng sở y te, H2O2 (Hydrogen peroxide) - hợp chất oxi hóa, sữ dụng rộng rãi đe khứ trùng be mặt khác nhau, bao gồm dụng cụ phẫu thuật triển khai dạng để khử trùng phòng khám chữa bệnh Tẩy trùng H2O2 có ưu điểm hợp chất có chi phí thấp, dề kiếm so với thuốc sát trùng khác, nong độ thấp không gây hại cho sức khỏe người (nong độ gây nguy hiểm với sức khỏe người 75ppm - theo CDC) Tuy nhiên, nhiều loại vi khuẩn, có s aureus, có khà chống lại oxi hóa cùa H2O2, khiến việc tẩy trùng vet thương nhiễm trùng gây bời loại vi khuẩn bang H2O2 thật hiệu phương pháp sử dụng kháng sinh thường thấy Bàn chất vi khuẩn s aureus với sắc tố staphyloxanthin tự nhiên thành te bào có khả sinh ton cao bị xữ lí chất hoạt động chứa oxi (reactive oxygen substances - ROS) bao gom H2O2, superoxide Oi’, goc hydroxyl *OH hypocloride CIO- Do việc phá hủy staphyloxanthin trực tiếp thành te bào s aureus làm chúng mat khả tự vệ trước tác nhân oxi hóa, dề dàng bị tiêu diệt phương pháp vận dụng chất oxi hóa Ảnh sáng xanh 460nm từ đèn LED ánh sáng phổ nhìn thấy, an tồn với thể người, sử dụng nhiều sở y te đe điều trị số loại bệnh lý khác nhau, ứng dụng đèn 460nm nhằm phá hủy sac to staphyloxanthin thành te bào s aureus hướng mới, có tiềm ứng dụng cao khơng thơng qua hóa chất tác nhân vật lý có hại đe làm suy giám che phịng ngự kháng oxi hóa lồi vi khuẩn Vi khuẩn bị xừ lí ánh sáng 460nm bị suy giảm khả chống lại tác nhân oxi hóa H2O2 mở tiềm phát triển liệu pháp điều trị vết thương nhiễm trùng s aureus không sứ dụng kháng sinh tương lai Trong tình trạng chúng vi khuẩn s aureus đột biến kháng kháng sinh xuất ngày nhiều nay, việc thiết ke quy trình xữ lí lồi vi khuẩn mà khơng sừ dụng kháng sinh hướng phát triển có tiềm cao với khả nâng ứng dụng rộng rãi Chủ nhiệm đề tài Vũ Văn Vân 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO Missiakas DM, Schneewind o (2013) Growth and laboratory maintenance of Staphylococcus aureus Current protocols in microbiology, Chapter 9, Unit-9C.l Ryan KJ, Ray CG (2004) Sherris Medical Microbiology (4th ed.) McGraw Hill Publication 2004 Foster T (1996) Staphylococcus Medical Microbiology 4th edition Galveston (TX): University of Texas Medical Branch at Galveston Chapter 12 Kluytmans J, van Belkum A, Verbrugh H (1997) “Nasal carriage of Staphylococcus aureus: epidemiology, underlying mechanisms, and associated risks” Clin Microbiol Rev 10(3): 505-20? Lowy FD (1998) Staphylococcus aureus infections N Engl J Med (8):520-32 Tong SY, Davis JS, Eichenberger E, Holland TL, Fowler VGJr (2015) Staphylococcus aureus infections: epidemiology, pathophysiology, clinical manifestations, and management Clin Microbiol Rev, 28(3), 603-661 Weinstein L (1975) The penicillins In: Goodman L, Gilman A, editors The pharmacologic basis of therapeutics New York: Macmillan; 1975 p 1153 Rammelkamp CH (1942) Moxon Resistance of Staphylococcus aureus to action of penicillin Proc Soc Exp Biol and Med 1942;51:386-9 Finland M (1955) Emergence of antibiotic-resistant bacteria N Engl J Med 1955;253:909-22 10 Chambers HF (2001) The changing epidemiology of Staphylococcus aureus? Etnerg Infect Dis 2001 Mar-Apr;7(2): 178-82 11 Kong KF, Schneper L, Mathee K (2010) Beta-lactam antibiotics: from antibiosis to resistance and bacteriology APMIS (1), 1-36 12 Turner NA, Sharma-Kuinkel BK, Maskarinec SA, Eichenberger EM, Shah pp, Carugati M, Holland TL, Fowler VG Jr.(2019) Methicillin-resistant Staphylococcus aureus: an overview of basic and clinical research Nat Rev Microbiol 2019 Apr;17(4):203-218 13 Katayama Y, Ito T, Hiramatsu KA (2000) New class of genetic element, staphylococcus cassette chromosome mec, encodes methicillin resistance in Staphylococcus aureus Antimicrob Agents Chemother 44, 1549-1555 23 14 Choo, E J., & Chambers, H F (2016) Treatment of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Bacteremia J Infect Chemother, 48(f), 267-273 doi: 10.3947/ĨC.2016.48.4.267 15 Chang s, Sievert DM, Hageman JC et al (2003) Infection with vancomycin-resistant Staphylococcus aureus containing the vanA resistance gene N Engl J Med 2ỚỚ3;248(14): 1342-1347 16 Enright MC, Robinson DA, Randle G, Feil EJ, Grundmann H, Spratt BG (2002) The evolutionary history of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 99(11), 76877692 17 Jorgensen JH, Pfaller MA, Carroll KC, Funke G, Landry ML, Richter ss, Warnock DW (2015) Manual of Clinical Microbiology, 11th ed., American Society of Microbiology, Washington, DC 2015 18 Pelz A, Wieland KP, Putzbach K, Hentschel p, Albert K, Gotz F (2005) Structure and biosynthesis of staphyloxanthin from Staphylococcus aureus J Biol Chem 280:3249332498 19 Clauditz A, Resch A, Wieland KP, Peschel A, Gotz F (2006) Staphyloxanthin plays a role in the fitness of Staphylococcus aureus and its ability to cope with oxidative stress Infect Immun, 74(ĩ>), 4950-4953 20 Tuchscherr L, Bischoff M, Lattar SM, Noto L, Pfortner MH, Niemann s, Loffler, B (2015) Sigma Factor SigB Is Crucial to Mediate Staphylococcus aureus Adaptation during Chronic Infections PLoSpathogens, 11(4), el004870 21 Lan L, Cheng A, Dunman PM, Missiakas D, He c (2010) Golden pigment production and virulence gene expression are affected by metabolisms in Staphylococcus aureus J Bacteriol, /92(12), 3068-3077 22 Sukanlaya L & Laila H, Supayang V (2012) Inhibition of staphyloxanthin biosynthesis in Staphylococcus aureus by rhodomyrtone, a new antibiotic candidate J Med Microbiol 2013 Mar;62(Pt 3/421-8 23 Gao p, Davies J, Kao R (2017) Dehydrosqualene Desaturase as a Novel Target for Anti Virulence Therapy against Staphylococcus aureus niBio, 8(5), 1224-17 24 Kumar BNV, Kampe B, Rosch p, Popp J (2015), Characterization of carotenoids in soil bacteria and investigation of their photodegradation by UVA radiation via resonance Raman spectroscopy Analyst 140(13):4584-93 25 Dong PT, Haroon M, Jie H, Leanse, Leon GL, Junjie L, Lijia L, Tianhong D, Mohamed NS, Ji xc (2019) Photolysis of Staphyloxanthin in Methicillin-Resistant 24 Staphylococcus aureus Potentiates Killing by Reactive Oxygen Species Adv Sei 10.1002 26 Dai T, Gupta A, Huang YY, Sherwood ME, Murray CK, Vrahas MS, Hamblin MR (2013) Blue light eliminates community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus in infected mouse skin abrasions Lasers SurgMed, 3/(11), 531-538 27 Bumah vv, Masson-Meyers DS, Cashin s, Enwemeka cs (2015) Optimization of the antimicrobial effect of blue light on methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in vitro Lasers Surg Med, 47(5), 266-272 28 Missiakas DM, Schneewind o (2013) Growth and laboratory maintenance of Staphylococcus aureus Current protocols in microbiology, Chapter 9, Unit-9C.l 29 Al-Kazaz J, Eman K, Melconian K, Alice K, Joseph K, Nuha (2014) Extraction of Staphyloxanthin from Staphylococcus aureus Isolated from Clinical Sources Iraqi Journal ofScience 55 (4B), 1823-1832 25 PHỤ LỤC 3: MINH CHÚNG ĐI KÈM SẢN PHÀM DẠNG (hình ảnh sản phẩm đạt ) Quy trình sử dụng đèn LED ánh sáng 460nm gây phân giải quang họp chất staphyloxanthin Quy trình sừ dụn hệ đèn 460nm xứ lí vi khuẩn s aureus yêu cầu nguồn điện 250V khu vực thí nghiệm che chấn ánh sáng bên ngồi Tùy vào mục đích nghiên cửu mà tiến hành so cải tiến với hệ đèn bố trí thí nghiệm khác Quy trình chiếu ánh sáng 460nm mẫu dịch chiết thơ staphyloxanthin thực sau: + Quá trình chiếu đèn 460nm thực buồng gồ bọc mica đen đe hạn che tác động cùa ánh sáng đèn phòng ánh sáng mặt trời lên mẫu dịch chiết + Đèn hiệu chỉnh đe đạt mức lượng cần thiết bang Lux ke Khi đèn phát mức lượng ổn định mẫu bắt đầu đưa vào vị trí tiếp nhận ánh sáng + Mầu dịch chiết staphyloxanthin thí nghiệm phải mầu chiet từ sinh khối vi khuẩn vịng khơng q Mầu đe lâu có nguy bị oxi hóa tác nhân oxi hóa tự nhiên khơng khí ánh sáng + Mầu dịch chiết chiểu đèn đặt ống thủy tinh suốt + Mầu staphyloxanthin chiếu đèn mức lượng 200 mW/cm2, 400 mW/cm2, 800 mW/cm2 1200 mW/cm2 15 phút Tùy mức lượng mà mầu bị phân giải quang nhanh hay chậm Quy trình chiếu tế bào vi khuẩn s aureus song gãy phân giải quang staphyloxanthin: + Vi khuẩn s aureus nuôi môi trường lỏng TSB 37°c đen đạt mật độ xấp xỉ 108 CFU/ml + Sau lOOpl dịch huyền phù chứa vi khuẩn trải mặt dĩa petri chứa môi trường thạch sữa (Sigma-Aldrich) Các dĩa ủ tú ấm 37°c 72 để khuẩn lạc phát triển tạo staphyloxanthin + Sinh khối vi khuẩn s aureus sau thu hồi từ mặt dĩa thạch nuôi cay hòa tan vào nước cất theo ti lệ lOOmg sinh khối / Iml nước cất + Dịch huyền phù pha khuẩn chuyển vào ống nghiệm chiểu đèn ánh sáng 460nm cường độ 200mW/cm2 15 phút 26 + Sinh khối vi khuẩn thu hồi chiết xuất staphyloxanthin, sau định lượng phương pháp quang phổ để đánh giá so sánh khà phân hủy sắc tố staphyloxanthin trực tiểp te bào vi khuẩn song Một so lưu ý sữ dụng ánh sáng 460nm từ thiết bị đèn LED: + Vật chứa mẫu vi khuẩn phải thùy tinh suốt, khơng màu, bố trí trung tâm phát nguồn sáng cùa đèn + Mật độ vi khuẩn thấp hiệu cao Mật độ vi khuẩn cao khiến cho dịch huyền phù đục, cân trở mức độ xuyên thấu cũa ánh sáng + Ánh sáng cùa hệ đèn LED ánh sáng từ cụm chipLED qua thấu kính hội tụ chùm tia song song Do hiệu đạt cao sữ dụng chiếu đèn bố trí đèn cho tâm thấu kính hội tụ ngang hàng thẳng góc với mầu + Nhiệt độ cùa hệ đèn lên đến 50°C hộp kín Do thí nghiệm sử dụng hệ đèn LED 460nm can thực buồng hộp không đóng kín nhiệt độ phịng khơng q cao Chủ nhiệm đề tài Viện trưởng viện KT-CNC Vũ Văn Vân TS Vũ Văn Vân 27 PHỤ LỤC 2: SẢN PHÁM LOẠI Minh chứng xác nhận nộp báo: Gửi thào báo - Tác giả Vũ Văn Vân int™ X Vu Ngo 2:17 PM (0 minutes ago) © K : to KHCN - Kinh gửi Ban Biẻn Tập Tạp chí Khoa học cỏng nghệ - Trường Đại học Nguyễn Tát Thành TƠI tên Ngơ Nguyên Vũ hiên công tác tai Viên Kỹ thuát Công nghê cao NTT Trường Đai hoc Nguyễn Tẩt Thành Tơi xin thay mặt nhóm nghiên cứu gứi Ban Biên Tâp thảo báo có tưa đề "Khảo sát hiệu quà gây phân giải quang sắc tố staphyloxanthin từ vi khuẩn Staphylococcus aureus bời ánh sáng đèn led 460nm" mỏt sản phàm nghiệm thu cúa đề tài cáp sớ có Mà sơ 2020 01 025 File đinh kẽm bao gồm 01 file bán tháo bão 01 file word vã 01 file pdf Phiếu đảng ký nỏp bãi Kính mong nhân đươc phản hồi từ phía Ban Biên Tâp Xin cãm ơn’ Trản trọng, Nguyên Vũ Attachments 17 PM (1 minute ago) Tạp chi, KHCN tà to me * Vietnamese ~ > English Turn off for Vietnamese X Translate message Ban Điên tâp tạp chi Khoa học Công nghệ nhản thỏng tin Trân trọng cám ơn BBT TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHẸ Journal of Science and Technology 300A Nguyễn Tàt Thành, PI3, Q4, TPHCM - (lẩu 3, P.407) Đt: 028.3941.5056 (Ext: 185) - Fax 028.3940.4759 28 BÀI BÁO: KHẢO SÁT HIỆU QUẢ GÂY PHÂN GIẢI QUANG SẤC TÓ STAPHYLOXANTHIN TỪ VI KHUẦN STAPHYLOCOCCUS AUREUS BỞI ÁNH SÁNG ĐÈN LED 460NM Ngô Nguyên Vũ, Vũ Văn Vân1II 'viện Kĩ thuật Công nghệ cao NTT, Đại học Nguyễn Tất Thành * vanvu@ntt.edu.vn Mã đề tài: 2020.01.025 TÓM TẮT: Staphyloxanthin sac tố màu vàng sáng thuộc nhóm carotenoid vi khuẩn Staphylococcus aureus tống hợp màng tế bào Staphyloxanthin mang đặc tính kháng oxi hóa, có tác dụng giúp vi khuẩn Staphylococcus aureus chống lại tác nhân oxi hóa có khả phá hủy gây chết tế bào vi khuẩn Ánh sáng bước sóng 460nm chứng minh có khả gây phân giái quang staphyloxanthin, ành hường trực tiếp đến khả kháng oxi hóa cũa vi khuấn s aureus Ket thữ nghiệm dịch chiết thô staphyloxanthin cho thấy ánh sáng 460nm mức lượng 200mW/cm2 gây phân giải quang 41.1% dịch chiết sau phút chiếu Mầu dịch chiết thô tiếp tục bị phân giải quang thêm sau phút chiếu, giâm 74.8% so với ban đầu Tuy nhiên thử nghiệm chiếu ánh sáng 460nm trực tiếp lên sinh khối vi khuấn staphyloxanthin màng tế bào, hiệu quà tác động cũa ánh sáng 460nm bị giâm phần, hiệu quà phân giãi quang theo thời gian chậm so với tác động trực tiếp cùa ánh sáng lên dịch chiết Ket cùa nghiên cứu the tiềm khả dụng ánh sáng bước sóng 460nm gây phân giải quang sac tố staphyloxanthin cùa vi khuẩn s aureus, bước khởi đầu cần thiết để nghiên cứu phương án xữ lí lồi vi khuấn bang ánh sáng 460nm tương lai I MỞ ĐÂU Hơn 90% mầu vi khuẩn s aureus phân lập từ người bệnh có khuẩn lạc săn xuất sac tố với công thức phân từ CsiHỵsOs mang tên staphyloxanthin1'1 Hợp chất staphyloxanthin hợp chất carotenoid có màu vàng sáng vàng cam, mang chức bảo vệ tế bào aureus chống lại tác nhân oxi hóa121 Nhiều loại hợp chất carotenoid cỏ đặc điếm nhạy sáng phân tữ cùa chúng mang nhiều liên kết c=c dề bị ánh sáng bước sóng khác kích thích dần đen đứt gãy mạch phân từ Đặc biệt ánh sáng bước sóng 460 nm có khã phá vỡ liên kết c=c cũa phân từ staphyloxanthin, gây quang phân li sắc tố này131 Do nhiều nghiên cứu chứng minh vi khuẩn s aureus bị sắc tố staphyloxanthin màng tế bào trở nên yếu trước tác nhân oxi hỏa, việc xữ lí s aureus phương pháp chiếu ánh sáng bước sóng 460nm kết hợp với xữ li H2O2 mang lại hiệu tiêu diệt s aureus vượt trội nhiều lần[4L Từ việc nghiên cứu tính dụng cũa ánh sáng bước sóng 460nm gây phân giài quang sắc tố staphyloxanthin cũa vi khuẩn s aureus bước khởi đầu cần thiết để đánh giá tiềm phương án xử lí lồi vi khuấn tương lai II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Nguồn sáng phát ánh sáng xanh 460nm: Hệ đèn LED 460nm thiết kế bao gồm phận chính: Chip COB LED LE B P2W cũa hãng Osram, nguồn công suất cao 12V-30A điều xung PWM, thấu kính sị nóng lạnh cơng suất cao TEC1-12730 Ánh sáng có 29 độ rộng phổ 455-485nm, diện tích vùng chiếu sáng bề mặt phẳng khoảng 5-50 cm2 khoáng cách chiếu sáng 20cm Cơng suất hoạt động trung bình đèn khoảng 150 mW, với mức xạ trung binh 50 mW/cm2 tâm chiếu sáng đèn khoảng cách 7,5cm Chiết xuất hợp chất staphyloxanthin từ vi khuẩn Staphylococcus aureus Vi khuấn s aureus nuôi cấy đĩa môi trường thạch sữa (HiMedia) 72 37°c để tế bào khuẩn phát triển hình thành cụm khuẩn lạc sinh staphyloxanthin Sinh khối khuấn thu hoi cách nước cat bề mặt thạch hai lần, mồi lần 3ml Sau đó, dịch rửa chứa tế bào vi khuẩn ly tâm với tốc độ 6000 vòng/ phút 15 phút Phần dịch lỏng chất cặn nối bị loại bỏ Phần viên sinh khối hòa lại với nước cất hai lần sau ly tâm lại với tốc độ 6000 vòng / phút 15 phút đế rữa trôi chất cặn lần vào Sinh khối khuấn sau rửa trộn với ml methanol 99,9% Eppendorf bọc nhôm đế tránh tiếp xúc với ánh sáng Các Eppendorf sau ú 55°c bế ù nhiệt 15 phút làm lạnh 10 phút, sau đó, dịch chiết thu hoi cách ly tâm (13000 vịng / phút 20 phút) Quy trình lặp lại hai lần, cho đen chiết xuất thêm sắc tố staphyloxanthin từ sinh khối nữa151 Phân giải quang dịch chiết thô staphyloxanthin bàng ánh sáng 460nm: Quá trình chiếu đèn 460nm thực buồng gồ bọc mica đen đe hạn che tác động ánh sáng đèn phòng ánh sáng mặt trời lên mầu dịch chiết Đèn hiệu chình đế đạt mức lượng cần thiết bang Lux kế Tenmars TM720 Khi đèn phát mức lượng ổn định mầu đưa vào vị trí tiếp nhận ánh sáng + Khảo sát phân giãi quang dịch chiết staphyloxanthin nồng độ pha loãng khác nhau: Mầu dịch chiết thô staphyloxanthin sau thu hoi đo mật độ quang bước sóng 470nm Mau sau pha lỗng ti lệ khác chia vào bình thủy tinh hình trụ (đường kính mặt đáy 2cm, chiều cao 5cm), mồi bình 5ml mẫu Các binh chiếu ánh sáng 460nm mức lượng 150 mW/cm2, sau mồi 10 phút mầu thu mang đo mật độ quang 470nm, tiếp tục đen thu liệu mẫu mốc thời gian + Khào sát mức lượng gây phân giải quang dịch chiết staphyloxanthin: Dịch staphyloxanthin thơ sừ dụng thí nghiệm chiết xuất từ tổng 0.5gram sinh khối vi khuẩn Dịch chiết staphyloxanthin thu được chia thành phần Mồi phần bao gom 5ml dịch chiết đựng bình thũy tinh hình trụ (đường kinh mặt đáy 2cm, chiều cao 5cm) chiếu đèn 460nm mức lượng khác nhau, bao gom 200mW/cm2, 400mW/cm2, 800mW/cm2 120 mW/cm2 Mầu rút mốc thời gian phút, 10 phút 15 phút đo mật độ quang bước sóng 470nm đế đánh giá hiệu quà gây phân giãi quang cũa mức lượng ánh sáng Chứng âm 5ml mầu dịch chiết thô staphyloxanthin đựng chai bọc giấy bạc đế ngăn cân ánh sáng tác động đen dịch chiết Đánh giá khả phá hủy staphyloxanthin ánh sáng 460nm sinh khối vi khuẩn: Vi khuẩn s aureus nuôi môi trường lỏng TSB 37°c đến đạt mật độ xấp xi 10s CFU/ml Sau lOOpl dịch huyền phù chứa vi khuẩn trải mặt dĩa petri chứa môi trường thạch sữa (Sigma- Aldrich) Các dĩa ú tủ ấm 37°c 72 đế khuẩn lạc phát triển tạo staphyloxanthin Sinh khối vi khuẩn aureus sau thu hồi từ mặt dĩa thạch ni cấy hịa tan vào nước cất theo tì lệ lOOmg sinh khối / Iml nước cất Dịch huyền phù pha khuẩn chuyến vào ong nghiệm chiếu đèn ánh sáng 460nm cường độ thời gian định trước Sinh khối vi khuẩn thu hồi mốc thời gian 10 phút, 20 phút, 40 phút 60 phút chiết xuất staphyloxanthin Các mầu dịch chiết thô sau định lượng phương pháp quang phố đế 30 đánh giá so sánh phân hủy sắc tố staphyloxanthin trực tiếp tế bào vi khuẩn sống Hiệu quà tẩy màu cũa vi khuấn sống đánh giá so sánh song song với hiệu quà tấy màu dịch chiết thô staphyloxanthin III KÉT QUA VÀ THAO LUẬN Xác định cường độ ánh sáng thòi gian chiếu thích họp đe đạt hiệu phân giải quang cao + Kháo sát phân giãi quang dịch chiết staphyloxanthin độ loãng khác nhau: Ket xữ lí dịch chiết staphyloxanthin pha lỗng nong độ khác trình bày bâng hình 1: Bảng Ket đo mật độ quang A470 mẫu dịch chiết thô staphyloxanthin sau 60 phút xử lí đèn ánh sáng xanh 460nm: Thòi gian chiều (phút) 10 20 30 40 50 60 Khơng pha lỗng 2,01 1,012 0,804 0,703 0,64 0,607 0,565 Pha loãng 1/2 1,011 0,49 0,349 0,321 0,299 0,274 0,261 Pha loãng 1/5 0,41 0,241 0,179 0,142 0,13 0,121 0,114 Pha loãng 4/5 1,574 0,758 0,605 0,527 0,495 0,467 0,435 Hình Sự phân giải quang dịch chiết thơ staphyloxanthin nồng độ pha lỗng khác Ket quã thí nghiệm cho thấy phân giải quang dịch chiết staphyloxanthin nồng độ pha loãng khác gần nhau, hay nói cách khác phân giãi quang cùa dịch chiết staphyloxanthin không phụ thuộc vào nồng độ chât + Khảo sát cường độ đèn gây phản giải quang dịch chiết staphyloxanthin: Thí nghiệm tiến hành nhầm khào sát ảnh hường cũa mức lượng đèn 460nm tác động lên dịch chiết staphyloxanthin từ vi khuẩn s aureus 31 1,4 1,2 -♦-25.000 Lux 0,8 o ? 0,6 Q ° 0,4 -«-50.000 Lux -A-100.000 Lux -*-150.000 Lux X Control 0,2 -I -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 0 10 12 14 Thịi gian chiếu đèn 16 Hình Q trình phân giãi quang hợp chất staphyloxanthin theo thời gian mức nãng lượng đèn khác Bảng Mật độ quang OD470 cúa mẫu dịch chiết thử nghiệm mức lượng khác theo thời gian Mức lượng phút phút 10 phút 15 phút 200 mW/cnr 1,237 0,512 0,267 0,206 400 mW/cm' 1,239 0,28 0.221 0,202 800 mW/cnr 1,239 0,26 0.198 0,173 1200 mW/cm2 1,226 0,222 0,167 0.153 Đối chứng (không chiểu đèn) 1,239 1,227 1,226 1,224 K.ết quà thí nghiệm trình bày Hình 2, Hình Bàng ABC Hình Sự thay đổi màu sắc dịch chiết staphyloxanthin tác động cũa ánh sáng 460nm cường độ 400mW/cm2.ư4/ Mầu dịch chiết chưa chiếu đèn B/ Mầu dịch chiết sau chiếu đèn phút, c/ Mầu dịch chiết sau chiếu đèn 15 ’ Sự suy giàm mật độ quang A470 cùa mầu dịch chiết ghi nhận mốc thời gian chiếu đèn thề phân giải quang cúa sắc tố staphyloxanthin ãnh hưởng ánh sáng 460nm Ket quà thừ nghiệm cho thấy ánh sáng mức nãng lượng 200mW/cnr gây phân giãi quang dịch chiết khiến mật độ quang cũa mầu giàm 58.6% so với mẫu 32 đối chứng (không bị ânh hưởng đèn) sau phút chiếu Mầu dịch chiết thô tiếp tục bị phân giãi quang thêm sau phút chiếu, giảm 74.8% so với ban đầu Tuy nhiên hiệu phân giải quang mẫu dịch chiết không tăng thêm đáng kế sau tiếp tục chiếu đèn thêm phút cuối Có khác biệt đáng kể mức lượng 400, 800 1200mw/cm2 so sánh với mức lượng 200mW/cm2 Mức lượng 400, 800 1200mW/cm2 gây phân giải quang mầu dịch chiết thô lên đến 77-81%, cao mức lượng 200mW/cm2 sau phút chiếu Tuy nhiên đến phút chiếu đèn thứ 10, chi số A470 mẫu mức lượng gần tương đương với mầu chiếu đèn mức 200mW/cm2, khơng có nhiều thay đối tiếp tục chiếu đen phút thứ 15 Điều cho thấy cường độ ánh sáng 460nm có ánh hưởng đen toe độ phân giải quang cua staphyloxanthin, khoáng thời gian chiếu đèn với cường độ mạnh hiệu cao Tuy nhiên kết the hỉnh cho thay xu hướng phân giải quang mức lượng 800 1200 mW/cm2 gần bàng nhau, việc tăng lượng đèn làm tăng hiệu quâ phân giải quang có giới hạn định mầu staphyloxanthin Ngoài ra, sau khoáng thời gian chiếu đèn, độ phân giãi quang cùa mức lượng gần đạt đen ngưỡng nhau, điều chứng minh hiệu quà phân giải quang mức lượng đèn bị ảnh hường bời thời gian chiếu Nói cách khác, đế đạt hiệu quã phá hủy sac tố staphyloxanthin cao thời gian ngấn cần lượng lượng ánh sáng 460nm cao vừa đù, mức lượng thấp muốn gây phân hủy sắc tố hoàn toàn càn tiêu ton nhiều thời gian chiếu đèn Đánh giá khả tẩy sắc tố ciia quy trình chiếu đèn tế bào vi khuẩn sống: Từ kết thí nghiệm khảo sát khã gây phân giãi quang dịch chiết staphyloxanthin, ánh sáng 460nm mức lượng 400mW/cm2 chọn để thực thí nghiệm tẩy sấc tố staphyloxanthin nguyên vẹn thành tế bào vi khuẩn s aureus Thi nghiệm tiến hành cách chiếu ánh sáng 460nm cường độ 400mW/cm2 vào ống nghiệm chứa huyền phù sinh khối vi khuấn s aureus (2 gram sinh khối vi khuấn cạo từ dĩa thạch nuôi cấy 48 hòa vào 20ml nước cất) Ánh sáng chiếu liên tục 60 phút, mầu sinh khối vi khuấn rút mồi 10 phút (Hình 4) Sau quy trình chiếu đèn 460nm sinh khối khuấn hoàn thành, mầu khuấn mang chiết tách staphyloxanthin thô định lượng phương pháp đo quang phổ A470 Đe đối chiếu khác biệt tác động ánh sáng 460nm lên staphyloxanthin tự staphyloxanthin nguyên thành tế bào vi khuân, dịch chiết staphyloxanthin từ sinh khối vi khuấn mốc 0’ (chưa chiếu đèn) chiếu ánh sáng 460nm mức lượng 400mW/cm2 60 phút, mật độ quang mẫu 470nm sau mồi 10 phút thu thập Ket quà trình bày hình Hình Sự thay đổi màu sắc sinh khối s aureus sau 60 phút chiếu đèn 460nm 33 Hình Khác biệt xu hướng phân giải quang dịch chiết staphyloxanthin thô staphyloxanthin thành tế bào vi khuẩn sống tác động cũa ánh sáng 460nm So sánh kết chiếu đèn dịch chiết staphyloxanthin chiếu đèn sinh khối vi khuấn cho thấy có khác biệt rõ rệt chiếu ánh sáng 460nm lên trạng thái khác cũa staphyloxanthin Họp chất staphyloxanthin sau chiết tách tác động cùa đèn 460nm bị phân giải quang với tốc độ nhanh nhiều so với staphyloxanthin nguyên thành te bào vi khuẩn Xu hướng phân giãi quang dịch chiết thơ tương tự két q thí nghiệm trước, với hiệu quà phân giãi quang đạt gần 65% sau 10 phút chiếu ánh sáng 460nm cường độ 400mW/cm2, sau bất đầu chậm lại từ phút thứ 20 trở Tuy nhiên với staphyloxanthin tồn màng té bào vi khuẩn, hiệu tác động cùa ánh sáng 460nm bị giảm rõ rệt, hiệu quà phân giái quang theo thời gian chậm so với dịch chiết (hình 5) Ket q đến từ việc sắc tố staphyloxanthin vi khuẩn s aureus phân bố yếu lớp phospholipid bilayer, che chẩn bên lớp màng peptidoglycan dày cùa vi khuẩn Gram dương lóp vỏ capsule bên Ngoài mật độ vi khuấn dịch chiết nhiều (với mật độ sinh khối o.lg/ml) khiến cho dịch huyền phù có màu đục, làm càn trở ánh sáng tác động lên phần sinh khối tống dần đen sụt giàm hiệu ứng ánh sáng Do két luận hiệu cùa ánh sáng 460nm lên sắc tố staphyloxanthin tế bào vi khuẩn sống bị ảnh hưởng mật độ khuẩn xừ lí Lịí cảm 011: Nghiên cứu tài trợ Trường Đại học Nguyền Tất Thành, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam Đe tài mã số: 2020-01-025 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 30 Foster T (1996) Staphylococcus Medical Microbiology 4th edition Galveston (TX): University of Texas Medical Branch at Galveston Chapter 12 31 Pelz A, Wieland KP, Putzbach K, Hentschel p, Albert K, Gotz F (2005) Structure and biosynthesis of staphyloxanthin from Staphylococcus aureus J Biol Chern 280:32493-32498 32 Dong PT, Haroon M, Jie H, Leanse, Leon GL, Junjie L, Lijia L, Tianhong D, Mohamed NS, Ji xc (2019) Photolysis of Staphyloxanthin in Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Potentiates Killing by Reactive Oxygen Species AdvSci 10.1002 34 33 Dai T, Gupta A, Huang YY, Sherwood ME, Murray CK, Vrahas MS, Hamblin MR (2013) Blue light eliminates community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus in infected mouse skin abrasions Lasers Surg Med, 3/(11), 531-538 34 Al-Kazaz J, Eman K, Melconian K, Alice K, Joseph K, Nuha (2014) Extraction of Staphyloxanthin from Staphylococcus aureus Isolated from Clinical Sources Iraqi Journal ofScience 55 (4B), 1823-1832 ABSTRACT: Staphyloxanthin is a bright yellow carotenoid pigment synthesized by Staphylococcus aureus bacteria on cell membranes Staphyloxanthin has anti-oxidant properties, thus protecting Staphylococcus aureus bacteria against oxidizing agents capable of destroying and causing bacterial cell death The light at 460nm light has been shown to cause photolysis of staphyloxanthin, which directly affects the oxidation resistance of s aureus bacteria Test results showed that 460nm light at 200mW/cm2 energy level caused optical density at 470nm of staphyloxanthin crude extract reduced up to 41.1% after minutes of illumination The photolysis of staphyloxanthin crude extract continued after minutes of irradiation, causing the reduction of the absorbance of the extract up to 74.8% However in the experiment applying 460nm light directly on bacterial biomass, the staphyloxanthin photolysis effect of 460nm light was reduced partly, and the efficiency of photolysis process over time was slower than the effect of direct light onto the crude extract The results of the study confirm the potential of the 460nm light to induce photolysis of the s aureus staphyloxanthin pigment, which is a necessary first step to further study the treatment of this bacterium with 460nm light in the future 35 ... cùa ánh sáng bước sóng 460nm lên hợp chất staphyloxanthin nam thành tế bào vi khuẩn s aureus Do can thiết phải có nguồn sáng với yêu cầu sau: • Nguồn sáng bước sóng 460nm với độ đơn sắc cao (đèn. .. s aureus sau 60 phút chiếu đèn 460nm 33 Hình Khác biệt xu hướng phân giải quang dịch chiết staphyloxanthin thô staphyloxanthin thành tế bào vi khuẩn sống tác động cũa ánh sáng 460nm So sánh kết... xuất staphyloxanthin vi khuẩn s aureus 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Thiết kế hệ đèn LED 460nm công suất cao Đèn LED sữ dụng để chiếu ánh sáng 460nm phân giãi quang sắc tố staphyloxanthin thiết
Ngày đăng: 10/11/2022, 19:45
Xem thêm: