Nghiên cứu về khả năng hấp thụ thuốc diclofenac natri của vật liệu cellulose tạo ra từ gluconacetobacter xylinus nuôi cấy trong môi trường chuẩn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH – KTNN NGUYỄN TÚ HƯƠNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ THUỐC DICLOFENAC NATRI CỦA VẬT LIỆU CELLULOSE TẠO RA TỪ GLUCONACETOBACTER XYLINUS NI CẤY TRONG MƠI TRƯỜNG CHUẨN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Sinh lý học người động vật Hà Nội, 20 tháng năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH – KTNN NGUYỄN TÚ HƯƠNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ THUỐC DICLOFENAC NATRI CỦA VẬT LIỆU CELLULOSE TẠO RA TỪ GLUCONACETOBACTER XYLINUS NI CẤY TRONG MƠI TRƯỜNG CHUẨN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Sinh lý học người động vật Người hướng dẫn: ThS HÀ THỊ MINH TÂM Hà Nội, 20 tháng 05 năm 2019 LỜI CẢM ƠN Lời đầu, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban Giám hiệu Trường ĐHSP Hà Nội 2; quý thầy, cô khoa Sinh-KTNN; quý thầy, cô Viện Nghiên cứu khoa học ứng dụng Trường ĐHSP Hà Nội giúp đỡ em hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Em xin gửi lời biết ơn chân thành tới ThS Hà Thị Minh Tâm Vì lần vào làm nghiên cứu khoa học nên bước đầu nhiều bỡ ngỡ thiếu sót mặt kiến thức kỹ năng, nhiên bảo tận tình nên em hồn thành tốt khóa luận Khơng có thành cơng mà khơng gắn liền với hỗ trợ, em mong nhận góp ý từ quý thầy, bạn sinh viên để khóa luận tốt nghiệp em hoàn chỉnh Em xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2019 Sinh viên Nguyễn Tú Hương LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan khóa luận “Nghiên cứu khả hấp thụ thuốc Diclofenac natri vật liệu cellulose tạo từ gluconacetobacter xylinus nuôi cấy môi trường chuẩn” đề tài nghiên cứu em hướng dẫn tận tình Ths.Hà Thị Minh Tâm Các kết quả, số liệu có q trình nghiên cứu thân em, khơng có trùng lặp đề tài Em xin chịu trách nghiệm lời cam đoan thân có sai sót! Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2019 Sinh viên Nguyễn Tú Hương DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BC : Cellulose vi khuẩn cs : Cộng MTC : Môi trường chuẩn PC : Plant cellulose OD : Optical density VLC : Vật liệu cellulose G xylinus : Gluconacetobacter xylinus MỤC LỤC MỞ ĐẦU NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu tổng quan đối tượng lĩnh vực nghiên cứu 1.1.1 Giới thiệu Diclofenac 1.1.2 Tổng quan Bacterial cellulose 1.1.3 Đặc điểm phân loại Gluconacetobacter xylinum 1.2 Trình bày tổng quan tình hình nghiên cứu nước 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Ở Việt Nam CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2 Phạm vi nghiên cứu 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Vật liệu nghiên cứu 2.3.2 Phương pháp chế tạo vật liệu BC 2.3.3 Phương pháp xử lý thống kê 13 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 14 3.1 Kết tạo loại vật liệu BC 14 3.1.1 Tạo màng BC từ môi trường lên men 14 3.1.2 Thu màng BC thô 14 3.1.3 Xử lý màng BC trước hấp thụ 15 3.1.4 Đánh giá độ tinh khiết màng BC 15 3.1.5 Xây dựng phương trình đường chuẩn thuốc Diclofenac 17 3.1.6 Khảo sát khả hấp thụ màng BC 17 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Hóa chất sử dụng nghiên cứu Bảng 2.2 Các thiết bị sử dụng nghiên cứu Bảng 2.3 Thành phần thuốc khối lượng tương ứng Bảng 3.1 Giá trị OD hấp thụ thuốc màng BC (n=3) (OD – 283 nm) 19 Bảng 3.2 Lượng thuốc hấp thụ vào màng BC thời điểm 20 Bảng 3.3 Hiệu suất hấp thụ thuốc loại màng BC 21 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Công thức cấu tạo thuốc Diclofenac Hình 3.1 Màng BC hình thành 14 Hình 3.2 Rửa màng vòi nước 15 Hình 3.3 Màng BC tinh chế 16 Hình 3.4 Màng BC chia vào bình tam giác 16 Hình 3.5 Phương trình đường chuẩn diclofenac 17 Hình 3.6 Chuẩn bị dịch đo quang phổ 18 Hình 3.7 Lượng thuốc hấp thụ vào màng BC có khác biệt 20 Hình 3.8 Hiệu suất hấp thụ thuốc loại màng BC 21 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Diclofenac biết loại thuốc chống viêm không steroid Thuốc Diclofenac có tác dụng hạ sốt, giảm đau chống viêm, ức chế hoạt tính cyclogenase Vì vậy, giảm tạo thành prostanglandin, prostacyclin thromboxane chất trung gian trình viêm Ngồi ra, Diclofenac điều hòa đường lipoxygenase kết tụ tiểu cầu Diclofenac gây hại cho đường tiêu hóa làm giảm khả tổng hợp Prostaglandin gây ức chế tạo mucin (là chất bảo vệ cho đường tiêu hóa) Prostaglandin chất có vai trò trì tưới máu thận Các thuốc chống viêm khơng steroid ức chế tổng hợp Prostaglandin gây viêm cầu thận, hội chứng thận hư hoại tử nhú đặc biệt biểu rõ người bệnh thận, người suy tim Với người bệnh trên, thuốc chống viên không steroid gây suy thận cấp suy tim cấp.[5] Trong tự nhiên xuất số vi khuẩn sinh màng cellulose Nuôi cấy vi khuẩn môi trường chứa glucose, glycerol số nguồn cacbon hữu khác chúng có hình thành bề mặt lớp màng cellulose sinh học khiết, hay gọi màng sinh học Bacterial cellulose (BC) BC cấu tạo sợi microfibril tạo thành bó sợi song song hình thành mạng cellulose có độ bền học, đô tinh khiết thấm hút cao BC sản phẩm trao đổi chất sơ cấp, tạo màng bảo vệ BC nguồn polymer mới, giải pháp giúp cho nhiều nhà khoa học tìm nhiều nguồn nguyên liệu nay, ứng dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau.[5] Với mục đích đánh giá khả hấp thu thuốc Ranitidin vật liệu BC khảo sát đặc tính lý hóa vật liệu BC trước sau hấp thụ thuốc, thực đề tài “Nghiên cứu khả hấp thụ thuốc Diclofenac natri vật liệu Cellulose tạo từ Gluconacetobacter xilinus nuôi cấy môi trường chuẩn” EE: phần trăm thuốc hấp thụ vào màng Qt: lượng thuốc lý thuyết (mg) Qd: lượng thuốc lại (mg) 2.3.3 Phương pháp xử lý thống kê Xử lý liệu qua phần mềm excel 2016 phần mềm JMP phiên 9.0 Kết sau xử lý biểu diễn dạng số trung bình ± độ lệch chuẩn Kiểm định giả thiết giá trị trung bình mẫu cách sử dụng test thống kê Những khác biệt có ý nghĩa thống kê với trị số p < 0,05 15 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết tạo loại vật liệu BC 3.1.1 Tạo màng BC từ môi trường lên men Sau tuần, vi khuẩn G xylinus sử dụng chất dinh dưỡng nhằm tổng hợp cellulose, màng BC hình thành bề mặt mơi trường Độ dày màng tùy thời gian nuôi cấy 3.1.2 Thu màng BC thô - Tùy thời gian nuôi cấy thu màng có độ dày 1cm 0,5cm - Màng dẻo, chứa nhiều nước, dễ tách khỏi mơi trường Hình 3.1 Màng BC hình thành 16 3.1.3 Xử lý màng BC trước hấp thụ - Hấp BC thô NaOH nóng 3% nồi hấp khử trùng, nhiệt độ 113 C 10 phút, thu màng có màu vàng nâu - Xử lý BC trước hấp thụ để loại bỏ tạp chất môi trường nuôi cấy - Màng đặt vòi nước, xả nhẹ nước bề mặt màng đến màng trắng Thử quỳ tím kiểm tra mơi trường trung tính Thu đươc BC tinh khiết Hình 3.2 Rửa màng vòi nước 3.1.4 Đánh giá độ tinh khiết màng BC - Màng BC tinh khiết loại 0,5cm 1cm cắt nhỏ cho vào bình thêm 50ml nước cất 17 Hình 3.3 Màng BC tinh chế Hình 3.4 Màng BC chia vào bình tam giác - Chia màng BC cắt vào bình tam giác đổ dung dịch thuốc Diclofenac natri - Lắc máy rung siêu âm 10 phút, chế độ lắc 200 vòng/phút 18 3.1.5 Xây dựng phương trình đường chuẩn thuốc Diclofenac - Dùng phần mền Excel 2010, dựng đồ thị biểu diễn lập phương trình đường chuẩn diclofenac, hình 3.4.1 Hình 3.5 Phương trình đường chuẩn diclofenac Phương trình đường chuẩn: y=0,2432x – 0,1655 (R = 0,996) Trong đó, x: Nồng độ diclofenac mg/ml y: Giá trị OD tương ứng với nồng độ x R: Hệ số tương quan bình thường 3.1.6 Khảo sát khả hấp thụ màng BC - Cho màng vào bình chứa 100ml dung dịch Diclofenac - Sau cho màng vào bình, đặt bình vào máy lắc với chế độ lắc 200 vòng/phút 19 Hình 3.6 Chuẩn bị dịch đo quang phổ Sau khoảng thời gian 0,5 giờ, giờ, 1,5 giờ, lấy dung dịch đo quang phổ máy UV -2450 để xác định lượng thuốc vào màng, thể rõ bảng sau: 20 Bảng 3.1 Giá trị OD hấp thụ thuốc màng BC (n=3) (OD – 283 nm) Độ Đặc dày điểm màng màng Giá trị OD theo thời gian 0,5 giờ 1,5 giờ 0,5cm Màng 1.064 0.985 0.893 0.586 giữ nguyên ± 0.0028 ± 0.0026 ±0.0018 ±0.0017 Màng ép loại nước 1,073 0.784 0.635 0,579 ±0.0023 ± 0.0023 ± 0.0024 ±0.0025 1.065 1.782 0.724 0.592 ±0.0025 ± 0.0022 ±0.0015 ±0.0029 Màng 1.014 0.986 0.725 0.405 ép loại nước ±0.0023 ±0.0022 ±0.0013 ±0.0018 50% 1cm Màng giữ nguyên 50% - Số liệu bảng 3.1 cho ta thấy giá trị OD có giảm giảm nhẹ hay gần không giảm sau Điều chứng tỏ lượng thuốc hấp thụ vào màng đạt cực đại - Lượng thuốc hấp thụ vào màng cellulose vi khuẩn với độ dày khác thời điểm thể rõ bảng 3.2 hình 3.7 21 Bảng 3.2 Lượng thuốc hấp thụ vào màng BC thời điểm mht (mg) Các loại màng Màng giữ nguyên Màng ép loại nước 50% 0,5cm 1cm 0,5cm 1cm Màng 22.4 22,7 22.5 22,9 chuẩn ±0,0018 ± 0.0025 ±0.0026 ± 0.0027 - Từ bảng 3.2 ta thấy lượng thuốc hấp thụ vào màng khác không giống Màng cellulose vi khuẩn có độ dày 0,5 cm hấp thụ nhiều so với màng cellulose vi khuẩn có độ dày 1cm loại màng Khối lƣợng thuốc hấp thụ 22,8 22,6 22,4 22 22,2 Màng 0,5cm 22 Màng 1cm 21,8 21,6 21,4 Màng giữ nguyên Màng 0,5cm 22,4 Màng ép loại nước 50% 22,5 Màng 1cm 22,7 21,9 Hình 3.7 Lượng thuốc hấp thụ vào màng BC có khác biệt - Hiệu suất thuốc hấp thụ vào màng cellulose vi khuẩn khác với độ dày màng khác với thời gian thể bảng 3.2 hình 3.8 23 Bảng 3.3 Hiệu suất hấp thụ thuốc loại màng BC EE % Các loại màng Màng giữ nguyên Màng ép loại nước 50% 0,5cm 1cm 0,5cm 1cm Màng 88.6 88.2 89.31 88,96 chuẩn ±0.0046 ±0.0067 ±0.0073 ±0.0052 Hình 3.8 Hiệu suất hấp thụ thuốc loại màng BC Từ bảng 3.3 ta lập biểu đồ cột so sánh hiệu suất hấp thụ thuốc vào màng BC với độ dày 0,5cm 1cm ứng với loại màng (màng giữ nguyên, màng ép loại nước 50%) Qua số liệu Bảng 3.2, Bảng 3.3, phân bố biểu đồ cột Hình 3.7 Hình 3.8 cho thấy: - Ở màng, hiệu suất hấp thụ thuốc màng có độ dày 0.5 cm lớn hiệu suất hấp thụ thuốc màng có độ dày 1cm Có chênh lệch hiệu suất màng có độ dày 0,5 cm mỏng màng có độ dài 1cm, sợi cellulose hơn, liên kết màng 0,5cm lỏng lẻo nên màng dễ hấp thụ thuốc - Ở loại màng, hiệu suất hấp thụ màng ép loại nước 50% cao màng giữ nguyên màng mỏng, màng chứa nước, liên kết màng lỏng lẻo màng xuất nhiều khoảng trống dễ hấp thụ thuốc Vì vậy, ta suy hiệu suất hấp thụ thuốc tỷ lệ thuận so với khối lượng hấp thụ nên màng hấp thụ nhiều thuốc hiệu suất màng lớn xuất trường hợp ngược lại - Sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Sau hồn thành xong khóa luận chúng thu số kết sau: - Tạo màng BC tinh khiết có độ dày 0,5cm 1cm môi trương chuẩn Cho màng BC nạp thuốc Diclofenac, thu số kết luận: - Màng chuẩn hấp thụ cao - Trong khoảng thời gian, loại môi trường thời gian hấp thụ, màng BC có độ dày 0,5cm hấp thụ thuốc cao màng BC có độ dày 1cm - Trong loại mơi trường thời gian hấp thụ, màng BC ép loại nước 50% hấp thụ thuốc cao màng BC nguyên chất - Khả hấp thụ thuốc diclofenac màng BC đạt cực đại 2giờ Kiến nghị: - Tiến hành nghiên cứu khả hấp thụ thuốc Diclofenac màng BC môi trường chuẩn nhằm mở rộng nguồn nguyên liệu phục vụ cho trình tạo màng BC quy mô nghiên cứu lớn - Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ, chế độ lắc, sấy, hấp thời gian đến khả nạp thuốc diclofenac màng BC Từ đó, đưa yếu tố tốt tiến hành thí nghiệm tối ưu hóa khả hấp thụ BC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Đặng Thị Hồng (2007), “Phân lập, tuyển chọn nghiên cứu số đặc tính sinh học vi khuẩn Acetobactẻ xylinum chế tạo màng sinh học (BC), Luận án thạc sĩ Sinh học ĐHSP Hà Nội [2] Đinh Thị Kim Nhung (1996), “Nghiên cứu số đặc điểm sinh học vi khuẩn Acetobacter ứng dụng chúng lên men axetic theo phương pháp chìm” Luận án phó tiến sỹ khoa học sinh học [3] Đinh Thị Kim Nhung, Nguyễn Thị Thùy Vân, Trần Như Quỳnh (2012) “ Nghiên cứu vi khuẩn Acetobacter xylinum tạo màng Bacterial cellulose ứng dụng điều trị bỏng” Tạp trí Khoa học Cơng nghệ 50 (4) (2012) 453-462 [4] Lê Hậu (2002) “Điều chế vi hạt Diclofenac phóng thích hoạt chất kéo dài thiết bị tầng sơi” Nghiên cứu Y học TP Hồ Chí Minh (tập 6).1-5 [5] Nguồn internet Tài liệu tiếng Anh [6] Stanislaw Bielecki, Alina Krystynowies Marianna, Turkiewies, Halina Kalinowska (1981), “Bacterial cellulose”, Technical University of Ldz, Stefanowskieg, Poland, 901-924 [7] Almeida I F et al (2014), „Bacterial cellulose membranes as drug delivery systems: An in vivo skin compatibility stydy”, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 86(3), pp, 332- 336 ... từ môi trường chuẩn nạp thuốc diclofenac natri Nghiên cứu khả hấp thụ thuốc tạo màng BC hấp thụ thuốc nhiều - Nhiệm vụ nghiên cứu: Chế tạo vật liệu BC, xử lý vật liệu BC trước hấp thụ thuốc diclofenac. .. diclofenac natri trước sau hấp thụ thuốc Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu khả hấp thụ thuốc Diclofenac natri vật liệu Cellulose tạo từ Gluconacetobacter xilinus nuôi cấy môi trường chuẩn Ý nghĩa khoa học...TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH – KTNN NGUYỄN TÚ HƯƠNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ THUỐC DICLOFENAC NATRI CỦA VẬT LIỆU CELLULOSE TẠO RA TỪ GLUCONACETOBACTER XYLINUS NI CẤY TRONG MƠI TRƯỜNG