Nghiên cứu khả năng hấp thụ thuốc captopril của màng cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường nước dừa già

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH - KTNN ====== HOÀNG XUÂN THỦY NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ THUỐC CAPTOPRIL CỦA MÀNG CELLULOSE VI KHUẨN LÊN MEN TỪ MƠI TRƯỜNG NƯỚC DỪA GIÀ 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 ====== HOÀNG XUÂN THỦY NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ THUỐC CAPTOPRIL CỦA MÀNG CELLULOSE VI KHUẨN LÊN MEN TỪ MÔI TRƯỜNG NƯỚC DỪA GIÀ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sinh lý học người động vật Người hướng dẫn khoa học ThS HÀ THỊ MINH TÂM HÀ NỘI, 2018 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin chân thành cảm ơn Th.S Hà Thị Minh Tâm người tận tình hướng dẫn, dạy giúp đỡ em trình học tập, nghiên cứu khóa luận Em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Xuân Thành thầy cô giáo tổ môn Sinh lý người động vật, Khoa Sinh – KTNN, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em việc thực nghiên cứu hồn thành khóa luận Mặc dù nỗ lực cố gắng nhiều song chắn khóa luận tốt nghiệp khơng tránh khỏi hạn chế, thiếu sót Vì vậy, em mong nhận đóng góp thầy giáo, giáo toàn thể bạn sinh viên để đề tài thu kết cao Hà Nội, tháng 05 năm 2018 Sinh viên Hoàng Xuân Thủy LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu khả hấp thụ thuốc Captopril màng Cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường nước dừa già” cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nghiên cứu trình bày khóa luận trung thực khơng trùng với kết tác giả khác Nếu sai tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Hà Nội, tháng 05 năm 2018 Sinh viên Hoàng Xuân Thủy MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu đối tượng, lĩnh vực nghiên cứu 1.1.1 Đặc điểm màng CVK 1.1.2 Màng CVK lên men từ môi trường nước dừa già 1.1.3 Bệnh cao huyết áp 1.1.4 Thuốc Captopril 1.1.4.1 Tính chất hóa lý 1.1.4.2 Đặc điểm dược động học 1.1.4.3 Tác dụng dược lý 1.1.4.4 Chỉ định 1.1.4.5 Chống định 1.1.4.6 Thận trọng 1.1.4.7 Tác dụng không mong muốn 1.1.4.8 Tương tác thuốc 1.2 Nghiên cứu nước nước 1.2.1 Tình hình nghiên cứu CVK 1.2.1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu Captopril 10 1.2.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 10 1.2.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 10 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 2.1 Đối tượng nghiên cứu 11 2.2 Đối tượng, vật liệu trang thiết bị nghiên cứu 11 2.3 Nội dung nghiên cứu 11 2.4 Phương pháp nghiên cứu 11 2.5 Địa điểm tiến hành nghiên cứu 15 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 16 3.1 Đường chuẩn thuốc Captopril 16 3.2 Màng CVK thu nuôi cấy môi trường nước dừa già 18 3.3 Màng CVK thu sau nuôi cấy 20 3.4 Màng CVK tinh khiết 23 3.5 Màng CVK q trình lốt thuốc Captopril 24 3.6 Lượng thuốc Captopril có dung dịch ban đầu 25 3.7 Lượng thuốc Captopril hấp thụ vào màng CVK 25 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 29 Kết luận 29 Kiến nghị 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Cơng thức cấu tạo Captopril Hình 2.1: Các bước xử lý màng CVK thơ 13 Hình 3.1 : Phổ UV thuốc Captopril với dung môi nước cất hai lần 16 Hình 3.2: Đồ thị đường chuẩn Captopril bước sóng cực đại 200nm 18 Hình 3.3: Màng CVK nuôi cấy tĩnh môi trường nước dừa già 19 Hình 3.4: Màng CVK sau thời gian ngày nuôi cấy tĩnh môi trường nước dừa già 20 Hình 3.5: Màng CVK sau thời gian ngày nuôi cấy tĩnh môi trường nước dừa già 21 Hình 3.6: Màng CVK sau thời gian 14 ngày nuôi cấy tĩnh môi trường nước dừa già 22 Hình 3.7: Màng CVK thơ hình dạng viên thuốc (đường kính 1,5cm) 23 Hình 3.8: Màng CVK ni cấy tĩnh mơi trường nước dừa già xử lý NaOH 3% 24 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần nước dừa già Bảng 2.1: Môi trường lên men tạo màng Cellulose vi khuẩn 12 Bảng 3.1: Giá trị mật độ quang (OD) dung dịch thuốc Captopril nồng độ khác 17 Bảng 3.2: Giá trị OD dung dịch thuốc Captopril trước hấp thụ 25 Bảng 3.3: Giá trị OD dung dịch thuốc Captopril sau hấp thụ (n=3) 26 Bảng 3.4: Kết lượng thuốc Captopril hấp thụ vào màng CVK lên men từ môi trường nước dừa già 27 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Cellulose hợp chất hóa học, thành phần sinh khối thực vật đại diện cho polymer ngoại bào vi sinh vật Cellulose không tổng hợp nên thực vật mà Cellulose tạo nên vi sinh vật gọi Cellulose vi khuẩn Màng Cellulose vi khuẩn (bacterial cellulose – CVK ) tổng hợp từ số loài vi khuẩn chủ yếu Acetobacter xylinum (A xylinum) Màng CVK có cấu trúc hóa học đồng với Cellulose thực vật, nhiên, cellulose vi khuẩn khác với cellulose thực vật chỗ: có khả kết tinh cao (60%), độ polymer hóa lớn, độ bền học cao, khả thấm hút nước tốt [14] Màng cellulose vi khuẩn (màng CVK) sử dụng nhiều lĩnh vực khoa học, công nghệ khác Tuy nhiên, việc nghiên cứu, ứng dụng màng CVK mẻ nước ta [7] Bệnh tăng huyết áp bệnh phổ biến giới nước ta năm gần Cơn tăng huyết áp cấp cứu nội khoa, đòi hỏi điều trị tích cực để giảm biến cố tim mạch Ở Mỹ, theo liệu từ nghiên cứu NHANES IV (1999-2000) có khoảng 31,3 % dân số Mỹ có tăng huyết áp Ở Việt nam có khoảng 27,4 % dân số có tăng huyết áp (thống kê y tế năm 2008) Captopril thuốc dùng điều trị tăng huyết áp Thuốc Captopril giúp ngăn ngừa đột quỵ, đau tim vấn đề thận Nó sử dụng để điều trị suy tim, điều trị tình trạng nguy kịch sau đau tim bảo vệ thận không bị tổn hại bệnh tiểu đường Thuốc captopril sử dụng qua đường uống dày trống Sinh khả dụng Captopril qua đường uống khoảng 65% Nồng độ đỉnh thuốc máu đạt sau Tiến hành đo mật độ quang hấp thụ mẫu chuẩn nồng độ khác nhau, ta thu kết trình bày bảng 3.1: Bảng 3.1 Giá trị mật độ quang (OD) dung dịch thuốc Captopril nồng độ khác Nồng độ Giá trị OD 200nm (n=3) Giá trị trung bình (mg/ml) Lần Lần Lần 0,1 0,112 0,111 0,114 0,112 ± 0,0013 0,2 0,227 0,223 0,229 0,226 ± 0,0021 0,4 0,460 0,462 0,464 0,462 ±0,0013 0,6 0,666 0,669 0,665 0,667 ± 0,0018 0,8 0,886 0,883 0,884 0,884 ± 0,0010 1,079 1,075 1,078 1,077 ± 0,0016 Từ số liệu giá trị OD thu bảng 3.1 ta xây dựng đồ thị đường chuẩn thuốc Captopril hình 3.2: 17 Hình 3.2 Đồ thị đường chuẩn Captopril bước sóng cực đại 200nm Từ đồ thị đường chuẩn ta thu phương trình đường chuẩn thuốc Captopril bước sóng 200nm: y = 1,0781x + 0,0147 R2 = 0,9991 Trong đó: x nồng độ thuốc Captopril y giá trị OD tương ứng với nồng độ x R2 hệ số tương quan 3.2 Màng CVK thu nuôi cấy môi trường nước dừa già Vi khuẩn A xylinum cho vào môi trường nước dừa già sử dụng chất dinh dưỡng nước dừa già để tổng hợp nên Cellulose Màng Cellulose dày lên dần ngừng lại môi trường cạn kiệt chất dinh dưỡng Độ dày màng CVK phụ thuộc vào thời gian nuôi cấy 18 Sau bổ sung đầy đủ chất dinh dưỡng, môi trường dùng để lên men tạo màng CVK cho vào bình tam giác dung tích 1000ml, nuôi cấy tĩnh, sau vài ngày màng CVK bắt đầu hình thành Khi ni cấy tĩnh mơi trường nước dừa già, màng CVK dần hình thành bề mặt môi trường nước dừa già, tạo thành màng CVK thể hình 3.3: Hình 3.3 Màng CVK ni cấy tĩnh mơi trường nước dừa già Vi khuẩn A xylinum sử dụng chất dinh dưỡng môi trường nuôi cấy để tổng hợp Cellulose Sau ngày ta thấy màng CVK dày lên hình 3.4: 19 Hình 3.4 Màng CVK sau ngày nuôi cấy tĩnh môi trường nước dừa già Tiếp tục quan sát tạo thành màng CVK môi trường nước dừa già để thu độ dày màng khác nhau, phù hợp với tiêu chuẩn làm thí nghiệm 3.3 Màng CVK thu sau nuôi cấy Sau theo dõi tạo thành màng CVK qua khoảng thời gian, thu màng CVK độ dày sau: - Lô 1: Nuôi cấy tĩnh thời gian ngày thu màng CVK có độ dày 0,5cm thể hình 3.5: 20 Hình 3.5 Màng CVK sau thời gian ngày nuôi cấy tĩnh môi trường nước dừa già - Lô 2: Nuôi cấy thời gian 14 ngày thu màng CVK có độ dày 1cm thể hình 3.6: 21 Hình 3.6 Màng CVK sau thời gian 14 ngày nuôi cấy tĩnh môi trường nước dừa già Sau ngày ta tiến hành thu màng CVK có độ dày 0,5cm Sau 14 ngày tiến hành thu màng CVK có độ dày 1cm Màng CVK thu có màu trắng đục, dễ tách khỏi mơi trường ni cấy, chứa nhiều nước, có độ dẻo cao Sau tách màng khỏi môi trường nuôi cấy, ta rửa cắt màng thành hình có dạng viên thuốc đường kính 1,5cm thể hình 3.7: 22 Hình 3.7 Màng dừa thơ hình dạng viên thuốc (đường kính 1,5cm) 3.4 Màng CVK tinh khiết Sau màng CVK đạt kích thước 0,5cm 1cm lấy khỏi môi trường nước dừa xử lý để loại bỏ tạp chất lẫn màng, đồng thời phá hủy trung hòa độc tố vi khuẩn Sau trình xử lý ta thu màng CVK tinh khiết thể hình 3.8: 23 Hình 3.8 Màng CVK nuôi cấy tĩnh môi trường nước dừa già xử lý NaOH 3% Màng CVK tinh khiết thu khơng mùi chua, khơng lẫn tạp chất, phù hợp với tiêu chuẩn để làm thí nghiệm 3.5 Màng CVK q trình lốt thuốc Captopril Màng CVK sau xử lý loại bỏ bớt nước tiến hành loát thuốc cách cho màng vào dung dịch Captopril nồng độ 75mg/ml Khi cho màng CVK vào dung dịch thuốc Captopril, thuốc từ bên màng vào bên màng (do chênh lệch nồng độ thuốc Captopril màng) 3.6 Lượng thuốc Captopril có dung dịch ban đầu 24 Sử dụng máy đo quang phổ tử ngoại (UV-Vis) để xác định lượng thuốc Captopril ban đầu dung dịch chưa hấp thụ Kết thể bảng 3.2: Bảng 3.2: Giá trị OD dung dịch thuốc Captopril trước hấp thụ Nồng độ ban đầu Bước sóng Giá trị OD 75mg/ml 200nm 1,081 Bảng 3.2 cho ta thấy giá trị OD dung dịch thuốc có nồng độ ban đầu (nồng độ bão hòa) 75mg/ml đo bước sóng 200nm 1,081 Với giá trị OD ban đầu này, ta sử dụng để tính lượng thuốc hấp thụ vào màng sau khoảng thời gian hấp thụ 3.7 Lượng thuốc Captopril hấp thụ vào màng CVK Các bình dung dịch thuốc Captopril chứa CVK khảo sát điều kiện nhiệt độ phòng nhiệt độ 800C rút lấy mẫu sau giờ, Sử dụng máy đo quang phổ tử ngoại (UV-Vis) để đo lượng thuốc hấp thụ vào màng mẫu thời điểm giờ, Kết đo thể bảng 3.3: Bảng 3.3 Giá trị OD dung dịch thuốc Captopril sau hấp thụ (n=3) Độ dày Thời Điều kiện Giá trị OD 200nm dung dịch sau hấp màng gian hấp hấp thụ thụ (cm) thụ (giờ) 0,5 Thường Lần Lần Lần Trung bình 0,988 0,987 0,985 0,987 ± 0,0011 25 Nhiệt độ 0,810 0,810 0,805 0,808 ± 0,0021 Thường 0,911 0,913 0,914 0,913 ± 0,0011 Nhiệt độ 0,771 0,771 0,773 0,772 ± 0,0009 Thường 0,925 0,927 0,923 0,925 ± 0,0013 Nhiệt độ 0,763 0,762 0,763 0,763 ± 0,0004 Thường 0,899 0,897 0,896 0,897 ± 0,0011 Nhiệt độ 0,712 0,718 0,718 0,716 ± 0,0027 800C 800C 1 800C 800C Nhận xét: Qua kết đo bảng 3.3 ta thấy: * Màng độ dày 0,5cm: Sau khoảng thời gian hấp thụ thuốc, giá trị OD dung dịch giảm so với giá trị OD ban đầu (1,081) Ở điều kiện hấp thụ khác nhau, giá trị OD dung dịch khác Ở điều kiện nhiệt độ 800C, giá trị OD dung dịch 0,808< giá trị OD dung dịch hấp thụ nhiệt độ thường 0,987 Kết cho thấy lượng thuốc Captopril hấp thụ vào màng CVK nhiều điều kiện nhiệt độ 800C Sau khoảng thời gian hấp thụ thuốc, giá trị OD dung dịch tiếp tục giảm Điều chứng tỏ thuốc Captopril hấp thụ vào màng CVK hấp thụ tốt điều kiện nhiệt độ 800C 26 * Màng có độ dày 1cm: Cũng màng 0,5cm, giá trị OD dung dịch thuốc Captopril giảm dần sau khoảng thời gian giờ, hấp thụ điều kiện tốt để thuốc hấp thụ vào màng CVK nhiệt độ 800C Từ nhận xét ta thấy, màng CVK hấp thụ thuốc, giá trị OD dung dịch Captopril giảm dần Tuy nhiên, sau giờ, giá trị OD dung dịch không thay đổi (hoặc thay đổi gần không đáng kể) độ dày màng Điều chứng tỏ rằng, lượng thuốc Captopril hấp thụ vào màng tăng dần theo thời gian hấp thụ tối đa Màng CVK hấp thụ thuốc Captopril tốt điều kiện nhiệt độ 800C Theo công thức mht = m1 - m2 (mg), EE(%) = (mht/m1) ×100% dựa vào phương trình đường chuẩn ta tính khối lượng tỷ lệ thuốc Captopril hấp thụ vào màng CVK Kết thể bảng 3.4: Bảng 3.4 Kết lượng thuốc Captopril hấp thụ vào màng CVK lên men từ môi trường nước dừa già Độ dày màng OD sau hấp thụ mht (mg) Hiệu suất 0,5 0,772 ± 0,0009 19,470 ± 0,048 6,490 ± 0,023 0,716 ± 0,0027 22,948 ± 0,016 7,649 ± 0,045 Nhận xét: Từ kết tính ghi bảng 3.4 ta thấy: Màng CVK ni cấy mơi trường nước dừa già có độ dày 1cm hấp thụ nhiều thuốc Captopril màng 0,5cm hiệu suất hấp thụ màng 1cm cao so với màng 0,5cm Như vậy, coi màng dày khả hấp thụ thuốc vào màng tốt 27 Sự hấp thụ thuốc Captopril đạt hiệu suất 7,649% điều kiện: nhiệt độ: 800C, nồng độ thuốc: 75mg/ml, thời gian hấp thụ thuốc: 28 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau hồn thành khóa luận đạt mục đích dự kiến đề tài: Tạo màng CVK từ vi khuẩn A xylinum mơi trường nước dừa già: Thu lơ màng có độ dày 0,5cm 1cm để tiến hành hấp thụ thuốc Captopril Màng CVK thu chứa nhiều nước, có độ dẻo cao, khơng bị biến tính nhiệt độ cao, phù hợp với nhu cầu làm thí nghiệm Khi cho màng CVK hấp thụ thuốc Captopril, ta thấy màng CVK có độ dày 1cm hấp thụ thuốc tốt màng CVK có độ dày 0,5cm Như màng CVK dày hấp thụ thuốc tốt Kiến nghị Tiếp tục nuôi cấy vi khuẩn A xylinum tạo màng CVK môi trường nước dừa già với nguồn dinh dưỡng khác để thu màng CVK với tính tốt Tiếp tục nghiên cứu thử nghiệm khả hấp thụ thuốc Captopril màng CVK qua da người 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Bộ môn dược lý (2004), Dược lý học, Trung tâm thông tin-Thư viện ĐHDHN, tập 2, tr 68-72 Dược điển Việt Nam IV 2009 Đặng Thị Hồng (2007), “Phân lập, tuyển chọn nghiên cứu số đặc tính sinh học vi khuẩn A xylinum chế tạo màng sinh học” Luận văn thạc sỹ sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội Đinh Thị Kim Nhung, Trần Như Quỳnh, Nguyễn Thị Thùy Vân (2009), “nghiên cứu vi khuẩn Acetobacter xylinum tạo màng bacterial cellulose ứng dụng điều trị bỏng”, báo cáo khoa học Đỗ Mạnh Dũng (2004), “Cách phòng điều trị bệnh tim mạch”, NXB Y học Nguyễn Đức Lương (2000), “Công nghệ Vi sinh vật” tập – - 3, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Dương Minh Lam, Nguyễn Thị Thùy Vân, Đinh Thị Kim Nhung, “Phân lập, tuyển chọn định loại chủng vi khuẩn BHN2 sinh màng Cellulose”, Tạp chí sinh học, 2013, 35(1):74-79 Phan Thị Huyền Vy, Bùi Minh Thy, Phùng Thị Kim Huệ, Nguyễn Xuân Thành, Triệu Nguyên Trung, “Tối ưu hóa hiệu suất nạp thuốc famotidin vật liệu cellulose vi khuẩn lên men từ dịch trà xanh theo phương pháp đáp ứng bề mặt mơ hình Box-Behnken”, Tạp chí dược học-1/2018 (số 501 năm 58) 30 Nguyễn Văn Thanh (2006), “Nghiên cứu chế tạo màng Cellulose trị bỏng từ Acetobacter xylinum”, báo cáo kết nghiên cứu đề tài cấp 10 Nguyễn Văn Thanh, Huỳnh Thị Ngọc Lan, “Nghiên cứu chế tạo màng cellulose trị bỏng từ Acetobacter xylinum”, ĐH y dược năm 2006 Tài liệu tiếng Anh 11 Brown E Bacterial cellulose/Themoplastic polymer nanocomposites Master of sience in chemical engineering Washington state university, 2007 12 Bworm E (2007), Bacterial cellulose Thermoplastic polymer namocomposites, Master of sciencein chaemical engineering, washington state university 13 Iguchi M., Yamanaka S.,Budhiono A., 2000 Bacterial cellulose-a masterpiece of nature arts J Mater Sci., 35: 261-270 14 Suwannapinunt N., Burakorn J., Thaenthanee S., 2007 Effect of culture conditions on bacterial cellulosee (BC) production from Acetobacter xylinum TISTR976 and physical properties of BC parchment paper Suranaree J Sci Technol., 14(4): 357-36 31 ... lên men từ mơi trường nước dừa già Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu, chế tạo màng CVK môi trường nước dừa già - Thiết kế khả hấp thụ thuốc Captopril màng CVK lên men từ môi trường nước dừa già. .. lượng thuốc hấp thụ vào màng CVK nhiều Phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: khả hấp thụ thuốc Captopril màng cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường nước dừa già - Vật liệu nghiên cứu: màng. .. cứu: nghiên cứu khả hấp thụ thuốc Captopril màng cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường nước dừa già 2.2 Đối tượng, vật liệu trang thiết bị nghiên cứu - Chủng vi khuẩn Acetobacter xylinum tạo cellulose