Thử nghiệm tương tác của vật liệu micro nano với protein

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC TRƯƠNG THỊ TRANG THỬ NGHIỆM TƯƠNG TÁC CỦA VẬT LIỆU MICRO/NANO VỚI PROTEIN KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC Hà Nội – 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC TRƯƠNG THỊ TRANG THỬ NGHIỆM TƯƠNG TÁC CỦA VẬT LIỆU MICRO/NANO VỚI PROTEIN KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC KHOÁ: QH.2017.Y Người hướng dẫn: PGS.TS Vũ Thị Thơm ThS.BSNT Lê Thị Minh Phương Hà Nội – 2022 LỜI CẢM ƠN Vượt qua khó khăn trở ngại đại dịch COVID-19, hướng dẫn hỗ trợ kịp thời thầy, cô, em may mắn thực hồn thành đề tài Khóa luận tốt nghiệp “Thử nghiệm tương tác vật liệu micro/nano với protein” Đó biết ơn niềm tự hào lớn thân em Với tình cảm chân thành, em xin bày tỏ lòng biết ơn Ban giám hiệu trường Đại học Y Dược, môn Y Dược học sở - trường Đại học Y dược, khoa Công nghệ Nông nghiệp – trường Đại học Công nghệ (ĐHQGHN), thầy giáo, cô giáo tham gia giảng dạy giúp đỡ em suốt trình học tập, nghiên cứu Em xin bày tỏ nhớ ơn đặc biệt đến PGS.TS Vũ Thị Thơm, TS Lê Thị Hiên ThS.BSNT Lê Thị Minh Phương – người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ kiến thức, tài liệu phương pháp để em hoàn thành đề tài nghiên cứu Cảm ơn đề tài “Hợp tác nghiên cứu kỹ thuật định lượng số biomarker bệnh nhân bị bệnh võng mạc đái tháo đường” thuộc nhiệm vụ KHCN theo Nghị định thư Mã số: NĐT.69.CHN/19 bảo trợ cho nghiên cứu Bên cạnh đó, quan tâm, giúp đỡ gia đình, bạn bè người thân ln nguồn động lực lớn lao, tạo điều kiện tốt để em tập trung nghiên cứu hồn thành đề tài Tuy có nhiều cố gắng, đề tài nghiên cứu không tránh khỏi thiếu sót Em kính mong Q thầy cơ, chun gia, người quan tâm đến đề tài, gia đình bạn bè tiếp tục có ý kiến đóng góp, giúp đỡ để đề tài hoàn thiện Sinh viên Trương Thị Trang MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan vật liệu micro/nano 1.1.1 Định nghĩa khoa học nano công nghệ nano 1.1.2 Vật liệu micro/nano 1.1.3 Vật liệu Periodic mesoporous organosilicas (PMOs) 1.2 Tổng quan loại protein sử dụng nghiên cứu .12 1.2.1 Albumin huyết bò - Bovine serum albumin (BSA) 12 1.2.2 Insulin 13 1.2.3 Trypsin 15 1.3 Tình hình nghiên cứu vật liệu micro/nano ứng dụng y học 16 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới .16 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước .17 CHƯƠNG 18 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Đối tượng nghiên cứu .18 2.2 Thời gian, địa điểm nghiên cứu: .18 2.3 Quy trình nghiên cứu 18 2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu 18 2.4.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị .19 2.5.3 Phương pháp tổng hợp vật liệu 21 2.5.4 Phương pháp khảo sát khả gắn protein/peptide lên vật liệu PMO 23 2.6 Phương pháp phân tích xử lý số liệu 28 CHƯƠNG - KẾT QUẢ 30 3.1 Xây dựng đường chuẩn nồng độ protein .30 3.1.1 BSA 30 3.1.2 Insulin/Trypsin .31 3.2 Khả tương tác protein với vật liệu PMO 32 3.2.1 BSA 32 3.2.2 Insulin 35 3.2.3 Trypsin 37 3.3 So sánh khả hấp phụ protein vật liệu nghiên cứu 39 3.3.1 Khả hấp phụ protein phụ thuộc pH dung dịch đệm 39 3.3.2 Sự khác khả hấp phụ protein BSA vật liệu microPMO nanoPMO 41 3.3.3 Khả hấp phụ protein hệ vật liệu nanoPMO 42 CHƯƠNG – BÀN LUẬN 44 KẾT LUẬN 49 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên đầy đủ BSA Bovine serum albumin (Albumin huyết bò) PMO Periodic mesoporous organosilica (vật liệu organosilica trung tính định kỳ) MicroPMO Periodic mesoporous organosilica kích thước micromet NanoPMO Periodic mesoporous organosilica kích thước nanomet MPA Periodic mesoporous organosilica kích thước micromet gắn –NH2 MPC Periodic mesoporous organosilica kích thước micromet gắn -COOH MPT Periodic mesoporous organosilica kích thước micromet trung tính NPA Periodic mesoporous organosilica kích thước nanomet gắn -NH2 NPC Periodic mesoporous organosilica kích thước nanomet gắn -COOH NPT Periodic mesoporous organosilica kích thước nanomet trung tính DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục hóa chất sử dụng nghiên cứu 19 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ sử dụng nghiên cứu 20 Bảng 2.3 Danh mục thiết bị sử dụng nghiên cứu 20 Bảng 2.4 Nồng độ BSA để khảo sát khả hấp phụ protein BSA vật liệu 26 Bảng 2.5 Nồng độ Insulin để khảo sát khả hấp phụ protein Insulin vật liệu 26 Bảng 2.6 Nồng độ Trypsin để khảo sát khả hấp phụ Trypsin vật liệu 27 Bảng 3.1 Nồng độ BSA đo A280………………………………….30 Bảng 3.2 Nồng độ Insulin/Trypsin đo A280………………………31 Bảng 4.1 Điện tích protein khảo sát: BSA, insulin, trypsin 46 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Tổng hợp PMO từ tiền chất silic hữu .6 Hình 1.2 Các ứng dụng PMO – xúc tác sinh học, hấp phụ phân tử sinh học, phân phối thuốc Hình 1.3 Phương pháp để cố định protein giá đỡ lực tương tác protein giá đỡ qua trình cố định protein[10] .8 Hình 1.4 Cấu trúc phân tử insulin người 14 Hình 1.5 Cấu trúc tinh thể Trypsin [20] 15 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình nghiên cứu………………………………………18 Hình 2.2 Quy trình tổng hợp vật liệu PMO trung tính…………………… 21 Hình 2.3 Quy trình tổng hợp vật liệu PMO amin………………………… 22 Hình 2.4 Cơ chế tạo PMO carboxylic từ PMO amin………………………22 Hình 2.5 Máy đo quang phổ huỳnh quang Nanodrop 8000……………… 23 Hình 2.6 Xác định pH máy đo pH cầm tay……………………………24 Hình 2.7 Quy trình khảo sát tương tác protein với vật liệu theo thời gian………………25 Hình 2.8 Quy trình khảo sát tương tác protein với vật liệu theo nồng độ……………… 28 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Đường chuẩn nồng độ BSA 30 Đường chuẩn nồng độ Insulin/Trypsin 31 Xu hướng hấp phụ BSA microPMO theo thời gian 32 Xu hướng hấp phụ BSA vật liệu microPMO theo nồng độ BSA ban đầu 33 Xu hướng hấp phụ BSA vật liệu nanoPMO theo thời gian 34 Xu hướng hấp phụ BSA vật liệu nanoPMO phụ thuộc nồng độ BSA ban đầu 35 Xu hướng hấp phụ Insulin vật liệu nanoPMO theo thời gian 36 Lượng Insulin bị hấp phụ gam vật liệu phụ thuộc nồng độ Insulin ban đầu 37 Xu hướng hấp phụ Trypsin vật liệu nanoPMO theo thời gian38 Xu hướng hấp phụ Trypsin vật liệu nanoPMO theo nồng độ Trypsin ban đầu 39 Lượng protein (Trypsin BSA) hấp phụ lên vật liệu nanoPMO thời điểm 15 phút 40 So sánh khả hấp phụ protein BSA vật liệu microPMO amin (MPA) vật liệu nanoPMO amin (NPA) theo thời gian 41 So sánh khả hấp phụ BSA vật liệu microPMO (MPA) vật liệu nanoPMO (NPA) theo nồng độ BSA ban đầu 42 Khả hấp phụ protein hệ vật liệu nanoPMO thời điểm 15 phút 43 Lượng Trypsin bị hấp phụ(mg/g) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Nồng độ Trypsin ban đầu (mg/g) NPA NPC NPT Xu hướng hấp phụ Trypsin vật liệu nanoPMO theo nồng độ Trypsin ban đầu Khi khảo sát độ hấp phụ Trypsin hệ vật liệu nanoPMO nồng độ Trypsin 0,1 – 0,5 – – – (mg/mL), kết cho thấy lượng Trypsin bị hấp phụ lên vật liệu tăng tỉ lệ thuận với nồng độ Trypsin ban đầu Điều với loại vật liệu nanoPMO: trung tính, amin acid Trong đó, vật liệu nanoPMO acid (NPC) cho thấy khả hấp phụ Trypsin mạnh mẽ nhất, sau vật liệu trung tính (NPT) thấp vật liệu amin (NPA) điểm nồng độ Trypsin ban đầu(đồ thị 3.10) 3.3 So sánh khả hấp phụ protein vật liệu nghiên cứu 3.3.1 Khả hấp phụ protein phụ thuộc pH dung dịch đệm Khi sử dụng 10mg vật liệu micro/nanoPMO, hệ vật liệu microPMO nanoPMO, lượng protein hấp phụ lên vật liệu hệ vật liệu có khác 39  Đối với BSA Khảo sát độ hấp phụ BSA hai hệ vật liệu microPMO nanoPMO, sử dụng dung dịch đệm PBS (pH = 6,5), kết vật liệu micro/nanoPMO amin (MPA NPA) cho thấy khả hấp phụ BSA cao hẳn so với vật liệu micro/nano PMO trung tính acid theo hai phương diện thời gian nồng độ (đồ thị 3.4 – đồ thị 3.7)  Đối với Insulin/Trypsin 109.9398 NPC 106.6754 NPT 72.6148 68.4388 63.425 Lượng protein bị hấp phụ gam vật liệu (mg/G) thời điểm 15 phút NPA 109.259 Khả hấp phụ protein Insulin/Trypsin vật liệu nanoPMO theo thời gian nồng độ khảo sát với dung dịch đệm MES (pH = 5,5) TRYPSIN INSULIN Loại protein Lượng protein (Trypsin Insulin) hấp phụ lên vật liệu nanoPMO thời điểm 15 phút Khi khảo sát lượng vật liệu, nồng độ protein (5 mg/mL), dung dịch đệm MES (pH = 5,5) sử dụng hệ vật liệu nanoPMO, lượng Trypsin bị hấp phụ lên vật liệu nanoPMO (gồm NPA, NPT, NPC) thể rõ khác Trong đó, vật liệu nanoPMO acid (NPC) cho thấy 40 khả hấp phụ Trypsin cao nhất, sau vật liệu trung tính NPT thấp vật liệu amin NPA Trong đó, khả hấp phụ Insulin ba vật liệu nanoPMO tương đương nhau(đồ thị 3.11) Điều với tất thời điểm điểm nồng độ protein ban đầu khảo sát 3.3.2 Sự khác khả hấp phụ protein BSA vật liệu microPMO nanoPMO So sánh khả hấp phụ BSA vật liệu microPMO vật liệu nanoPMO theo thời gian nồng độ sử dụng loại dung dịch đệm PBS (pH = 6,5), ta có: 10 20 51.4178 34.8582 33.5139 34.0181 15 Thời gian(phút) 48.7083 51.3967 NPA 51.3674 35.9924 49.435 28.599 Lượng bsa bị hấp phụ gam vật liệu (mg/g) MPA 30 So sánh khả hấp phụ protein BSA vật liệu microPMO amin (MPA) vật liệu nanoPMO amin (NPA) theo thời gian Tại thời điểm, nồng độ BSA (5 mg/mL), sử dụng dung dịch đệm PBS 10mg vật liệu PMO để khảo sát, vật liệu nanoPMO amin (NPA) cho thấy khả hấp phụ BSA cao hẳn so với vật liệu microPMO 41 0.5 2.5 10 Nồng độ BSA ban đầu(mg/ml) 262.373 285.7719 105.8938 90.0567 NPA 61.1553 48.7209 30.3214 12.5352 4.203 Lượng BSA bị hấp phụ gam vật liệu(mg/g) MPA 634.8582 amin (MPA) thời điểm khảo sát (đồ thị 3.12) Điều tương tự so sánh lượng BSA bị hấp phụ vật liệu trung tính (NPT với MPT), vật liệu acid (NPC với MPC) 20 So sánh khả hấp phụ BSA vật liệu microPMO (MPA) vật liệu nanoPMO (NPA) theo nồng độ BSA ban đầu Khi sử dụng dung dịch đệm PBS (pH = 6.5) 10mg vật liệu micro/nanoPMO, vật liệu nanoPMO (NPA) cho thấy khả hấp phụ protein BSA cao hẳn so với vật liệu microPMO (MPA) nồng độ BSA ban đầu (đồ thị 3.13) Điều tương tự so sánh khả hấp phụ BSA vật liệu trung tính (NPT với MPT), vật liệu acid (NPC với NPT) 3.3.3 Khả hấp phụ protein hệ vật liệu nanoPMO So sánh khả hấp phụ protein hệ vật liệu nanoPMO, thời điểm 15 phút (thời điểm độ hấp phụ protein đạt trạng thái bão hòa), nồng độ protein (mg/mL) với lượng vật liệu, ta có: 42 NPT NPC INSULIN 72.6148 68.4388 63.427 36.2864 41.3695 51.3967 103.6754 109.9398 109.259 Lượng protein bị hấp phụ gam vật liệu(mg/g) thời điểm 15 phút NPA BSA TRYPSIN Loại protein Khả hấp phụ protein hệ vật liệu nanoPMO thời điểm 15 phút Dựa vào đồ thị 3.14, ta thấy: Khi so sánh lượng protein (gồm BSA, Insulin, Trypsin) bị hấp phụ lên loại vật liệu, thời điểm (15 phút), khả hấp phụ protein Insulin vật liệu nanoPMO lớn (103,68 – 109,26 mg/g), sau Trypsin ( 63,43 – 72,61 mg) thấp BSA (36,29 – 51,4 mg/g) Điều tương tự so sánh thời điểm lại 43 CHƯƠNG – BÀN LUẬN Khả hấp phụ protein vật liệu micro/nanoPMO thực nhờ phương pháp hấp phụ vật lý Phương pháp có cách tiếp cận đơn giản, tiết kiệm nhanh chóng Nguyên lý cho vật liệu protein tiếp xúc với nhau, sau trình ủ, protein bám lên bề mặt vật liệu dẫn đến lượng protein dung dịch giảm Đo độ hấp phụ A280 máy quang phổ huỳnh quang Nanodrop cách nhỏ 3µL giọt mẫu Sau tiến hành tính tốn lượng protein bị hấp phụ gam vật liệu công thức (1) Quá trình ủ thời gian cho vật liệu protein tiếp xúc với nhau, nghiên cứu này, lượng protein hấp phụ lên vật liệu khảo sát thời điểm – 10 – 15 – 20 – 30 (phút) Việc lựa chọn thời điểm có khoảng cách ngắn cho phép xác định thời gian bão hòa lượng protein bị hấp phụ lên vật liệu sớm tối ưu trình thực nghiệm Kết khảo sát cho thấy, lượng protein BSA, Insulin Trypsin hấp phụ lên hệ vật liệu micro/nanoPMO tăng mạnh khoảng – 10 (phút) đầu đạt trạng thái bão hòa từ thời điểm 15 phút Nghĩa khả hấp phụ protein vật liệu diễn mạnh mẽ khoảng thời gian đầu vật liệu protein tiếp xúc (5 – 10 phút) trì lượng protein bị hấp phụ thời điểm sau Từ việc xác định thời gian lượng protein hấp phụ lên vật liệu ổn định bão hòa, tiến hành khảo sát khả hấp phụ protein vật liệu theo nồng độ protein ban đầu Các vật liệu cân vào ống effpendoft khác nhau, sau rửa lần với dung dịch đệm tương ứng Sau bổ sung protein với nồng độ tương ứng vào ống effpendoft, tiến hành ủ 15 phút (thời điểm lượng protein bị hấp phụ bão hòa) Đo độ hấp phụ A280 xác định lượng protein bị hấp phụ gam vật liệu phụ thuộc nồng độ protein ban đầu Kết khảo sát cho thấy, khả hấp phụ protein hệ vật liệu micro/nanoPMO tăng tỉ lệ thuận với nồng độ protein ban đầu Điều có nghĩa là, protein có nồng độ cao lượng protein bị hấp phụ lên vật liệu lớn ngược lại 44  Ảnh hưởng pH dung dịch đệm đến hấp phụ protein vật liệu Từ kết thực nghiệm đạt cho thấy, protein BSA, hấp phụ BSA 5(mg/mL) dung dịch đệm PBS (pH= 6,5) mẫu vật liệu PMO amin (MPA NPA) cho khả hấp phụ BSA mạnh so với mẫu PMO trung tính (MPT NPT) mẫu PMO acid (MPC NPC) Ngược lại, Trypsin, sử dụng dung dịch đệm MES (pH = 5,5), khả hấp phụ Trypsin vật liệu nanoPMO acid (NPC) mạnh mẽ nhất, sau vật liệu nanoPMO trung tính (NPT) thấp vật liệu amin (NPA) Trong đó, lượng protein Insulin bị hấp phụ lên hệ vật liệu nanoPMO tương đương Để giải thích cho điều này, nghiên cứu Shin JH cộng [17] điểm đẳng điện tính kỵ nước PMO tính kỵ nước acid amin yếu tố quan trọng chi phối trình hấp phụ sinh học Các tương tác khác bề mặt protein bề mặt silica xảy trình hấp phụ Sự thay đổi bề mặt vật liệu, thay đổi pH nồng độ muối có ảnh hưởng lớn đến loại tương tác Có thể quan sát thấy lực Van der Waals, liên kết hydro, tương tác kỵ nước tĩnh điện với lực tĩnh điện tương tác mạnh nhất, lực khác lại yếu nhiều Những lực không xảy chất mang protein mà phân tử protein Lực đẩy phân tử sinh học giảm thiểu pH gần pI (điểm đẳng điện) Tại thời điểm này, đạt đóng gói dày đặc phân tử sinh học Tuy nhiên, có nhóm tích điện protein tương tác với với bề mặt Quá trình hấp phụ bị chi phối liên kết hydro, tương tác kỵ nước lực van der Waals Điều hoàn toàn phù hợp vật liệu micro/nano PMO amin chứa nhóm chức -NH2 nên mang điện tích dương (+) pH = 6,5 với điểm đẳng điện BSA pI = 4,7 BSA mang điện tích âm (-) xảy lực hút điện tích trái dấu vật liệu amin PMO protein BSA (bảng 4.1) 45 Bảng 4.1 Điện tích protein khảo sát: BSA, insulin, trypsin Protein pI pH Điện tích protein pH thực nghiệm BSA 4,7 6,5 Âm Insulin 5,4 5,5 Trypsin 10 5,5 Dương Trái lại, môi trường dung dịch đệm MES (pH=5,5), trypsin (pI=10) tích điện dương (bảng 4.1) Trong NPA chứa nhóm amin -NH2 mang điện tích dương, NPC chứa nhóm carboxylic -COOH mang điện tích âm Do đó, lượng trypsin ban đầu, khối lượng trypsin hấp phụ NPC lớn nhất, sau NPT thấp NPA Từ cho thấy, protein mang điện tích dương, lượng protein hấp phụ khơng đặc hiệu lên vật liệu PMO tăng dần theo thứ tự là: vật liệu amin (NPA), vật liệu trung tính (NPT), vật liệu acid (NPC) ngược lại protein mang điện tích âm Đối với riêng Insulin, khảo sát độ hấp phụ protein với đệm MES (pH = 5.5), nghĩa điện tích Insulin 0, kết cho thấy độ hấp phụ Insulin vật liệu nanoPMO tương đương không xảy lực hút tĩnh điện  Ảnh hưởng kích thước hình thái hạt đến hấp phụ protein Khi so sánh khả hấp phụ protein BSA vật liệu microPMO nanoPMO, thời điểm lựa chọn để so sánh 15 phút (thời điểm lượng protein hấp phụ lên vật liệu bão hòa) Trong dung dịch đệm PBS (pH = 6,5), lượng protein thời điểm, ta thấy: Lượng BSA bị hấp phụ lên vật liệu nanoPMO cao hẳn so với vật liệu microPMO thời điểm khảo sát (đồ thị 3.12) Thực so sánh tương tự với khả hấp phụ protein BSA phụ thuộc nồng độ BSA ban đầu, khoảng thời gian ủ vật liệu, 10 (mg) vật liệu sử dụng dung dịch đệm PBS, vật liệu nanoPMO cho thấy khả hấp phụ BSA cao hẳn so với vật liệu microPMO điểm nồng độ BSA ban đầu (đồ thị 3.13) Điều có nghĩa là, với loại 46 protein điều kiện khảo sát, khả hấp phụ protein vật liệu nanoPMO mạnh hẳn so với vật liệu microPMO Nguyên nhân khác kích thước hình thái hạt Hình thái hạt có ảnh hưởng mạnh mẽ đến diện tích bề mặt riêng Khi kích thước hạt bé diện tích bề mặt riêng lớn Các hạt có hình dạng bất thường bề mặt thơ ráp có diện tích bề mặt riêng cao hạt có bề mặt nhẵn Diện tích bề mặt riêng cao kích thước hạt nhỏ cho phép protein tiếp cận hạt nhiều lối vào lỗ rỗng khác quan sát thấy trình nạp protein cao hấp phụ nhanh Các hình thái khác hạt silica Liu cộng báo cáo hấp thụ protein cao nhanh quan sát thấy với cầu silica rỗng có bề mặt gồ ghề[21]  Ảnh hưởng kích thước lỗ rỗng hình thái lỗ rỗng đến hấp phụ protein So sánh khả hấp phụ protein hệ vật liệu nanoPMO, thời điểm 15 phút (thời điểm độ hấp phụ protein đạt trạng thái bão hòa), nồng độ protein (mg/mL) với lượng vật liệu, ta thấy khả hấp phụ protein Insulin vật liệu nanoPMO lớn nhất, sau Trypsin thấp BSA(đồ thị 3.14) Nguyên nhân tiếp cận vật liệu khác protein Sự khác biệt dễ thấy protein khối lượng phân tử với BSA (66400 Da), trypsin (23300 Da) Insulin (5808) Nghĩa lượng protein bị hấp phụ điều kiện hệ vật liệu tỉ lệ nghịch với khối lượng phân tử Nghiên cứu Balkus Diaz vào năm 1996 cho thấy số protein tiếp cận lỗ rỗng vật liệu MCM-41 (4,0 nm) [6] CytC, papain trypsin hấp thụ hệ thống lỗ rỗng kích thước chúng nhỏ kích thước lỗ MCM-41 peroxidase cải ngựa (HRP, 4,6 nm) lớn cố định bề mặt bên vật liệu Một số vấn đề quan trọng rút từ nghiên cứu để tối ưu trình hấp phụ protein lên vật liệu silica xốp Thứ nhất, rõ ràng kích thước enzyme phải nhỏ so với kích thước lỗ Thứ hai, lỗ xốp lớn chứa lượng protein lớn Thứ ba, hiệu 47 ứng ổn định protein xảy lỗ không lớn nhiều so với thân protein [10] 48 KẾT LUẬN - Khả hấp phụ vật liệu micro/nano tăng tỷ lệ thuận với nồng độ protein (BSA, insulin, trypssin) ban đầu, lượng protein hấp thụ tăng mạnh 5-10 phút sau bão hịa Khi nồng độ protein cao lượng protein bị hấp phụ lên vật liệu lớn - Khả hấp phụ protein ba loại vật liệu PMO trung tính, amin acid phụ thuộc vào pH dung dịch đệm Đối với mang điện tích âm, lượng BSA hấp phụ không đặc hiệu lên vật liệu PMO giảm dần theo thứ tự là: PMO amin, PMO trung tính, PMO acid Ngược lại mang điện tích dương Khả hấp phụ ba loại PMO xấp xỉ với protein không mang điện - Lượng protein bị hấp phụ lên vật liệu nanoPMO cao so với vật liệu microPMO Khả tiếp cận vật liệu loại protein khác phụ thuộc vào khối lượng phân tử protein Khi khối lượng phân tử protein thấp, lượng protein bị hấp phụ lên vật liệu cao ĐỀ XUẤT Phương pháp phân tách làm giàu protein/peptide vật liệu micro/nanoPMO nhờ phương pháp hấp phụ có cách tiếp cận đơn giản, nhanh chóng thuận tiện Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện đánh giá khả gắn protein lên vật liệu ứng dụng làm giàu phân tử sinh học 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT: Lê Việt Cường (2017), Nghiên cứu chế tạo vật liệu từ Fe có cấu trúc micro-nano định hướng ứng dụng y sinh, Luận án Tiến sĩ Vật liệu linh kiện nano (chuyên ngành đào tạo thí điểm), trường Đại học Cơng Nghệ Nguyễn Hà Diệu Trang(2021), "Tổng quan hoạt tính kháng khuẩn vật liệu nano sản phẩm tiêu dùng thực phẩm, tình hình ứng dụng vật liệu nano Việt Nam", Tạp chí Khoa học Công nghệ, 49 TÀI LIỆU TIẾNG ANH: Bayda, Samer, et al (2020), "The History of Nanoscience and Nanotechnology: From Chemical–Physical Applications to Nanomedicine", Molecules 25(1), p 112 Bujacz, A (2012), "Structures of bovine, equine and leporine serum albumin", Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 68(Pt 10), pp 1278-89 Díaz, J Felipe and Balkus, Kenneth J (1996), "Enzyme immobilization in MCM-41 molecular sieve", Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 2(2), pp 115-126 Dodson, G and Steiner, D (1998), "The role of assembly in insulin's biosynthesis", Curr Opin Struct Biol 8(2), pp 189-94 Dolores Esquivel, César Jiménez-Sanchidrián, Francisco J RomeroSalguero ( 2011), "Comparison of the thermal and hydrothermal stabilities of ethylene, ethylidene, phenylene and biphenylene bridged periodic mesoporous organosilicas" Dolores Esquivel, Pascal Van Der Voort, Francisco J Romero-Salguero, (2014), "Designing advanced functional periodic mesoporous organosilicas for biomedical applications" Dorothee I Fried, Dr Felix J Brieler, Prof Dr Michael Fröba (2013 ), "Designing Inorganic Porous Materials for Enzyme Adsorption and Applications in Biocatalysis", Chemistry Europe 10 Dr., Uwe T Bornscheuer Prof (2003), "Immobilizing Enzymes: How to Create More Suitable Biocatalysts" 11 Els De Canck, Linsey Lapeire, Jeriffa De Clercq, Francis Verpoort Pascal Van Der Voort (2010), "New Ultrastable Mesoporous Adsorbent for the Removal of Mercury Ions 12 Frederik Goethals, Mikhail R Baklanov cộng (2012), "Ultra-lowk cyclic carbon-bridged PMO films with a high chemical resistance" 13 Hartmann, Martin (2005), "Ordered Mesoporous Materials for Bioadsorption and Biocatalysis", ACS Publications 14 Jalali F, Dorraji PS, Mahdiuni H, (2014), "Binding of the neuroleptic drug, gabapentin, to bovine serum albumin: Insights from experimental and computational studies", Journal of Luminescence 148, pp 347–352 15 Jeong Hun Shin, Sung Soo Park, M Selvaraj & Chang-Sik Ha (2012), "Adsorption of amino acids on periodic mesoporous organosilicas", SpringerLink 16 Jingjing Wan, Kun Qian, Jun Zhang, Fang Liu, Yunhua Wang, Pengyuan Yang, Baohong Liu Chengzhong Yu (2010), "Functionalized Periodic Mesoporous Organosilicas for Enhanced and Selective Peptide Enrichment", Science Direct 17 Kühne W., "Ueber das Trypsin (Enzym des Pankreas) [About trypsin (enzyme of the pancreas)]", In Naturhistorisch-medizinischen Verein (ed.) Verhandlungen des Naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg [Negotiations by the Natural History Medical Association in Heidelberg], pp 1876-1877 18 L L Hench and J K West (2002), "The sol-gel process", Chem Rev 90(1), pp 33-72 19 Leiros HK, Brandsdal BO, Andersen OA, Os V, Leiros I, Helland R, Otlewski J, Willassen NP, Smalås AO, (2004), "Trypsin specificity as elucidated by LIE calculations, X-ray structures, and association constant measurements", Protein Science 13(4), pp 1056–70 20 Liu, Jia, et al (2012), "Improved Catalytic Performance of Lipase Accommodated in the Mesoporous Silicas with Polymer-Modified Microenvironment", Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids 28, pp 9788-96 21 M Hartmann, D J.-J of M Chemistry, and undefined 2010, (2022), "Biocatalysis with enzymes immobilized on mesoporous hosts: the status quo and future trends", pubs.rsc.org 22 Madhavan Buddha, Partha Hazra, Umamaheshwara Rao K, Narra Naga Pavan Kumar, Mahesh Aithal, (2017), "Kinetic and Structural Differentiation of Trypsin from Different Origins", BioPharm International 30(1), pp 38-43 23 Majorek, K A., et al (2012), "Structural and immunologic characterization of bovine, horse, and rabbit serum albumins", Mol Immunol 52(3-4), pp 174-82 24 María Isabel López, Dr Dolores Esquivel, Prof César JiménezSanchidrián, Prof Francisco José Romero-Salguero (2013), "Application of Sulfonic Acid Functionalised Hybrid Silicas Obtained by Oxidative Cleavage of Tetrasulfide Bridges as Catalysts in Esterification Reactions" 25 Mayoral, Alvaro, et al (2013), "Designing Functionalized Mesoporous Materials for Enzyme Immobilization: Locating Enzymes by Using Advanced TEM Techniques", ChemCatChem 5(4), pp 903-909 26 Norihiro Mizoshita, Takao Tani, Shinji Inagaki (2011), Syntheses, properties and applications of periodic mesoporous organosilicas prepared from bridged organosilane precursors, Chemical Society Reviews, 40(2), pp 789-800R 27 Park, Sung Soo, Santha Moorthy, Madhappan, and Ha, Chang-Sik (2014), "Periodic mesoporous organosilicas for advanced applications", NPG Asia Materials 6(4), pp e96-e96 28 Peiyuan Wang, Liang Zhao, Ren’an Wu, Hua Zhon, Hanfa Zou, Jie Yang Qihua Yang, “ (2009), "Phosphonic Acid Functionalized Periodic Mesoporous Organosilicas and Their Potential Applications in Selective Enrichment of Phosphopeptides", ACS Publications 29 Peng, Z G., Hidajat, K., and Uddin, M S (2004), "Adsorption of bovine serum albumin on nanosized magnetic particles", J Colloid Interface Sci 271(2), pp 277-83 30 Qian, K., et al (2012), "Enrichment and detection of peptides from biological systems using designed periodic mesoporous organosilica microspheres", Small 8(2), pp 231-6 31 Roder, M E., et al (1999), "Intact proinsulin and beta-cell function in lean and obese subjects with and without type diabetes", Diabetes Care 22(4), pp 609-14 32 Røder, M E., et al (1998), "Disproportionately elevated proinsulin levels reflect the degree of impaired B cell secretory capacity in patients with noninsulindependent diabetes mellitus", J Clin Endocrinol Metab 83(2), pp 604-8 33 Ryjkina, Ekaterina, et al (2002), "Molecular Dynamic Computer Simulations of Phase Behavior of Non-Ionic Surfactants", Angewandte Chemie International Edition 41(6), pp 983-986 34 Shinji Inagaki (1999), "Novel Mesoporous Materials with a Uniform Distribution of Organic Groups and Inorganic Oxide in Their Frameworks", ACS Publications 35 T S.-E T & Innovation and undefined 2020 (2022), "Nanomaterials: Classification, properties, and environmental toxicities", Elsevier 36 Topală T, Bodoki A, Oprean L, Oprean R, (2014), "Bovine Serum Albumin Interactions with Metal Complexes", Clujul Med 87(4), pp 215-219 37 Vallet-Regí, María (2019), "Bioceramics: from bone substitutes to nanoparticles for drug delivery", Pure and Applied Chemistry 91(4), pp 687-706 38 Wilcox G (2005), "Insulin and insulin resistance", Clin Biochem Rev 26(2), pp 19-39 ... (MPT), vật liệu microPMO gắn nhóm amin –NH2 (MPA) vật liệu microPMO gắn nhóm carboxyl –COOH (MPC) Tương tự, với vật liệu nanoPMO, ta có: Vật liệu nanoPMO trung tính (NPT), vật liệu nanoPMO với gắn... nghiên cứu Vật liệu micro/ nano PMO ba dạng khác bao gồm: Vật liệu trung tính, vật liệu gắn nhóm amin –NH2 vật liệu gắn nhóm carboxyl –COOH Cụ thể, vật liệu microPMO, gồm: Vật liệu microPMO trung... 10mg vật liệu micro/ nanoPMO, hệ vật liệu microPMO nanoPMO, lượng protein hấp phụ lên vật liệu hệ vật liệu có khác 39  Đối với BSA Khảo sát độ hấp phụ BSA hai hệ vật liệu microPMO nanoPMO, sử dụng