Nghiên cứu hệ phân tán nano piperine

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐỖ DUY HIỂN NGHIÊN CỨU HỆ PHÂN TÁN NANO PIPERINE Chuyên ngành :CN Hóa Học Mãsố: 12924373 LUẬN VĂN THẠC SỸ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2014 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán bộchấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vịvà chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quảnlý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếucó) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độclập - Tự - Hạnhphúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐỔ DUY HIỂN MSHV: 12924373 Ngày, tháng, năm sinh: 20/05/1989 Nơi sinh: Đồng Nai Chunngành: CơngNghệHóaHọc …………………………… I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ PHÂN TÁN NANO PIPERINE II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Khảo sát phương pháp khác nhau: Thiết đồng hóa tốc độ cao rotor stator, thiết bị đánh sóng siêu âm Từ lựa chọn phương pháp thích hợp để tạo hệ phân tán nanopiperine  Khảo sát yếu tố ảnh hưởng (nồng độ piperine, nồng độ chất hoạt động bề mặt lecithin, sodium stearoyllactylate (đến kích thước hạt nanopiperine, độ bền hệ)  Khảo sát khả kháng khuẩn hệ phân tán nanopiperine  Khảo sát khả đồng vận piperine với kháng sinh III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 20/01/2014 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2014 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS LÊ THỊ HỒNG NHAN Tp HCM, ngày tháng năm 2014 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Họtênvàchữký) (Họtênvàchữký) TRƯỞNG KHOA….……… (H tênvàch ký) i Để đạt đƣợc kết nhƣ hôm nay, xin gử chân thành tri ân sâu sắc đến giáo viên hƣớng dẫn PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan hết lịng hƣớng dẫn, giúp đỡ tơi suốt thời gian thực luận văn tốt nghiệp ơn Thạc sĩ Nguyễn Kim Minh Tâm – Bộ môn Công nghệ Sinh học, Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh tận tình hƣớng dẫn, tặng giống vi sinh vật , giúp đỡ suốt thời gian làm luận văn chị Nguyễn Thị Kim Phƣơng (Viện kiểm Nghiệm thuốc) em Lê Nguyễn Thanh Trúc (sinh viên Đại học Bách Khoa khóa 2009) ngƣời đồng hành thực nghiên cứu, hỗ trợ nhiều suốt q trình thực luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô, anh chị mơn Kỹ thuật Hóa hữu Cơ, môn Công nghệ Sinh học Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh tạo điều kiện sở vật chất để tơi thực thí nghiệm tốt Cảm ơn bạn làm thí nghiệm phịng chia sẻ, động viên, giúp đỡ thực luận văn Sau xin cảm ơn sâu sắc đến gia đình ln bên cạnh động viên, chỗ dự ắc vật chất lẫn tinh thần để tơi n tâm hồn thành tốt luận văn thời gian qua Xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, tháng 06 năm 2014 Đỗ Duy Hiển ii TÓM TẮT Trong đề tài nghiên cứu đƣợc thực hệ phân tán nano piperine 0.5 g/l hai phƣơng pháp đồng hóa tốc độ cao phƣơng pháp đánh sóng siêu âm Khảo sát khả kháng khuẩn nano piperine chủng vi sinh vật gây bệnh Đồng thời khảo sát khả đồng vận hệ huyền phù nano piperine với chất kháng sinh Phƣơng pháp sử dụng thiết bị đánh sóng siêu âm cho hiệu tốt phƣơng pháp đồng hóa tốc độ cao Kích thƣớc hạt, tính ổn định hệ huyền phù nano piperine chịu ảnh hƣởng yếu tố nồng độ piperine, loại chất hoạt động bề mặt, thời gian tạo hệ, thể tích mẫu sử dụng.Hệ huyền phù nano piperine 0.5 g/l bổ sung chất HĐBM sodium stearoyl lactylate (SSL) g/l phƣơng pháp đánh sóng siêu âm thời gian 30 phút cho kích thƣớc hạt 77.18 nm Tuy nhiên hệ huyền phù nano piperine 0.5 g/l với lecithin 20 g/l cho độ kết phân bố đồng nhất, độ ổn định ngày Hệ phân tán nano piperine cho kết kháng chủng vi sinh vật gây bệnh nhƣ Bacillus cereus, Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa Hệ phân tán nano piperine nồng độ 0.5 g/l cho kết đồng vận với kháng sinh ciprofloxacin Sử dụng phƣơng pháp, thiết bị để khảo sát đặc tính hệ nhƣ: sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC), UV-VIS, phổ nhiễu xạtia laser (LDS), phƣơng pháp nồng độ ức chế tối thiểu (MIC), phƣơng pháp khảo sát kháng khuẩn giếng thạch Từ kết đạt đƣợc hứa hẹn làm thay đổi hệ phân phối thuốc thuốc không tan nƣớc nhƣ piperine iii ABSTRACT In this study, the research is done on the distributed system of piperine nanosuspensions 0.5 g/l by two methods: the stator–rotor homogenization method and ultrasonic method Survey is about the resistant bacterial ability of piperine against pathogenic microorganisms The survey is also about the “interoperability” of piperine nanosuspensions with antibiotics The method used ultrasonic equipment is more effective than the stator – rotor homogenization Particle size and the stability of piperine nanosuspensions system is influenced by many factors: piperine concentrations, surface-active substances, time to create the system, and sample volume Piperine nanosuspensions 0.5 g/l with the presence of sodium stearoyl lactylate (SSL) g/l by ultrasonic method in 30 minutes time results in particle size is 77.18 nm However, piperine nano system g/l with lecithin 20 g/l results in the most uniform distribution, stability in over days Piperine nanosuspensions have the ability in resistant with pathogens microorganisms such as Bacillus cereus, Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa Distributed system of nano piperine 0.5 g/l gives the synergistic results with Ciprofloxacin The methods and equipments was used to examine the characteristics of the system include: high-performance liquid chromatography (HPLC), UV-VIS, laser diffraction spectrometry (LDS), minimum inhibitory concentration method (MIC), antibacterial survey methods on agar wells From the results, there is a promise which will alter drug delivery system of water-insoluble drugs such as piperine iv LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi nhóm nghiên cứu, đƣợc hƣớng dẫn khoa học PGS.TS LÊ THỊ HỒNG NHAN Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chƣa cơng bố dƣới hình thức trƣớc Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá đƣợc tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Trƣờng đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh khơng liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền gây q trình thực TP Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 06 năm 2014 Tác giả v MỤC LỤC i TÓM TẮT ii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi DANH MỤC PHỤ LỤC xii GIỚI THIỆU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.GIỚI THIỆU VỀ PIPERINE 1.1.1.Tính chất vật lý 1.1.2.Tính chất hóa học 1.1.3.Phƣơng pháp tách chiết piperine từ tiêu 1.1.4.Các ứng dụng piperine 1.2.TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NANO 1.2.1.Giới thiệu 1.2.2.Kỹ thuật 1.3.ĐẶC TÍNH CỦA CÁC VI KHUẨN THÍ NGHIỆM 11 1.3.1.Escherichia coli 11 1.3.2.Staphylococcus aureus 11 1.3.3.Pseudomonas aeruginosa 12 vi 1.3.4.Enterococcus faecalis 13 1.3.5.Salmonella Typhi 14 1.3.6.Bacillus cereus 15 1.4.CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 17 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 19 2.1.Ý NGHĨA MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 19 2.2.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 19 2.3.NGUYÊN LIỆU HÓA CHẤT THIẾT BỊ 21 2.4.PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.4.1.Xác định độ ẩm 22 2.4.2.Xác định hàm lƣợng piperine 22 2.4.3.Phân bố kích thƣớc hạt LDS 23 2.4.4.Phƣơng pháp khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật 24 2.5.NỘI DUNG THỰC NGHIỆM 27 2.5.1.Đánh giá nguyên liệu 27 2.5.2.Nghiên cứu tạo hệ huyền phù nano piperine 27 2.5.3.Nghiên cứu khả kháng khuẩn hệ huyền phù nano piperine 29 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 31 3.1.ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH CỦA NGUYÊN LIỆU 31 3.2.NGHIÊN CỨU TẠO HỆ PHÂN TÁN HUYỀN PHÙ NANO PIPERINE 33 3.2.1.Ảnh hƣởng phƣơng pháp tạo huyền phù nano piperine 33 3.2.2.Ảnh hƣởng chất hoạt động bề mặt 34 3.2.3.Ảnh hƣởng nồng độ chất HĐBM 35 3.2.4.Ảnh hƣởng thời gian đến độ bền hệ 40 vii 3.2.5.Ảnh hƣởng thời gian đánh sóng siêu âm 42 3.2.6.Ảnh hƣởng thể tích mẫu 44 3.2.7.Phân tích nồng độ huyền phù nano piperine 46 3.3.NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA HỆ HUYỀN PHÙ NANO PIPERINE 49 3.3.1.Xác định MIC huyền phù nano piperine 49 3.3.2.Xác định đƣờng kính vòng kháng khuẩn 50 3.3.3.Khả đồng vận huyền phù nano piperine 53 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC 63 79 Phụ lục 55: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 10 g/l)Thể tích tổng 100 ml.Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Kích thƣớc (µm) Median 0.09148 Mean 0.43730 Phụ lục 56: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 10 g/l)Thể tích tổng 100 ml.Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA trong30 phút, tần số50 kHz Thời gian bảo lưu ngày Kích thƣớc (µm) Median 0.09982 Mean 1.24966 Phụ lục 57: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 10 g/l)Thể tích tổng 100 ml.Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Thời gian bảo lưu ngày Kích thƣớc (µm) Median 0.09841 Mean 1.71079 80 Phụ lục 58: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 10 g/l) Thể tích tổng 100 ml.Bằng thiết bị đánh sóng siêu âmQSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Thời gian bảo lưu ngày Kích thƣớc (µm) Median 0.10133 Mean 1.18029 Phụ lục 59: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 10 g/l)Thể tích tổng 100 ml.Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Thời gian bảo lưu ngày Kích thƣớc (µm) Median 0.15152 Mean 1.85957 Phụ lục 60: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (TWEEN 80 10 g/l) Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Kích thƣớc (µm) Median 7.65207 Mean 24.96132 81 Phụ lục 61: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (PEG 10 g/l)Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Kích thƣớc (µm) Median 6.29158 Mean 6.50148 Phụ lục 62: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 15 g/l)Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số50 kHz Kích thƣớc (µm) Median 0.09394 Mean 0.53346 Phụ lục 63: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 15 g/l)Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA trong30 phút, tần số50 kHz Kích thƣớc (µm) Median 0.09766 Mean 0.87213 82 Phụ lục 64: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 15 g/l)Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số50 kHz Thời gian bảo lưu ngày Kích thƣớc (µm) Median 0.09672 Mean 0.90900 Phụ lục 65: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 15 g/l)Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số50 kHz Thời gian bảo lưu ngày Kích thƣớc (µm) Median 0.09313 Mean 0.81422 Phụ lục 66: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 15 g/l)Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Thời gian bảo lưu ngày Kích thƣớc (µm) Median 0.09052 Mean 0.47169 83 Phụ lục 67: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 20 g/l)Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Kích thƣớc (µm) Median 0.09271 Mean 0.09861 Phụ lục 68: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 20 g/l)Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Thời gian bảo lưu ngày Kích thƣớc (µm) Median 0.11195 Mean 0.11914 Phụ lục 69: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 20 g/l) Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Thời gian bảo lưu ngày Kích thƣớc (µm) Median 0.09199 Mean 0.11661 84 Phụ lục 70: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 20 g/l)Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Thời gian bảo lưu ngày Kích thƣớc (µm) Median 0.14613 Mean 0.39732 Phụ lục 71: Sự phân bố kích thước hạt piperine 0.5 g/l (Lecithin 20 g/l)Thể tích tổng 100 ml Bằng thiết bị đánh sóng siêu âm QSONICA 30 phút, tần số 50 kHz Thời gian bảo lưu ngày Kích thƣớc (µm) Median 0.14227 Mean 0.79966 85 Phụ lục 72: Kết MIC với piperine pha dung dịch DMSO MIC với DMSO MIC với piperine 0.039 g/l DMSO MIC với piperine 0.078 g/l DMSO MIC với piperine 0.234 mg/l DMSO 86 Phụ lục 73: Kết MIC với hệ huyền phù nano piperine với chất HĐBM SSL MIC với mẫu trắng MIC với mẫu chứa nano piperine 0.25 g/l MIC với mẫu chứa nano piperine 0.05 g/l 87 Phụ lục 74: Kết MIC với hệ huyền phù nano piperine với chất HĐBM Lecithin MIC với mẫu trắng MIC với mẫu chứa nano piperine 0.25 g/l MIC với mẫu chứa nano piperine 0.05 g/l 88 Phụ lục 75: Kết đường kính vòng kháng khuẩn với mẫu khảo sát Staphylococcus aureus Đƣờng kính vịng kháng khuẩn DMSO Đƣờng kính vịng kháng khuẩn Nano piperine 0.5 g/l với SSL g/l Đƣờng kính vịng kháng khuẩn Nano piperine 0.5 g/l với Lecithin 20 g/l Đƣờng kính vịng kháng khuẩn SSL g/l Đƣờng kính vịng kháng khuẩn Lecithin 20 g/l 89 Phụ lục 76: Kết đường kính vịng kháng khuẩn với kháng sinh Staphylococcus aureus Ciprofloxacin 0.2500 g/l Ciprofloxacin 0.0625 g/l Ciprofloxacin 0.1250 g/l 90 Phụ lục 76: Kết đồng vận kháng khuẩn với Ciprofloxacin Staphylococcus aureus Nano SSL Nano Lecithin Piperine Khả đồng vận ciprofloxacin nồng độ 0.125 g/l với vi khuẩn Staphylococcus aureus Nano SSL Nano Lecithin Piperine Khả đồng vận ciprofloxacin nồng độ 0.250 g/l với vi khuẩn Staphylococcus aureus 91 Phụ lục 77: Kết đồng vận kháng khuẩn với Ciprofloxacin Staphylococcus aureus Nano SSL Nano Lecithin Piperine Khả đồng vận ciprofloxacin nồng độ 0.125 g/l với vi khuẩn Escherichia coli Nano SSL Nano Lecithin Piperine Khả đồng vận ciprofloxacin nồng độ 0.125 g/l với vi khuẩn Escherichia coli 92 Phụ lục 78: Ảnh hưởng loại chất HĐBM đến kích thước hạt Nồng độ chất HĐBM (g/l) 10 Loại chất HĐBM Kích thƣớc (µm) Blank 81.771 SSL 0.078 Lecithin 1.029 TWEEN 80 7.009 PEG 10.694 SSL 0.075 Lecithin 0.194 TWEEN 80 5.048 PEG 8.553 SSL 0.080 Lecithin 0.091 TWEEN 80 7.652 PEG 6.292 93 Phụ Lục 79: Ảnh hưởng nồng độ SSL đến kích thước hạt nano piperine Nồng độ SSL 0.08140 0.07848 0.07748 0.07503 (g/l) Kích thƣớc (µm) Phụ Lục 80:Ảnh hưởng nồng độ lecithin đến kích thước hạt nano piperine Nồng độ 10 15 20 0.19401 0.09148 0.09394 0.09271 Lecithin (g/l) Kích thƣớc (µm) ... đáng kể sinh khả dụng piperine Trên giới đề tài nghiên cứu hệ phân tán nano- piperine cịn Do đề tài nghiên cứu bên cạnh việc tạo hệ phân tán nano piperine sản phẩm đƣợc tập trung đánh giá hiệu... cho ứng dụng piperine với kích thƣớc nano sau Do việc nghiên cứu tạo hệ phân tán nano piperine đồng thời khảo sát hoạt tính kháng khuẩn, khả đồng vận hệ phân tán huyền phù nano piperine góp phần... piperine Khảo sát khả đồng vận hệ phân tán nano piperine với kháng sinh 20 Nguyên liệu Đánh giá đặc tính nguyên liệu Chuẩn bị tạo hệ phân tán nano piperine Tạo hệ phân tán phƣơng pháp siêu âm Khảo