TỔNG HỢP DẪN XUẤT CHITOSAN VỚI ALDEHYDE THƠM, AMONIUM BẬC BỐN VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ HOẠT TÍNH SINH HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÒNG BÍNH LONG TỔNG HỢP DẪN XUẤT CHITOSAN VỚI ALDEHYDE THƠM, AMONIUM BẬC BỐN VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ HOẠT TÍNH SINH HỌC Chuyên ngành : Hóa sinh Mã số : 60 42 30 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGÔ ĐẠI NGHIỆP Thành phố Hồ Chí Minh - 2010 LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành biết ơn sâu sắc đến thầy TS Ngô Đại Nghiệp Thầy không tận tình hướng dẫn, dạy cho em kiến thức kinh nghiệm quý báu, thầy động viên, khích lệ để em cố gắng hoàn thành tốt luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy cô Bộ môn Sinh hóa: cô Phạm Thị Ánh Hồng, cô Đồng Thị Thanh Thu, thầy Trần Mỹ Quan, thầy Văn Đức Chín, cô Nguyễn Thị Huyên, cô Lâm Thị Kim Châu Các thầy cô tận tình dạy dỗ cho em suốt thời sinh viên giai đoạn em làm việc môn Em xin gửi lời cám ơn đến anh chị, đồng nghiệp môn Sinh hóa: cô Lê Phi Nga, chị Lương Bảo Uyên, anh Trần Quốc Tuấn, bạn Nguyễn Phan Cẩm Tú, Võ Mai Trâm em Thạch Thành Trung, Nguyễn Thanh Phong, Phạm Thị Mỹ Bình, Lê Quang Huy Trần Văn Khuê Mọi người giúp đỡ, động viên em suốt thời gian em làm việc làm thí nghiệm môn Em xin chân thành cám ơn anh chị bạn học viên cao học K17 giúp đỡ, động viên em Anh cám ơn em Pha, Uyên, Sáng, Hạnh, Dịu Con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ba má Ba má quan tâm, ủng hộ cho đường học vấn chỗ dựa tinh thần cho Anh cảm ơn Na, em bên cạnh anh, lo lắng, quan tâm động viên cho anh lúc anh gặp khó khăn Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2010 VÒNG BÍNH LONG MỤC LỤC Trang phụ bìa Mục lục Danh mục thuật ngữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình ảnh Danh mục đồ thị Danh mục sơ đồ Danh mục biểu đồ MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan chitin, chitosan 1.1.1 Tổng quan chitin 1.1.2 Tổng quan chitosan 1.1.2.1 Vài nét lịch sử nghiên cứu chitosan dẫn xuất chitosan 1.1.2.2 Cấu tạo chitosan 1.1.2.3 Tính tan chitosan 1.2 Ứng dụng chitosan dẫn xuất chitosan 1.2.1 Chitin chitosan công nghiệp màng bao thực phẩm 1.2.2 Ứng dụng chitosan công nghệ lọc khử acid nước trái 10 1.2.3 Ứng dụng chitosan để thu hồi protein chất béo từ whey phomat 10 1.2.4 Ứng dụng chitosan chitin làm nước 11 1.2.5 Ứng dụng hoạt tính kháng oxy hóa chitosan dẫn xuất công nghiệp chế biến thịt 13 1.2.6 Ứng dụng chitin chitosan để cố định enzyme 13 1.2.7 Tổng hợp chitin oligomer chitosan oligomer ứng dụng thực phẩm chức 14 1.2.8 Ứng dụng mỹ phẩm da nhân tạo 16 1.2.9 Ứng dụng dẫn truyền phóng thích thuốc 17 1.3 Một số dẫn xuất chitosan 18 1.3.1 Dẫn xuất chitosan gắn đường 18 1.3.2 Dẫn xuất N-aryl chitosan 20 1.3.3 Dẫn xuất amonium bậc bốn chitosan 21 1.3.4 Dẫn xuất carboxyalkyl chitosan 23 1.4 Hoạt tính sinh học chitosan dẫn xuất chitosan 25 1.4.1 Hoạt tính kháng vi khuẩn chitosan dẫn xuất 25 1.4.2 Hoạt tính kháng nấm chitosan dẫn xuất 28 1.4.3 Hoạt tính kháng oxy hóa chitosan dẫn xuất 29 1.4.3.1 Hoạt tính kháng oxy hóa 29 1.4.3.2 Chất oxy hóa chất kháng oxy hóa 30 1.5 Tổng quan chủng vi sinh thử nghiệm 35 1.5.1 Các chủng vi khuẩn thử nghiệm 35 1.5.1.1 Staphylococcus aureus MSSA 35 1.5.1.2 Staphylococcus aureus MRSA 36 1.5.1.3 Escherichia coli 37 1.5.1.4 Pseudomonas aeruginosa 38 1.5.1.5 Salmonella typhi 40 1.5.2 Các chủng nấm bệnh thử nghiệm 40 1.5.2.1 Sclerotium rolfsii 40 1.5.2.2 Fusarium sp 41 CHƯƠNG - VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Vật liệu thiết bị 44 2.1.1 Vật liệu 44 2.1.2 Dụng cụ thiết bị 45 2.2 Phương pháp 46 2.2.1 Phương pháp quang phổ hồng ngoại (IR): xác định độ deacetyl hóa chitosan 46 2.2.2 Phương pháp đo độ nhớt cấu trúc để xác định khối lượng phân tử chitosan 48 2.2.3 Phương pháp phân tích phổ NMR xác định độ thay phản ứng tạo dẫn xuất chitosan 50 2.2.4 Phương pháp tạo dẫn xuất chitosan 53 2.2.4.1 Tạo dẫn xuất chitosan với aldehyde thơm 53 2.2.4.2 Tạo dẫn xuất amonium bậc bốn chitosan 54 2.2.5 Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn 56 2.2.5.1 Phương pháp đục lỗ thạch 56 2.2.5.2 Phương pháp xác định MIC chất thử nghiệm 57 2.2.6 Thử nghiệm hoạt tính kháng nấm 58 2.2.7 Thử nghiệm hoạt tính kháng oxy hóa 59 2.2.7.1 Năng lực khử 59 2.2.7.2 Hoạt tính kháng gốc hydroxyl tự 61 CHƯƠNG - KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1 Xác định độ deacetyl hóa trọng lượng phân tử trung bình chitosan 63 3.1.1 Xác định độ deacetyl hóa chitosan 63 3.1.2 Xác định trọng lượng phân tử trung bình chitosan phương pháp đo độ nhớt 64 3.2 Tổng hợp dẫn xuất chitosan 65 3.2.1 Hiệu suất thu nhận dẫn xuất chitosan 65 3.2.2 Xác định độ thay độ amonium bậc bốn hóa dẫn xuất chitosan 66 3.3 Hoạt tính kháng khuẩn chitosan dẫn xuất chủng vi khuẩn thử nghiệm 69 3.3.1 Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn chitosan dẫn xuất 69 3.3.2 MIC chitosan dẫn xuất chủng vi khuẩn thử nghiệm 73 3.3.2.1 MIC chitosan chủng vi khuẩn thử nghiệm 73 3.3.2.2 MIC N-Benzyl chitosan chủng vi khuẩn thử nghiệm 75 3.3.2.3 MIC N-Metylbenzyl chitosan chủng vi khuẩn thử nghiệm 77 3.3.2.4 MIC N-Hydroxylbenzyl chitosan chủng vi khuẩn thử nghiệm 79 3.3.2.5 MIC N-Benzyl chitosan-Quat chủng vi khuẩn thử nghiệm 81 3.3.2.6 MIC N-Metylbenzyl chitosan-Quat chủng vi khuẩn thử nghiệm 82 3.3.2.7 MIC N-Hydroxylbenzyl chitosan-Quat chủng vi khuẩn thử nghiệm 84 3.4 Hoạt tính kháng nấm chitosan dẫn xuât chủng nấm thử nghiệm 87 3.4.1 Hoạt tính kháng nấm chitosan 87 3.4.2 Hoạt tính kháng nấm N-Benzyl chitosan 89 3.4.3 Hoạt tính kháng nấm N-Metylbenzyl chitosan 91 3.4.4 Hoạt tính kháng nấm N-Hydroxylbenzyl chitosan 93 3.4.5 Hoạt tính kháng nấm N- Benzyl chitosan-Quat 94 3.4.6 Hoạt tính kháng nấm N- Metylbenzyl chitosan-Quat 96 3.4.7 Hoạt tính kháng nấm N-Hydroxyl benzyl chitosan-Quat 97 3.5 Hoạt tính kháng oxy hóa chitosan dẫn xuất chitosan 102 3.5.1 Năng lực khử chitosan dẫn xuất chitosan 102 3.5.2 Khả kháng gốc hydroxyl tự chitosan dẫn xuất chitosan 105 CHƯƠNG - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận 108 4.1.1 Độ deacetyl hóa trọng lượng phân tử trung bình chitosan 108 4.1.2 Kết tạo dẫn xuất chitosan 108 4.1.3 Hoạt tính kháng khuẩn chitosan dẫn xuất 108 4.1.4 Hoạt tính kháng nấm chitosan dẫn xuất 109 4.1.5 Hoạt tính kháng oxy hóa chitosan dẫn xuất 110 4.2 Đề nghị 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT BC : dẫn xuất N-Benzyl chitosan tổng hợp từ chitosan benzalhyde MBC : dẫn xuất N-Metylbenzyl chitosan tổng hợp từ chitosan metylbenzaldehyde HBC : dẫn xuất N-Hydroxylbenzyl chitosan tổng hợp từ chitosan hydroxylbenzaldehyde BC-Quat : dẫn xuất N-Benzyl chitosan-Quat tổng hợp từ N-Benzyl chitosan Quat-188 MBC-Quat : dẫn xuất N-Metylbenzyl chitosan-Quat tổng hợp từ NMetylbenzyl chitosan Quat-188 HBC-Quat : dẫn xuất N-Hydroxylbenzyl chitosan-Quat tổng hợp từ NHydroxylbenzyl chitosan Quat-188 Quat-188 : (3-cloro-2-hydroxyl) propyltrimetyl amonium chloride NMP : N-metyl-2-pyrrolidone PGA : Potato Glucose Agar TSB : Trypton Soya Bean NA : Nutrient Agar IR : Infrared spectroscopy NMR : Nuclear magnetic resonance DD : Degree of deacetylation DP : Degree of polymeration ES : Extent of substitution DQ : Degree of quaternization N-aryl chitosan : dẫn xuất chitosan gắn với aldehyde thơm MIC : Minimum Inhibitory Concentration (nồng độ ức chế tối thiểu) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Mối tương quan nồng độ chitosan thời gian lưu phương pháp đo độ nhớt nhớt kế Ubelloge 64 Bảng 3.2 Hiệu suất phản ứng thu nhận dẫn xuất chitosan 65 Bảng 3.3a: Độ thay (ES) dẫn xuất chitosan với aldehyde thơm theo công thức Mrunal 67 Bảng 3.3b: Độ thay (ES) dẫn xuất chitosan với aldehyde thơm theo công thức Warayuth 67 Bảng 3.3c: Độ amonium bậc bốn hóa (DQ) dẫn xuất amonium bậc bốn chitosan 68 Bảng 3.4 Khả kháng chủng vi khuẩn thử nghiệm chitosan dẫn xuất chitosan 70 Bảng 3.5: Nồng độ ức chế tối thiểu chitosan chủng vi khuẩn thử nghiệm 73 Bảng 3.6: Nồng độ ức chế tối thiểu N-Benzyl chitosan chủng vi khuẩn thử nghiệm 75 Bảng 3.7: Nồng độ ức chế tối thiểu N-Metylbenzyl chitosan chủng vi khuẩn thử nghiệm 77 Bảng 3.8: Nồng độ kìm hãm tối thiểu N-Hydroxylbenzyl chitosan chủng vi khuẩn thử nghiệm 79 Bảng 3.9: Nồng độ ức chế tối thiểu N-Benzyl chitosan-Quat chủng vi khuẩn thử nghiệm 81 Bảng 3.10: Nồng độ ứu chế tối thiểu N-Metylbenzyl chitosan-Quat chủng vi khuẩn thử nghiệm 83 Bảng 3.11: Nồng độ ức chế tối thiểu N-Hydroxylbenzyl chitosan-Quat chủng vi khuẩn thử nghiệm 84 Bảng 3.12: Nồng độ ức chế tối thiểu MIC chitosan dẫn xuất chitosan chủng vi khuẩn thử nghiệm 86 Bảng 3.13: Hiệu suất kháng nấm chitosan nồng độ khác 87 Bảng 3.14: Hiệu suất kháng nấm N-Benzyl chitosan nồng độ khác 89 Bảng 3.15: Hiệu suất kháng nấm N-Metylbenzyl chitosan nồng độ khác 91 Bảng 3.16: Hiệu suất kháng nấm N-Hyroxylbenzyl chitosan nồng độ khác 92 Bảng 3.17: Hiệu suất kháng nấm N-Benzyl chitosan-Quat nồng độ khác 94 Bảng 3.18: Hiệu suất kháng nấm N-Metylbenzyl chitosan-Quat nồng độ khác 95 Bảng 3.19: Hiệu suất kháng nấm N-Hydroxylbenzyl chitosan-Quat nồng độ khác 97 Bảng 3.20: Năng lực khử chitosan dẫn xuất nồng độ khác 102 Bảng 3.21: Kết kháng gốc hydroxyl tự chitosan dẫn xuất nồng độ khác 104 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Công thức cấu tạo chitin Hình 1.2 Cấu tạo α-chitin β-chitin Hình 1.3 Công thức cấu tạo chitosan Hình 1.4 Các nhóm chức hoạt động phân tử chitosan Hình 1.5: Công thức cấu tạo chitin chitosan Hình 1.6 Phân tử chitosan “kẹp” ion Niken 12 Hình 1.7: Phản ứng tổng hợp dẫn xuất maltose-chitosan 18 Hình 1.8 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất lactose-chitosan 20 Hình 1.9 Tổng hợp dẫn xuất N-aryl chitosan 21 Hình 1.10 Phản ứng chitosan metyl iod tạo dẫn xuất trimetyl chitosan 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Phạm Thị Quang Anh, (2007), Cải biến chitosan ứng dụng kháng vi sinh vật bảo quản thực phẩm, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Hóa sinh, trường Đại học Khoa học Tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Thị Kim Phụng, (2005), Phổ NMR sử dụng phân tích hóa hữu cơ, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [3] Lê Ngọc Thạch, (2002), Hóa học hữu (Các nhóm định chức chính), Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [4] Trần Linh Thước, (1999), Phương pháp phân tích vi sinh vật nước, thực phẩm mỹ phẩm, Nhà xuất giáo dục Tài liệu tiếng Anh [5] Biao-Shi Wang, Bian-Sheng Li, Qing-Xiao Zeng, Hui-Xia Liu, (2008), Antioxidant and free radical scavenging activities of pigments extracted from molasses alcohol waste water, Food Chemistry, 107, pp 1198–1204 [6] Boris Vauzeilles, Bruno Dausse, Sara Palmier and Jean-Marie Beau, (2001), A one-step β-selective glycosylation of N-acetylglucosamine and recombinant chitooligosaccharides, Tetrahedron Letters, 42, pp 7567–7570 [7] Caiqin Qin, Huirong Li, Qi Xiao, Yi Liu, Juncheng Zhu, Yumin Du, (2006), Water solubility of chitosan and its antimicrobial activity, Carbohydrate Polymers, 63, pp 367–374 [8] Dai-Nghiep Ngo, Moon-Moo Kim, Se-Kwon Kim, (2008), Chitin oligosaccharides inhibit oxidative stress in live cells, Carbohydrate Polymers, 74, pp 228–234 [9] Dai-Nghiep Ngo, Moon-Moo Kim, Won-Kyo Jung, Sang-Hoon Lee, Tae-Kil Eom, Se-Kwon Kim, (2008), Antioxidant effect of novel chitooligosaccharides derivatives, Journal of Biotechnology, 136S, pp S527– S540 [10] Dai-Nghiep Ngo, Zhong-Ji Qian, Jae-Young Je, Moon-Moo Kim, Se-Kwon Kim, (2008), Aminoethyl chitooligosaccharides inhibit the activity of angiotensin converting enzyme, Process Biochemistry, 43, pp 119–123 [11] Donald L Pavia, Gary M Lampman, George S Kriz, Introduction to spectroscopy – Aguide for students of organic chemistry, Harcourt Brace College Publishers [12] Dong-Xia Lee, Wen-Shui Xia, Jia-Li Zhang, (2008), Enzymatic preparation of chitooligosaccharides by commercial lipase, Food Chemistry, 111, pp 291–295 [13] Douglasde Britto, Odılio B.G Assis, (2007), A novel method for obtaining a quaternary salt of chitosan, Carbohydrate Polymers, 69, pp 305–310 [14] E.V Svirshchevskaya, L.G Alekseeva, P.D Reshetov, N.N Phomicheva, (2009), Mucoadjuvant properties of lipo- and glycoconjugated derivatives of oligochitosans, European Journal of Medicinal Chemistry, 44, pp 2030– 2037 [15] Enzo Castagnino, M Francesca Ottaviani, Michela Cangiotti, Mila Morelli, Luca Casettari, Riccardo A.A Muzzarelli, (2008), Radical scavenging activity of 5-methylpyrrolidinone chitosan and dibutyryl chitin, Carbohydrate Polymers, 74, pp 640–647 [16] Eric Samain, Sophie Drouillard, Alain Heyraud, Hugues Driguez, Roberto A Geremia, (1997), Gram-scale synthesis of recombinant chitooligosaccharides in Escherichia coli, Carbohydrate Research, 302, pp 35-42 [17] Eric Samain, Valerie Chazalet, Roberto A Geremia, (1999), Production of O-acetylated and sulfated chitooligosaccharides by recombinant Escherichia coli strains harboring different combinations of nod genes, Journal of Biotechnology, 72, pp 33–47 [18] Evgeniya A Stepnova, Vladimir E Tikhonov, Tatiana A Babushkin, Tamara P Klimova, Evgeniy V Vorontsov, Valery G Babak, Sergey A Lopatin, Igor A Yamskov, (2007), New approach to the quaternization of chitosan and its amphiphilic derivatives, European Polymer Journal, 43, pp 2414– 2421 [19] F Seyfarth, S Schliemann, P Elsner, U.-C Hipler, (2008), Antifungal effect of high- and low–molecular–weight chitosan hydrochloride, carboxymethyl chitosan, chitosan oligosaccharide and N-acetyl-D-glucosamine against Candida albicans, Candida krusei and Candida glabrata, International Journal of Pharmaceutics, 353, pp 139–148 [20] Farooqahamed S Kittur, Acharya B Vishu Kumar, Mandyam C Varadaraj and Rudrapatnam N Tharanathan, (2005), Chitooligosaccharides— preparation with the aid of pectinase isozyme from Aspergillus niger and their antibacterial activity, Carbohydrate Research, 340, pp 1239–1245 [21] Fereidoon Shahidi, Janak Kamil Vidana Arachchi and You-Jin Jeon, (1999), Food applications of chitin and chitosans, Food Science & Technology, 10, pp 37-51 [22] Fernanda Sousa , Georg M Guebitz ,Vanja Kokol, (2009), Antimicrobial and antioxidant properties of chitosan enzymatically functionalized with flavonoids, Process Biochemistry, 44, pp 749–756 [23] Guiqian Lu, Dingcai Wu, Ruowen Fu, (2007), Studies on the synthesis and antibacterial activities of polymeric quaternary ammonium salts from dimethylaminoethyl methacrylate, Reactive & Functional Polymers, 67, pp 355–366 [24] Hisao Tomida, Takeshi Fujii, Nobuko Furutani, Akihiro Michihara, Taira Yasufuku, (2009), Antioxidant properties of some different molecular weight chitosans, Carbohydrate Research [25] Huang Ronghua, Du Yumin, Yang Jianhong, (2003), Preparation and anticoagulant activity of carboxybutyrylated hydroxyethyl chitosan sulfates, Carbohydrate Polymers, 51, pp 431–438 [26] Hui Ai, Furong Wang, Qiusheng Yang, Fen Zhu, Chaoliang Lei, (2008), Preparation and biological activities of chitosan from the larvae of housefly, Musca domestica, CarbohydratePolymers, 72, pp 419–423 [27] In-Yong Kim, Seog-Jin Seo, Hyun-Seuk Moon, Mi-Kyong Yoo, In-Young Park, Bom-Chol Kim, Chong-Su Cho, (2008), Chitosan and its derivatives for tissue engineering applications, Biotechnology Advances, 26, pp 1–21 [28] Jae-Young Je and Se-Kwon Kim, (2005), Water-soluble chitosan derivatives as a BACE1 inhibitor, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 13, pp 6551– 6555 [29] Jae-Young Je and Se-Kwon Kim, (2006), Reactive oxygen species scavenging activity of aminoderivatized chitosan with different degree of deacetylation, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 14, pp 5989–5994 [30] Jae-Young Je, Eun-Kyung Kim, Chang-Bum Ahn, Sang-Ho Moon, Byong – TaeJeon, Bo Kyung Kim, Tae-Kyu Park, Pyo-Jam Park, (2007), Sulfated chitooligosaccharides as prolyl endopeptidase inhibitor, International Journal of Biological Macromolecules, 41, pp 529–533 [31] Jae-Young Je, Young-Sook Cho and Se-Kwon Kim, (2006), Cytotoxic activities of water-soluble chitosan derivatives with different degree of deacetylation, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 16, pp 2122– 2126 [32] Juan Carlos Cabrera, Pierre Van Cutsem, (2005), Preparation of chitooligosaccharides with degree of polymerization higher than by acid or enzymatic degradation of chitosan, Biochemical Engineering Journal, 25, pp 165–172 [33] Jukka olappa, artha jalmarsdottir, MarMasson, Ogmundur Runarsson, (2006), Antimicrobial activity of chitosan N-betainates, Carbohydrate Polymers, 65, pp 114–118 [34] Jung Hae Yoon, (2005), Enzymatic synthesis of chitooligosaccharides in organic cosolvents, Enzyme and Microbial Technology, 37, pp 663–668 [35] K.V Harish Prashanth and R.N Tharanathan, (2007), Chitin/chitosan: modifications and their unlimited application potential - an overview, Food Science & Technology, 18, pp 117-131 [36] Kunio Esumi, Naoko Takei, Tomokazu Yoshimura, (2003), Antioxidantpotentiality of gold–chitosan nanocomposites, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 32, pp 117-123 [37] Kyung W Kim , R.L Thomas, (2007), Antioxidative activity of chitosans with varying molecular weights, Food Chemistry, 101, pp 308–313 [38] Lakia M Champagne, (2008), The synthesis of water soluble N-acyl chitosan derivatives for characterization as antibacterial agents, Louisiana State University and Agricultural & Mechanical College [39] Lin Wang, Bishu Pan, Jianchun Sheng, Juan Xu, Qiuhui Hu, (2007), Antioxidant activity of Spirulina platensis extracts by super critical carbon dioxide extraction, Food Chemistry, 105, pp 36–41 [40] M Marini, M Bondi, R Iseppi, M Toselli, F Pilati, (2007), Preparation and antibacterial activity of hybrid materials containing quaternary ammonium salts via sol–gel process, European Polymer Journal, 43, pp 3621–3628 [41] M Thanou, B.I Florea, M.Geldof, H.E Junginger, G Borchard, (2002), Quaternized chitosan oligomers as novel gene delivery vectors in epithelial cell lines, Biomaterials, 23, pp 153–159 [42] Maher Z Elsabeea, Rania Elsayed Morsi, A.M Al-Sabagh, (2009), Surface active properties of chitosan and its derivatives, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 74, pp 1–16 [43] Ming-Tsung Yen, Joan-Hwa Yang, Jeng-Leun Mau, (2008), Antioxidant properties of chitosan from crab shells, Carbohydrate Polymers, 74, pp 840– 844 [44] Mohamed E.I Badawy, (2005), Fungicidal and insecticidal activity of OAcyl chitosan derivatives, Polymer Bulleti, 54, pp 279–289 [45] Moni Rani Saha, Md Ashraful Alam, Raushanara Akter and Rumana Jahangir, (2008), In vitro free radical scavenging activity of Ixora coccinea L, Bangladesh J Pharmacol, 3, pp 90-96 [46] Mrunal R Thatte, (2004), Synthesis and antibacterial assessment of watersoluble hydrophobic chitosan derivatives bearing quaternary ammonium functionality, Louisiana State University and Agricultural & Mechanical College [47] N.M Alves, J.F Mano, (2008), Chitosan derivatives obtained by chemical modifications for biomedical and environmental applications, International Journal of Biological Macromolecules, 43, pp 401–414 [48] Na Young Yoon, Dai-Nghiep Ngo, Se-Kwon Kim, (2009), Acetylcholinesterase inhibitory activity of novel chitooligosaccharide derivatives, Carbohydrate Polymers, 78, pp 869–872 [49] Niranjan Rajapakse, Moon-Moo Kim, Eresha Mendis and Se-Kwon Kim, (2007), Inhibition of free radical-mediated oxidation of cellular biomolecules by carboxylated chitooligosaccharides, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 15, pp 997–1003 [50] Ogmundur Vidar Runarsson, Clemens Malainer, Jukka Holappa, Snorri Th Sigurdsson, MárMásson, (2008), Tert-Butyldimethylsilyl O-protected chitosan and chitooligosaccharides: useful precursors for N-modifications in common organic solvents, Carbohydrate Research, 343, pp 2576–2582 [51] Ogmundur Vidar Runarsson, Jukka Holappa, Tapio Nevalainen, (2007), Antibacterial activity of methylated chitosan and chitooligomer derivatives: Synthesis and structure activity relationships, European Polymer Journal, 43, pp 2660–2671 [52] Ozhan A Aytekin, Shigeru Morimura, (2008), Comparative study of Ntrimethylchitosan (TMC) and chitooligosaccharides on anti-radical scavenging activity, Journal of Biotechnology, 136S, pp S589–S601 [53] Paula Gomes, Carlos A.R Gomes ,Mary K.S Batista, Luiz F Pinto, (2008), Synthesis, structural characterization and properties of water-soluble N-(γpropanoyl-aminoacid)-chitosans, Carbohydrate Polymers, 71, pp 54–65 [54] Pillai CKS, Paul W, Sharma CP, (2008), Chitin and chitosan polymers: Chemistry, solubility and fiber formation, Progressing Polymer Science [55] Po-Jung Chien, Fuu Sheu, Wan-Ting Huang, Min-Sheng Su, (2007), Effect of molecular weight of chitosans on their antioxidative activities in apple juice, Food Chemistry, 102, pp 1192–1198 [56] Pyo-Jam Park, Chang-Bum Ahn, You- Jin Jeon and Jae- Young Je, (2008), Reninin hibition activity by chitooligosaccharides, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 18, pp 2471–2474 [57] Ronge Xing, Huahua Yu, Song Liu, Weiwei Zhang, Quanbin Zhang, Zhien Li and Pengcheng Li, (2005), Antioxidant activity of differently regioselective chitosan sulfates in vitro, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 13, pp 1387–1392 [58] Ronge Xing, Song Liua, Huahua Yua, Zhanyong Guo, Zhien Li, Pengcheng Li, (2005), Preparation of high-molecular weight and high-sulfate content chitosans and their potential antioxidant activity in vitro, Carbohydrate Polymers, 61, pp 148–154 [59] Ronge Xing, SongLiu, Zhanyong Guo, Huahua Yu, Zhimei Zhong, Xia Ji, Pengcheng Li, (2008), Relevance of molecular weight of chitosan-N-2hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride and their antioxidant activities, European Journal of Medicinal Chemistry, 43, pp 336-340 [60] Ronghua Huang, Niranjan Rajapakse, Se-Kwon Kim, (2006), Structural factors affecting radical scavenging activity of chitooligosaccharides (COS) and its derivatives, Carbohydrate Polymers, 63, pp 122–129 [61] Sadeghi A.M.M, F.A Dorkoosh, M.R Avadi, P Saadat, (2008), Preparation, characterization andantibacterial activities of chitosan, N-trimethyl chitosan (TMC) and N-diethylmethyl chitosan (DEMC) nanoparticles loaded with insulinusing both the ionotropic gelation and polyelectrolyte complexation methods, International Journal of Pharmaceutics, 355, pp 299–306 [62] Sang-Hoon Lim and Samuel M Hudson, (2004), Synthesis and antimicrobial activity of a water-soluble chitosan derivative with a fiber-reactive group, Carbohydrate Research, 339, pp 313–319 [63] San-Lang Wang, Jen-Yi Liou, Tzu-Wen Liang, Kao-Cheng Liu, (2009), Conversion of squid pen by using Serratia sp.TKU020 fermentation for the production of enzymes, antioxidants, and N-acetyl chitooligosaccharides, Process Biochemistry, 44, pp 854–861 [64] Se-Kwon Kim, Niranjan Rajapakse, (2005), Enzymatic production and biological activities of chitosan oligosaccharides (COS): A review, Carbohydrate Polymers, 62, pp 357–368 [65] Sevda Senel, Susan J McClure, (2004), Potential applications of chitosan in veterinary medicine, Advanced Drug Delivery Reviews, 56, pp 1467–1480 [66] Sweetie R Kanatt, Ramesh Chander, Arun Sharma, (2008), Chitosan glucose complex – A novel food preservative, Food Chemistry, 106, pp 521–528 [67] T Kean, M Thanou, (2009), Biodegradation, biodistribution and toxicity of chitosan, Advanced Drug Delivery Reviews [68] Tao Feng, Yumin Du, Jin Li, Ying Hu, John F Kennedy, (2008), Enhancement of antioxidant activity of chitosan by irradiation, Carbohydrate Polymers, 73, pp 126–132 [69] Tao Sun, Dongxiang Zhou, Fang Mao, Yingna Zhu, (2007), Preparation of low-molecular-weight carboxymethyl chitosan and their superoxide anion scavenging activity, European Polymer Journal, 43, pp 652–656 [70] Tao Sun, Qian Yao, Dongxiang Zhou, Fang Mao, (2008), Antioxidant activity of N-carboxymethyl chitosan oligosaccharides, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 18, pp 5774–5776 [71] Tao Sun, Wenming Xie, Peixin Xu, (2004), Superoxide anion scavenging activity of graft chitosan derivatives, Carbohydrate Polymers, 58, pp 379– 382 [72] Tao Wu, Svetlana Zivanovic, (2008), Determination of the degree of acetylation (DA) of chitin and chitosan by an improved first derivative UV method, Carbohydrate Polymers, 73, pp 248–253 [73] V.K Mourya, Nazma N Inamdar, (2008), Chitosan-modifications and applications: Opportunities galore, Reactive & Functional Polymers, 68, pp 1013–1051 [74] Voravee P Hoven, Varawut Tangpasuthadol, Yaowamand Angkitpaiboon, Napanporn Vallapa, Suda Kiatkamjornwong, (2007), Surface-charged chitosan: Preparation and protein adsorption, Carbohydrate Polymers, 68, pp 44–53 [75] Wanvimol Pasanphan , Suwabun Chirachanchai, (2008), Conjugation of gallic acid onto chitosan: An approach for green and water-based antioxidant, Carbohydrate Polymers, 72, pp 169–177 [76] Warayuth Sajomsang, Supawan Tantayanon, Varawut Tangpasuthadol, William H Daly, (2008), Synthesis of methylated chitosan containing aromatic moieties: Chemoselectivity and effect on molecular weight, Carbohydrate Polymers, 72, pp 740–750 [77] Warayuth Sajomsang, Tantayanon S., Tangpasuthadol V., Daly W.H., (2009), Quaternization of N-aryl chitosan derivatives: Synthesis, characterization and antibacterial activity, Carbohydrate Research [78] Warayuth Sajomsang, Uracha Ruktanonchai, Pattarapond Gonil, Varissaporn Mayen, Praneet Opanasopit, (2009), Methylated N-aryl chitosan derivative/DNA complex nano particles for gene delivery: Synthesis and structure – activity relationships, Carbohydrate Polymers, 78, pp 743–752 [79] Warayuth Sajomsanga, Supawan Tantayanona , Varawut Tangpasuthadol, Mrunal Thatteb, William H.Daly, (2008), Synthesis and characterization of N-aryl chitosan derivatives, International Journal of Biological Macromolecules, 43, pp 79–87 [80] Wei Liang Xu, Jun Wu, Chun Ling Fu, (2001), Synthesis of chitosan quaternary ammonium salts, Chinese Chemical Letters, 12(12), pp 1081 – 1084 [81] Wenming Xie, Peixin Xu and Qing Liu, (2001), Antioxidant activity of water-soluble chitosan derivatives, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 11, pp 1699–1701 [82] Wenming Xie, Peixin Xu, Peixin Xu, Qing Liu, (2002), Preparation and antibacterial activity of a water-soluble chitosan derivative, Carbohydrate Polymers, 50, pp 35-40 [83] Won-Seok Choi, Kil-Jin Ahn, Dong-Wook Lee, Myung-Woo Byun, HyunJin Park, (2002), Preparation of chitosan oligomers by irradiation, Polymer Degradation and Stability, 78, pp 533–538 [84] Worawan Boonyo, Hans E Junginger, Neti Waranuch, Assadang Polnok And Tasana Pitaksuteepong, (2008), Preparation and characterization of particles from chitosan with different molecular weights and their trimethyl chitosan derivatives for nasal immunization, Journal of Metals, Materials and Minerals, 18(2), pp 59-65 [85] Xia Ji, Zhimei Zhong, Xiaolin Chen, Ronge Xing, Song Liu, Lin Wang, and Pengcheng Li, (2007), Preparation of 1,3,5-thiadiazine-2-thione derivatives of chitosan and their potential antioxidant activity in vitro, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 17, pp 4275–4279 [86] Xiao Yan Zhu, Jian Min Wu, Zhi Shen Jia, (2004), Superoxide anion radical scavenging ability of quaternary ammonium salt of chitosan, Chinese Chemical Letters, 15(7), pp 808-810 [87] Xu Qiang, Chao Yong Lie, Wan Qian Bing, (2009), Health benefit application of functional oligosaccharides, Carbohydrate Polymers, 77, pp 435–441 [88] Xuting Xue, Ling Li, Jinxin He, (2009), The performances of carboxymethyl chitosan in wash-off reactive dyeings, Carbohydrate Polymers, 75, pp 203– 207 [89] Yajun Xie, Xiao fei Liu, Qiang Chen, (2007), Synthesis and characterization of water-soluble chitosan derivate and its antibacterial activity, Carbohydrate Polymers, 69, pp 142–147 [90] Yanfei Peng, Baoqin Han, Wanshun Liu, and Xiaojuan Xu, (2005), Preparation and antimicrobial activity of hydroxypropyl chitosan, Carbohydrate Research, 340, pp 1846–1851 [91] Ying-Chien Chung , Cheng-Lang Kuo , Chiing-Chang Chen, (2005), Preparation and important functional properties of water-soluble chitosan produced through Maillard reaction, Bioresource Technology, 96, pp 1473– 1482 [92] Yingming Pan, Kai Wang, Siqin Huang, Hengshan Wang, Xiaomei Mu, (2007), Antioxidant activity of microwave-assisted extract of longan (Dimocarpus Longan Lour.) peel, Food Chemistry, 106, pp 1264–1270 [93] Ylenia Zambitoa, Chiara Zainoa, Gloria Uccello - Barretta, (2008), Improved synthesis of quaternary ammonium-chitosan conjugates(N+-Ch) for enhanced intestinal drug permeation, European journal of pharmaceutical sciences, 33, pp 343–350 [94] Yu Xie, Jingang Hu, Ya Wei, Xiaowei Hong, (2009), Preparation of chitooligosaccharides by the enzymatic hydrolysis of chitosan, Polymer Degradation and Stability, pp 1–5 [95] Yuan Zhao, Liang Nian He, Yuan Yi Zhuang, Jin Quan Wang, (2008), Dimethyl carbonate synthesis via transesterification catalyzed by quaternary ammonium salt functionalized chitosan, Chinese Chemical Letters, 19, pp 286–290 [96] Yunjian Du, Yuqiao Zhao, Shuchao Dai, Bao Yang, (2009), Preparation of water soluble chitosan from shrimp shell and its antibacterial activity, Innovative Food Science and Emerging Technologies, 10, pp 103–107 [97] Yunli Ma, Tao Zhou and Chang sheng Zhao, (2008), Preparation of chitosan–nylon-6 blended membranes containing silver ions as antibacterial materials, Carbohydrate Research, 343, pp 230–237 [98] Zhanyong Guo, Hongying Liu, Xiaolin Chen, Xia Ji, and Pengcheng Li, (2006), Hydroxyl radicals scavenging activity of N-substituted chitosan and quaternized chitosan, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 16, pp 6348–6350 [99] Zhanyong Guo, Ronge Xing, Song Liu, Huahua Yu, Pibo Wang, Cuiping Li, and Pengcheng Li, (2005), The synthesis and antioxidant activity of the Schiff bases of chitosan and carboxymethyl chitosan, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 15, pp 4600–4603 [100] Zhanyong Guo, Ronge Xing, Song Liu, Zhimei Zhong, Pengcheng Li, (2008), Synthesis and hydroxyl radicals scavenging activity of quaternized carboxymethyl chitosan, Carbohydrate Polymers, 73, pp 173–177 [101] Zhanyong Guo, Ronge Xing, Song Liu, Zhimei Zhong, Xia Ji, Lin Wang, and Pengcheng Li, (2007), Antifungal properties of Schiff bases of chitosan, N-substituted chitosan and quaternized chitosan, Carbohydrate Research, 342, pp 1329–1332 [102] Zhanyong Guo, Ronge Xing, Song Liu, Zhimei Zhong, Xia Ji, Lin Wang, Pengcheng Li, (2008), The influence of molecular weight of quaternized chitosan on antifungal activity, Carbohydrate Polymers, 71, pp 694–697 [103] Zhanyong Guo, Ronge Xing, Song Liu, Zhimei Zhong, Xia Ji, Lin Wang, Pengcheng Li, (2007), The influence of the cationic of quaternized chitosan on antifungal activity, International Journal of Food Microbiology, 118, pp 214–217 [104] Zhimei Zhong, Pengcheng Li, Ronge Xing, Xiaolin Chen, SongLiu, (2009), Preparation, characterization and antifungal properties of 2-(α-arylamino phosphonate)-chitosan, International Journal of Biological Macromolecules [105] Zhimei Zhong, Ronge Xing, Song Liu, Lin Wang, Shengbao Cai, Pengcheng Li, (2008), The antioxidant activity of 2-(4 (or2) -hydroxyl-5-chloride-1, 3benzene- di- sulfanimide)-chitosan, European Journal of Medicinal Chemistry, 43, pp 2171-2177 [106] Zhimei Zhong, Ronge Xing, SongLiu, Lin Wang, Shengbao Cai, (2008), Synthesis of acyl thiourea derivatives of chitosan and their antimicrobial activities in vitro, Carbohydrate Research, 343, pp 566–570 [107] Zhimei Zhong, Xia Ji, Ronge Xing Song Liu, Zhanyong Guo, Xiaolin Chen and Pengcheng Li, (2007), The preparation and antioxidant activity of the sulfanilamide derivatives of chitosan and chitosan sulfates, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 15, pp 3775–3782 [108] Zhishen Jia, Dongfeng shen, Weiliang Xu, (2001), Synthesis and antibacterial activities of quaternary ammonium salt of chitosan, Carbohydrate Research, 333, pp 1–6 [109] Zhong Yao, Can Zhang, Qineng Ping, Liangli (Lucy) Yu, (2007), A series of novel chitosan derivatives: Synthesis, characterization and micellar solubilization of paclitaxel, Carbohydrate Polymers, 68, pp 781–792 [110] Zhongshan Zhang, Quanbin Zhang, Jing Wang, Xuelian Shi, Houfang Song, Jingjing Zhang, (2009), In vitro antioxidant activities of acetylated, phosphorylated and benzoylated derivatives of porphyran extracted from Porphyra haitanensis, Carbohydrate Polymers [111] Zuofa Zhang, Jie jin and Liangen Shi, (2008), Antioxidant Activity of the Derivatives of Polysaccharide Extracted from a Chinese Medical Herb (Ramulus mori ), Food Sci Technol Res., 14 (2), pp 160–168 [112] http://www.vocw.edu.vn/content/m10144/latest/ [113] http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page [...]... chitosan với các aldehyde thơm, chitosan với Quat và khảo sát một số hoạt tính sinh học của các dẫn xuất này Trong phạm vi của đề tài này, chúng tôi thực hiện các nội dung sau: - Tổng hợp các dẫn xuất chitosan với aldehyde thơm, tổng hợp dẫn xuất chitosan với Quat - Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của chitosan và các dẫn xuất - Khảo sát hoạt tính kháng nấm của chitosan và các dẫn xuất - Khảo sát hoạt tính. .. thấy nhóm amonium bậc bốn trên phân tử chitosan đóng vai trò then chốt trong hoạt tính kháng vi sinh của nhóm dẫn xuất này Ngoài ra, chitosan và các dẫn xuất cũng đang được nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật mô, chuyển gen [27], [47], [65] 1.3 Một số dẫn xuất của chitosan 1.3.1 Dẫn xuất chitosan gắn với đường Chitosan Maltose -chitosan Hình 1.7: Phản ứng tổng hợp dẫn xuất maltose -chitosan Hall và Yalpani... và rất ít độc tính, thì chitosan và các dẫn xuất còn có khả năng tự hủy sinh học, trao đổi chuyển hóa với một số enzyme của người, đặc biệt là lysozyme Do có những tính chất này, trong những năm gần đây chitosan và các dẫn xuất đã bắt đầu được ứng dụng trong việc dẫn truyền và giải phóng thuốc Ngoài ra, một tính chất quan trọng mà các dẫn xuất chitosan có được là khả năng tan trong nước và mang điện... chitosan có những tính chất ưu việt mà không một loại polymer nào khác có được Chitosan không gây độc hại đến cơ thể con người, có khả năng tương hợp với cơ thể, có khả năng tự phân hủy sinh học, có những hoạt tính quý báu như hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm bệnh, kháng oxy hóa Ngoài ra, các nhà khoa học đã tổng hợp nên những dẫn xuất mới có hoạt tính tốt hơn so với chitosan, thậm chí các dẫn xuất này còn... có một số các nghiên cứu tạo dẫn xuất chitosan của tác giả Nguyễn Thị Huệ ứng dụng kháng khuẩn và xử lý nước thải Hướng nghiên cứu tạo dẫn xuất mới từ chitosan đang được thu hút rất nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới nhằm tạo ra những hợp chất mới có những hoạt tính sinh học mới, tốt hơn và ưu việt hơn Nhờ đó, chitosan và các dẫn xuất mới của chitosan phát hiện ra các ứng dụng mới như dẫn truyền và. .. Hình 2.1: Phổ IR của chitosan và các thông số để tính độ deacetyl hóa 47 Hình 2.2 Phổ 1H NMR của N-benzyl chitosan trong dung dịch acid acetic 1% dùng để xác định mức độ thay thế 51 Hình 2.3 Sơ đồ tổng hợp các N-aryl chitosan 53 Hình 2.4 Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất amonium bậc bốn của chitosan 55 Hình 3.1: Khả năng kháng S aureus MRSA của chitosan và các dẫn xuất chitosan ... 1.7 và 1.8)… Lúc ban đầu, dẫn xuất chitosan gắn với đường chủ yếu dành cho nghiên cứu lưu biến học, nhưng từ khi phát hiện các loại đường có khả năng nhận biết đặc hiệu tế bào, virus và vi khuẩn thì dẫn xuất này được sử dụng trong các nghiên cứu tế bào [73] Morimoto và cộng sự đã tổng hợp được một số dẫn xuất chitosan với các loại đường như D,L-fucose và thấy rằng có những phản ứng đặc hiệu giữa dẫn xuất. .. bào thận ở khỉ Nhờ có tính khả thi nên các dẫn xuất chitosan cũng đã bắt đầu được nghiên cứu nhiều dùng như tác nhân biến nạp [41], [47], [93] Hiện nay, chitosan và các dẫn xuất của chitosan có tiềm năng rất lớn, được sử dụng như những tác nhân kháng vi sinh hiệu quả và không đắt tiền Một trong những nhóm dẫn xuất rất được quan tâm hiện nay là nhóm dẫn xuất amonium bậc bốn của chitosan Có rất nhiều... thủy hải sản cũng là một thách thức rất lớn Do đó, một vấn đề được đặt ra là từ các vỏ phế liệu này, người ta có thể sản xuất ra chitin, chitosan và các dẫn xuất có những đặc tính sinh học hữu ích, từ đó ứng dụng vào trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong các lĩnh vực thực phẩm và y dược 1.1.2 Tổng quan chitosan 1.1.2.1 Vài nét lịch sử nghiên cứu chitosan và dẫn xuất chitosan Năm 1811, giáo... các dẫn xuất này tương tác với các polymer, đại phân tử mang điện tích âm và polyanion trong môi trường nước Chitosan và các dẫn xuất chitosan như N-trimetyl chitosan và N-carboxymetyl chitosan đều có những đặc tính chuyên biệt có khả năng bám dính vào bề mặt của màng nhầy, do đó được ứng dụng trong việc vận chuyển và phóng thích thuốc ở một số màng nhầy [47] Một số nghiên cứu cũng liên quan đến sự dẫn ... chitosan với Quat khảo sát số hoạt tính sinh học dẫn xuất Trong phạm vi đề tài này, thực nội dung sau: - Tổng hợp dẫn xuất chitosan với aldehyde thơm, tổng hợp dẫn xuất chitosan với Quat - Khảo sát hoạt. .. chitosan 23 1.4 Hoạt tính sinh học chitosan dẫn xuất chitosan 25 1.4.1 Hoạt tính kháng vi khuẩn chitosan dẫn xuất 25 1.4.2 Hoạt tính kháng nấm chitosan dẫn xuất 28 1.4.3 Hoạt. .. sát hoạt tính kháng khuẩn chitosan dẫn xuất - Khảo sát hoạt tính kháng nấm chitosan dẫn xuất - Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa chitosan dẫn xuất CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LI ỆU -1- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN