Nghiên cứu khả năng hấp thụ thuốc omeprazole của màng cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường nước vo gạo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH-KTNN NGUYỄN THỊ LAN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ THUỐC OMEPRAZOLE CỦA MÀNG CELLULOSE VI KHUẨN LÊN MEN TỪ MƠI TRƯỜNG NƯỚC VO GẠO KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: Sinh lý học người động vật Hà Nội, 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH-KTNN NGUYỄN THỊ LAN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ THUỐC OMEPRAZOLE CỦA MÀNG CELLULOSE VI KHUẨN LÊN MEN TỪ MƠI TRƯỜNG NƯỚC VO GẠO KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: Sinh lý học người động vật Giáo viên hướng dẫn khoa học : TS NGUYỄN XUÂN THÀNH Hà Nội, 2018 LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy: TS Nguyễn Xuân Thành người hướng dẫn, bảo, giúp đỡ em suốt thời gian nghiên cứu vừa qua Để em đạt kết ngày hôm Em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu Trường ĐHSP Hà Nội 2, thầy cô giáo khoa Sinh – KTNN thầy cô Viện Nghiên cứu Khoa học Ứng dụng tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt q trình làm thực nghiệm hồn thành khóa luận Do lần đầu tham gia nghiên cứu khoa học kiến thức hạn chế nhiều bỡ ngỡ nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong góp ý quý báu quý thầy bạn sinh viên để khóa luận tốt nghiệm em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô! Hà Nội,Ngày 25 tháng 04 năm 2018 Sinh viên (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Thị Lan LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu khả hấp thụ thuốc omeprazole màng cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường nước vo gạo” tơi thực hướng dẫn TS Nguyễn Xuân Thành Các số liệu kết nghiên cứu trung thực, không trùng khớp với kết nghiên cứu công bố trước Nếu sai tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội,Ngày 25 tháng 04 năm 2018 Sinh viên (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Thị Lan DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ đầy đủ Từ viết tắt Cenlulose vi khuẩn CVK Acetobacter xylinum A xylinum Optical Density OD Vòng/phút v/p DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng nước vo gạo 16 Bảng 2.1 Thiết bị sử dụng nghiên cứu 21 Bảng 2.2 Vật liệu sử dụng nghiên cứu 22 Bảng 2.3 môi trường lên men từ vật liệc CVK 23 Bảng 2.4 Các thí nghiệm cần làm để tìm điều kiện tối ưu 29 Bảng 3.1 Giá trị quét phổ đạt bước sóng thuốc Omeprazole 35 Bảng 3.2 Giá trị quét phổ thuốc Omeprazole 36 Bảng 3.3 Giá trị trung bình lần đo vật liệu CVK 38 Bảng 3.4 Lượng thuốc hấp thụ hiệu suất hấp thụ 40 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Màng cellulose vi khuẩn 13 Hình 1.2 Cấu trúc vật liệu CVK 14 Hình 1.3 Cấu trúc hóa học thuốc Omeprazole 17 Hình 3.1 Màng từ môi trường nước vo gạo sau hấp nồi hấp 31 Hình 3.2 Màng sau xử lý NaOH 32 Hình 3.3 Thí nghiệm thử độ tinh màng 33 Hình 3.4 Màng sau cho khuôn để tạo 34 Hình 3.5 Quét phổ thuốc Omeprazole 35 Hình 3.6 Phương trình đường chuẩn thuốc Omeprazole 37 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.Lí chọn đề tài Phạm vi nghiên cứu 10 Đối tượng mục đích nghiên cứu 10 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 10 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 12 1.1 Giới thiệu chủng Acetobacter xylinum 12 1.1.1 Đặc điểm phân loại Acetobacter xylinum 12 1.1.1.1 Vị trí phân loại 12 1.1.1.2 Đặc điểm vi khuẩn Acetobacter xylinum 12 1.1.1.3 Nhu cầu dinh dưỡng vi khuẩn A xylinum 13 1.2 Giới thiệu vật liệu CVK 13 1.2.1 Đặc tính vật liệu CVK 14 1.2.2 Môi trường nuôi cấy A xylinum 15 1.3 Omeprazole[3] 17 1.4 Tình hình nghiên cứu nước 20 1.4.1 Tình hình nghiên cứu nước 20 1.4.2 Tình hình nghiên cứu giới 20 CHƯƠNG ĐỐI TƯƠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Vật liệu nghiên cứu 21 2.1.1 Hóa chất dung mơi sử dụng nghiên cứu 21 2.1.2 Thiết bị sử dụng nghiên cứu 21 2.3 Địa điểm tiến hành nghiên cứu 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Màng nuôi cấy từ môi trường nước vo gạo 31 3.2 Màng sau xử lý NaOH 31 3.3 Màng thử độ tinh 33 3.4.Màng sau nạp thuốc 34 3.5 Kết đo hấp thụ thuốc omeprazole vật liệu CVK 38 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 Tài liệu tham khảo 43 MỞ ĐẦU 1.Lí chọn đề tài Các đường uống ngày sử dụng để cung cấp cho điều trị chi phí điều trị thấp, phù hợp với thị trường ngày Và màng Cellulose từ vi khuẩn ứng dụng rộng rãi lĩnh vực công nghệ khác dùng vật liệu CVK làm mơi trường phân tách q trình xử lý nước, dùng làm chất mang đặc biệt cho loại pin lượng cho tế bào, làm môi trường chất cho sinh học, thực phẩm hay thay thực phẩm, thiết kế hệ thống vận tải phân phối thuốc, làm thuốc uống, đắp da hay làm mặt lạ dưỡng da nhiều ứng dụng khác [5],[2] Trong lĩnh vực y học, vật liệu CVK ứng dụng làm da tạm thời thay da trình điều trị bỏng [1],[5] Điều trị loét da, làm mạch máu nhân tạo, điều trị bệnh tim mạch,làm mặt lạ dưỡng da cho người [1] Cellulose vi khuẩn (CVK) sản phẩm loài vi khuẩn Đây chủng Acetobacter xylinum Cellulose vi khuẩn hay chủng Acetobacter xylinum nhiều nhà nghiên cứu khoa học nước nghiên cứu mặt có lợi vật liệu CVK Về mặt tính chất vật liệu CVK A xylinum có cấu trúc đặc tính giống với cellulose thực vật (gồm phân tử glucose liên kết với liên kết β-1,4 glucozit) Cellulose vi khuẩn khác với cellulose thực vật chỗ: không chứa hợp chất cao phân tử ligin, hemicellulose, peptin sáp nến chúng có đặc tính vượt trội với độ dẻo dai, bền khả thấm hút nước cao, đường kính sợi nhỏ, độ tinh khiết cao, khả polymer hóa lớn, có độ tinh lớn nhiều so với loại cellulose khác, phân hủy sinh học, tái chế hay phục hồi hoàn toàn Vật liệu CVK mạng polymer sinh học có khả giữ nước lớn, có tính xốp, - Đây hình ảnh màng sau lấy từ nồi hấp khủ trùng màng có màu nâu làm trắng sau xả vòi nước 24 – 48 Màng từ nước vo gạo 1cm Màng từ nước vo gạo 0,5cm Hình 3.2 Màng sau xử lý NaOH Vật liệu CVK sau xả vòi nước 48 (hình 3.2), ta nhận thấy khác rõ rệt hình 3.1 hình 3.2 Màng làm trắng Đây vật liệu CVK làm từ môi trường nước vo gạo đục khn để hấp thụ thuốc omeprazole 3.3 Màng thử độ tinh - Sau 24 – 48 xả vòi nước, lấy màng thử độ tinh màng - Trong đó: Ống đối chứng có chứa glucose Ống đối chứng chứa nước cất Mẫu 1: Dịch thử màng có độ dày 0,5cm Mẫu 2: Dịch thử màng có độ dày 1cm Hình 3.3 Thí nghiệm thử độ tinh màng - Sau thử độ tinh màng dùng khn để tạo hình cho màng để nạp thuốc với đường kính 1,5cm với hai chiều dày 0,5cm 1cm - Đây thí nghiệm thử độ tinh màng (hình 3.3) nhận thấy tinh mẫu A, Màng môi trường gạo (1cm) 3.4.Màng sau nạp thuốc B, Màng mơi trường gạo (0,5cm) Hình 3.4 Màng sau cho khuôn để tạo - Vật liệu CVK đục khn mẫu có kích thước để hấp thụ thuốc omeprazole (hình 3.4) - Nồng độ sau khảo sát tìm 30mg/ml - Cho màng cellulose vi khuẩn vào bình có chứa 100ml dung dịch (gồm 0,6g thuốc Omeprazole 20ml dung dịch NaOH 0,1N) Sau cho màng vào dung dịch Omeprazole, đặt bình vào máy lắc với chế độ lắc 100 120 o vòng/phút nhiệt độ 40 50 C Sau khoảng thời gian giờ, lấy dung dịch đo quang phổ máy UV - 2450 để xác định lượng thuốc hấp thụ vào màng Lưu ý: Màng loại bỏ 50% nước 3.4 Kết xây dựng đường chuẩn thuốc Omeprazole 3.222 Giá trị OD đạt đƣợc bƣớc sóng 3.000 2.000 s bA 1.000 0.000 -0.302 200.00 250.00 300.00 400.00 nm 350.00 Bước sóng quét phổ (nm) Hình 3.5 Quét phổ thuốc Omeprazole - Đo độ hấp thụ dung dịch chuẩn bị bước sóng 275nm với dung dịch NaOH 0,1N xây dựng đường chuẩn biểu diễn mối tương quan độ hấp thụ nồng độ omeprazole Bảng 3.1 Giá trị quét phổ đạt bước sóng thuốc Omeprazole Bước sóng Giá trị 304,9 2,069 275 1,214 - Kết lần đo OD để xây dụng đường chuẩn biểu diễn bảng sau: Bảng 3.2 Giá trị quét phổ thuốc Omeprazole STT C% (mg/ml) Gía trị OD 275nm Giá trị trung Lần1 Lần Lần bình 100% 1,21 1,212 1,211 1,21±0,005 80% 0,968 0,966 0,967 0,968 ±0,0005 60% 0,741 0,741 0,74 0,740±0,02 40% 0,514 0,512 0,512 0,513±0,002 20% 0,276 0,274 0,273 0,275±0,0015 10% 0,053 0,055 0,055 0,054±0,0006 Độ hấp thụ quang (nm) Nồng độ % Omeprazole (mg/ml) Đơn vị đo OD (OD275)  OD275 Hình 3.6 Phương trình đường chuẩn thuốc Omeprazole Phương trình đường chuẩn định Omeprazole dung môi NaOH 0,1N đo bước sóng 275nm: y = 0,231x – 0,1819 với R = 0,9999 Trong đó: y : độ hấp thụ dung dịch λmax x : nồng độ dung dịch R2: hệ số tương quan 3.5 Kết đo hấp thụ thuốc omeprazole vật liệu CVK Bảng 3.3 Giá trị trung bình lần đo vật liệu CVK hấp thụ thuốc Omeprazole Đường STT kính (cm) Độ dày màng (cm) Nhiệt độ o Thời gian hấp thụ (giờ) Chế độ lắc (vòng/phút) ( C) 40 100 40 120 50 100 50 120 1,5 40 100 40 120 50 100 50 120 0,5 giờ 0,878 0,725 ±0,023 ±0,017 0,993 0,856 ±0,019 ±0,005 0,945 0,704 ±0,004 ±0,010 0,835 0,772 ±0,015 ±0,027 0,710 0,656 ±0,008 ±0,012 0,937 0,803 ±0,180 ±0,020 0,904 0,812 ±0,014 ±0,003 0,856 0,721 ±0,007 ±0,021 Từ kết thu bảng 3.3 cho thể thấy sau lắc màng giá trị OD đo gần không giảm chứng tỏ lượng thuốc hấp thụ vào màng đạt cực đại Ta nhận thấy bảng 3.3 với độ dày màng 0,5cm o có giá trị OD trung bình tương đối nhỏ ví dụ nhiệt độ 40 C chế độ lắc 100 vòng/phút có giá trị OD trung bình sau 0,656±0,012 so với điều kiện màng 1cm giá trị OD trung bình cao 0,725±0,017 cao hẳn 0,069±0,002 Dựa vào kết bảng ta tìm điều kiện tốt để thuốc omeprazole hấp thụ vào màng cách tối đa Lấy giá trị OD thu từ bảng thay vào phương trình đường chuẩn Omeprazole ta tìm nồng độ omeprazole (%) dung dịch, lấy C% thay vào công thức (1) ta khối lượng omeprazole có dung dịch (mct), lấy khối lượng omeprazole có dung dịch thay vào cơng thức (2) ta đưhối lượng omeprazole hấp thụ vào màng cellulose vi khuẩn (mht), tiếp tục lấy khối lượng omeprazole hấp thụ vào màng thay vào công thức (3) ta tỉ lệ thuốc omeprazole hấp thụ vào màng cellulose vi khuẩn Khối lượng thuốc hấp thụ vào màng cellulose vi khuẩn với độ dày khác thời điểm thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Lượng thuốc hấp thụ hiệu suất hấp thụ vật liệu CVK sau Độ dày Qt màng (mg) 0,5 30 Chế độ Nhiệt lắc độ (v/p) ( C) 100 40 Y 0,63 50 0,69 ± 0,010 30 100 40 0,70 ± 0,010 120 mht EE (mg) (mg) (%) 7,67 22,23 78,70 o ± 0,010 120 Qd 50 0,78 ± 0,010 ±0,003 ±0,005 ±0,005 10,40 19,50 66,10 ±0,003 ±0,005 ±0,005 9,10 19,40 64,30 ±0,004 ±0,005 ±0,005 10,82 19,08 62,60 ±0,003 ±0,005 ±0,005 Kết từ bảng cho ta thấy: Khả hấp thụ thuốc vật liệu CVK tương đối tốt Vật liệu CVK làm từ môi trường nước vo gạo hấp thụ tốt o vật liệu CVK 0,5cm, điều kiện 40 C, chế độ lắc 100 vòng/phút so o với màng cm điều kiện 50 C 120 vòng/phút có mht lớn thí nghiệm 22,23±0,005 làm cho hiệu suất đạt cao 78,7±0,005 Nguyên nhân thể tích vật liệu lớn, độ dày lớn, diện tích viên rộng nên omeprazole có khả xâm nhập vào sâu sợi cellulose nhanh vật liệu CVK có độ dày 1cm o Vật liệu CVK có độ dày 0,5cm nhiệt độ 40 C chế độ lắc 100 vòng/phút có lượng thuốc hấp thụ 7,67±0,003 tỷ lệ nghịch với khối lượng hấp thụ vào màng 22,23±0,005 o Trong điều kiện 40 C chế độ lắc 100 vòng/phút hiệu suất hấp thụ thuốc độ dày 0,5cm 78,7±0,005 lớn màng có độ dày 1cm o 14,4% Tương tự với điều kiện 50 C chế độ lắc 120 vòng/phút hiệu suất màng có độ dày 0,5cm lớn hiệu suất màng có độ dày 1cm gần 3,5% Điều giải thích màng 0,5cm mỏng hơn, sợi cellulose liên kết lỏng lẻo nên thuốc dễ dàng hấp thụ vào màng Từ đó, suy hiệu suất hấp thụ thuốc tỉ lệ thuận với khối lượng hấp thụ nên màng hấp thụ nhiều thuốc hiệu suất lớn ngược lại Nhận xét: o Trong điều kiện thử nghiệm tối ưu, nhiệt độ 40 C, chế độ lắc 100 vòng/phút, thời gian Vật liệu CVK làm từ môi trường nước vo gạo hấp thụ tốt với diện tích d1,5cm, độ dày 0,5cm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Tạo vật liệu CVK từ môi trường nước vo gạo nhờ vi khuẩn A xylinum - Thu vật liệu CVK độ dày 0,5cm 1cm để đủ điều kiện hấp thụ thuốc omeprazole o - Tìm điều kiện nhiệt độ 40 C, chế độ lắc 100 vòng/phút tốt thuốc omeprazole hấp thụ vào vật liệu CVK Kiến nghị - Cần tiến hành khảo sát nhiều điều kiện khác để giúp thuốc omeprazole hấp thụ vào màng tốt môi trường chuẩn, nước dừa già, nước mía,… - Tiếp tục nghiên cứu khả vận tải phân phối omeprazole vật liệu CVK từ vi khuẩn A xylinum quy mơ phòng thí nghiệm vận dụng vào thực tế cách nhanh Tài liệu tham khảo Tài liệu tiếng việt [1] Nguyễn Thị Nguyệt, Đinh Thị Kim Nhung Nghiên cứu Acetobacter xilymum cho màng BC làm mặt nạ dưỡng da năm 2008 [2] Nguyễn Văn Thanh, nghiên cứu chế tạo màng cellulose trị bỏng từ Acetobacter xylinum ĐH y dược TP.HCM năm 2006 [3] BS Nguyễn Đình Tuấn Dược thư quốc gia Việt Nam 2002 Bộ Y tế Việt Nam năm 2009 (Tr.2480, 2481) [4] Nguyễn Thúy Hương, Luận án tiến sĩ sinh học Tuyển chọn cải thiện chủng Acetobacter Xylinum tạo cellulose vi khuẩn để sản xuất ứng dụng quy mô pilot [5] Huỳnh Thi Ngọc Lan, Nguyễn Văn Thanh (2006), “Nghiên cứu đặc tính màng cellulose vi khuẩn từ Acetobacter xylinum sử dụng làm màng trị bỏng”, Tạp trí Dược học, 361, 18 – 20 [6] Đinh Thi Kim Nhung (2012), Nghiên cứu thu thập màng cellulose từ vi khuẩn Acetobacter, ứng dụng trị bỏng, đề tài trọng điểm cấp Bộ giai đoạn 2010 – 2012 [7] Đặng Thị Hồng (2007), “Phân lập tuyển chọn nghiên cứu số đặc tính sinh học vi khuẩn Acetobacter xylinum chế tạo màng sinh học (BC)”, Luận án thạc sĩ Sinh học ĐHSP Hà Nội [8] Phạm Thị Hồng Thu cộng (2015), “Sử dụng cellulose tổng hợp từ vi khuẩn Acetobacter xylinum để chế tạo vật liệu nhựa composite sinh học nhựa polyvinyl alcohol”, Tạp chí phát triển KH&CN,18(4): 114-124 [9] Dương Minh Lam cộng (2013), “Phân lập, tuyển chọn định loại chủng vi khuẩn BHN2 sinh màng cellulose vi khuẩn”, Tạp chí Sinh học,35(1): 74-79 [10] Nguyễn Thúy Hương, Phạm Thành Hổ (2003), “Chọn lọc dùng Acetobacter xylinum thích hợp cho loại môi trường dùng sản xuất cellulose vi khuẩn với quy mơ lớn”, Tạp chí Di truyền học Ứng dụng, 3:49-54 [11] Ngô Văn Thu (2011), “Bài giảng dược liệu”, tập I, Trường đại học Dược Hà Nội Tài liệu tiếng anh [12] Lin Huang, Xiuli Chen, Thanh Nguyen Xuan, Huiru Tang, Liming Zhang and Guang Yang Nano-cellulose 3D-networks as controlledrelease drug carriers năm 2013 [13] Lina Fu, Yue Zhang, Chao Li, Zhihong Wu, Qi Zhuo, Xia Huang, Guixing Qiu, Ping Zhou and Guang Yang skin tissue repair materials from bacterial cellulose by a multilayer fermantation method năm 2012 [14] Brown and ctv (1976) [15] Fukuda M1, et at.(2008), “Cimetidine inhibits salivary gland tumor cell adhesion to neural cells and induces apoptosis by blocking NCAM expression” Cancer, 10(2407) 8-376 [16].The Merck index, thirteenth edition, 2001, P 6913 [17] Ramya Shivani B Krishna Sailaja A “Preparation and valuation of floating microspheres of omeprazole microspheres by solvent evaporation method”(8-2015) [18] Amin M.C.I.M et al (2012), “Bacterial cellulose filmcoating as drug delivery system: physicochemical, thermal and drug release properties”, Journal of Sain Malaysiama, 41, 561-568 [19] Hestrin S., Schramm M (1954), “Synthesis of cellulose by Acetobacter xylinum, Preparation of freeze-dried cells capable of polymerizing glucose to cellulose”, Biochem J 58(2): 345-352 [20] Ana Figueiras,1,2 Alberto A C C Pais,3 and Francisco J B Veiga2 (2010) , “A Comprehensive Development Strategy in Buccal Drug Delivery” [21] Jan-Peer Elshoff, Willi Cawello, Jens-Otto Andreas, FrancoisXavier Mathy, Marina Braun, “An Update on Pharmacological, Pharmacokinetic Properties and Drug–Drug Interactions of Rotigotine Transdermal System in Parkinson’s Disease and Restless Legs Syndrome”.(2015) [22] Swamykannu Dinesh Mohan, V R M Gupta, Harika yasam, Yamini jampani, Manaswini Yalamanchili,(2014-2015) “Nonaqueous Enteric Coating Application of HPMC and Eudragit L100 on Hard Gelatin Capsules: Designed to Achieve Intestinal Delivery” ... tượng nghiên cứu: Khả hấp thụ thuốc omeprazole màng cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường nước vo gạo - Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu khả hấp thụ thuốc vật liệu CVK, tìm điều kiện để màng hấp. .. omeprazole màng cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường nước vo gạo Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu thực quy mơ phòng thí nghiệm vi n Nghiên cứu khoa học Ứng dụng Đối tượng mục đích nghiên cứu - Đối...TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH-KTNN NGUYỄN THỊ LAN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ THUỐC OMEPRAZOLE CỦA MÀNG CELLULOSE VI KHUẨN LÊN MEN TỪ MƠI TRƯỜNG NƯỚC VO GẠO KHĨA