Luận án Tiến sĩ Hóa hữu cơ 2024: Chế tạo Carrageenan/Collagen vảy cá mang Allopurinol

án tiến sĩ Hóa học BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VŨ QUỐC MẠNH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA TỔ HỢP CARRAGEENAN/COLLAGEN (TỪ VẢY CÁ) MANG DƯỢC CHẤT ALLOPURINOL Chuyên ngành: Hoá Hữu cơ Mã số: 9440114 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỮU CƠ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Vũ Quốc Trung HÀ NỘI – 2024 án tiến sĩ Hóa học LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những nội dung trong luận án này do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của GS. Thái Hoàng và PGS. Một số nhiệm vụ nghiên cứu là thành quả tập thể và đã được các đồng sự cho phép sử dụng.

Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong các công trình khác. Tác giả luận án VŨ QUỐC MẠNH án tiến sĩ Hóa học LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu, thực hiện đề tài "Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng tính chất của tổ hợp carrageenan/collagen (từ vảy cá) mang dược chất allopurinol" đã hoàn thành tại Phòng Hoá lý vật liệu phi kim loại – Viện Kỹ thuật nhiệt đới – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến GS. Thái Hoàng và PGS.

Vũ Quốc Trung, những người Thầy đã tần tình hướng dẫn và chỉ bảo tôi trong suốt quá trình xây dựng và hoàn thiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn anh, chị, em trong Phòng Hoá lý vật liệu phi kim loại và Viện Kỹ thuật nhiệt đới – nơi tôi thực hiện đề tài, đã tạo mọi điều kiện tuận lợi để tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc, thầy giáo, cô giáo cùng toàn thể cán bộ phòng Đào tạo Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Thành Đô, Ban lãnh đạo cùng toàn thể các đồng nghiệp Khoa Dược đã tạo mọi điều kiện, hỗ trợ, giúp đỡ tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn đề tài Quỹ phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (Nafosted) – mã số: 104.326 giai đoạn 2018–2021 đã hỗ trợ kinh phí để tôi hoàn thành luận án này. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ, chia sẻ và động viên tôi trong quá trình hoàn thành luận án. Hà Nội, tháng 01 năm 2024 Tác giả luận án VŨ QUỐC MẠNH án tiến sĩ Hóa học MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU. Tổng quan về collagen.

Cấu tạo và cấu trúc phân tử collagen. Phân loại collagen. Tính chất của collagen. Tình hình nghiên cứu sản xuất collagen từ cá.

Tổng quan về carrageenan. Cấu tạo và cấu trúc phân tử carrageenan. Tình hình nghiên cứu sản xuất carrageenan. Ứng dụng của carrageenan.

Tổng quan về polyme thiên nhiên mang dược chất. Carrageenan mang dược chất. Collagen mang dược chất. Tổ hợp carrageenan/polyme khác mang dược chất.

Tổ hợp collagen/polyme khác mang dược chất. Tổ hợp carragennan/collagen mang dược chất. Tổng quan về dược chất allopurinol và polyme mang allopurinol. Tính chất chung.

Polyme mang allopurinol. Hóa chất, dụng cụ. Trích ly collagen từ vảy cá (họ cá chép – Cyprinidae). Xử lý sơ bộ nguyên liệu đầu vào (Bước 1).

Xử lý protein và chất béo bằng dung dịch kiềm (Bước 2). Xử lý khoáng bằng dung dịch hỗn hợp acid khác nhau (Bước 3). Thu collagen thô (Bước 4). Chế tạo màng tổ hợp carragennan/collagen/allopurinol.

Chế tạo hạt tổ hợp carragennan/collagen/allopurinol. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM). Phương pháp tán xạ ánh sáng động (DLS).

Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR). Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD). Phương pháp nhiệt lượng quét vi sai (DSC) và phân tích nhiệt khối lượng (TGA). Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis).

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Phương pháp điện di SDS-PAGE. Phương pháp sắc ký nano đa chiều và khối phổ (nanoLC-MS/MS). Giải phóng allopurinol từ màng và hạt tổ hợp Car/C/ALP trong các môi trường pH khác nhau.

Xây dựng đường chuẩn của allopurinol trong các dung dịch pH khác nhau. Xác định hàm lượng allopurinol được mang bởi tổ hợp Car/C. Xác định khối lượng thuốc allopurinol giải phóng từ vật liệu tổ hợp Car/C/ALP. Thử nghiệm in vivo sử dụng hạt tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol trên cơ thể động vật (chuột bình thường và chuột được tiêm phúc mạc potassium oxalate).

Xác định độc tính cấp của hạt tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol trên chuột được thử nghiệm. Xác định độc tính bán trường diễn của hạt tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol trên chuột được thử nghiệm. Khảo sát tác dụng của hạt tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol đến sự giảm nồng độ urat/acid uric trong máu của các loại chuột được thử nghiệm .58 án tiến sĩ Hóa học CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Trích ly collagen từ vảy cá nước ngọt.

Ảnh hưởng của dung dịch kiềm đến xử lý vảy cá thu collagen. Ảnh hưởng của hỗn hợp acid đến xử lý vảy các thu collagen. Xác định độ tinh khiết và hàm lượng các acid amin trong collagen thu được từ hỗn hợp vảy cá. Đặc trưng, tính chất và hình thái cấu trúc của collagen thu được từ hỗn hợp vảy cá họ cá chép.

Màng tổ hợp carragennan/collagen/allopurinol. Hiệu suất mang allopurinol của các màng tổ hợp carrageenan/collagen. Phổ FTIR của màng tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol. Nhiễu xạ tia X (XRD).

Ảnh SEM của màng tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol. Độ bền nhiệt màng tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol. Nghiên cứu giải phóng allopurinol từ màng tổ hợp Car/C/ALP (CCA) trong các dung dịch đệm pH 2 và pH 7,4. Mô hình động học giải phóng allopurinol từ màng tổ hợp CCA trong các dung dịch đệm pH 2 và pH 7,4.

Hạt tổ hợp carragennan/collagen/allopurinol (ACC). Phổ FTIR của hạt tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol (ACC). Phân bố kích thước hạt của hạt tổ hợp ACC. Ảnh SEM của hạt tổ hợp nano ACC.

Đặc trưng nhiệt của hạt tổ hợp nano ACC. Hiệu suất mang allopurinol của các hạt tổ hợp nano ACC. Nghiên cứu giải phóng allopurinol từ hạt tổ hợp nano Car/C/ALP trong dung dịch đệm pH 2 và pH 7,4. Thử nghiệm in vivo sử dụng hạt tổ hợp nano carrageenan/collagen/allopurinol trên cơ thể động vật (chuột bình thường và chuột được tiêm phúc mạc potassium oxalat).

Xác định độc tính cấp của hạt tổ hợp nano carrageenan/collagen/allopurinol trên chuột được thử nghiệm. Xác định độc tính bán trường diễn của hạt tổ hợp nano carrageenan/collagen/allopurinol trên chuột được thử nghiệm. Khảo sát tác dụng của hạt tổ hợp nano carrageenan/collagen/allopurinol đến sự giảm nồng độ urat/acid uric trong máu của các nhóm chuột được thử nghiệm .115 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN .117 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ.PL án tiến sĩ Hóa học DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 3,6-AG: 3,6-anhydrogalactose A-CNPs: Nano siêu thuận từ chitosan mang allopurinol Ala: Alanie ALP: Allopurinol Arg: Arginine Asp: Acid aspartic C: Collagen CAF: Collagen/alginat/sợi Car: Carrageenan CMC: Carboxymethyl cenlulose CS: Chitosan Cur: Curcumin DFNa Diclofenac sodium DLS: Tán xạ ánh sáng động Dox: Doxorubicin DSC: Nhiệt lượng quét vi sai EDTA: Ethylenediaminotetraacetic EDX: Tán xạ năng lượng tia X EHE: Phương pháp đùn – thủy phân – chiết FAD: Cục quản lý Thực phẩm - Dược phẩm Hoa Kỳ FO: Động học bậc 1 FONPs: Nano oxit sắt từ FTIR: Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier GH: Hormone tăng trưởng Gln: Glutamine Glu: Acid glutamic Gly: Glycine GPC: Giải phóng chậm án tiến sĩ Hóa học GPN: Giải phóng nhanh HAp: Hydroxyapatite HC: Phương trình Hixon-Crowell HG: Phương trình Higuchi HOB: Nguyên bào xương của người HPLC: Sắc ký lỏng hiệu năng cao Hyp: Hydroxyproline Ile: Isoleucin KP: Phương trình định luật năng lượng Korsmeyer-Peppas LPS: Lipopolysaccharide Lys: Lysine Met: Methionine MNPs: Hạt nano từ tính PAA: Poly(acid acrylic) PEG 6000: Polyetylen glycol 6000 PEO: Polyetylen oxide Pro: Proline PVA: Poly(vinyl alcohol) PVPk30: Poly(vinylpyrrolidone) SBF: Dịch mô phỏng cơ thể người SDS: Sodium dodecyl sulfate SEM: Hiển vi điện tử quét TGA: Phân tích nhiệt khối lượng TPP: Tripolyphosphate Tris: Trisaminomethane UV-Vis: Phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến XRD: Nhiễu xạ tia X ZO: Động học bậc 0 β- MIN6: Tế bào tụy án tiến sĩ Hóa học TỶ LỆ THÀNH PHẦN VÀ KÍ HIỆU CÁC MẪU MÀNG TỔ HỢP CARRAGEENAN/COLLAGEN/ALLOPURINOL Kí hiệu mẫu Carrageenan Collagen Allopurinol KCl STT màng (g) (g) (g) (g) 1 CC955-0 0,095 0,005 0 0,001 2 CCA991-5 0,099 0,001 0,005 0,001 3 CCA973-5 0,097 0,003 0,005 0,001 4 CCA955-5 0,095 0,005 0,005 0,001 5 CCA937-5 0.007 0,005 0,001 6 CCA9010-5 0,090 0,010 0,005 0,001 7 CCA955-3 0,095 0,005 0,003 0,001 8 CCA955-10 0,095 0,005 0,01 0,001 9 CCA955-15 0,095 0,005 0,015 0,001 10 CaA5 0,1 0 0,005 0,001 11 CoA 5 0 0,1 0,005 0,001 TỶ LỆ THÀNH PHẦN VÀ KÍ HIỆU CÁC MẪU HẠT TỔ HỢP CARRAGEENAN/COLLAGEN/ALLOPURINOL Kí hiệu Carrageenan Collagen Allopurinol KCl STT mẫu bột (g) (g) (g) (g) 1 ACC19-5 0,01 0,09 0,005 0,001 2 ACC19-10 0,01 0,09 0,01 0,001 3 ACC19-15 0,01 0,09 0,015 0,001 4 ACC28-10 0,02 0,08 0,01 0,001 5 ACC55-10 0,05 0,05 0,01 0,001 6 ACC64-10 0,06 0,04 0,01 0,001 án tiến sĩ Hóa học DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1. Cấu trúc các loại collagen [20].

Tỷ lệ thành phần và kí hiệu các mẫu màng tổ hợp Car/C/ALP. Đánh giá trực quan vảy cá theo thời gian xử lý bằng dung dịch NaOH 0,5 M. Đánh giá trực quan vảy cá theo nồng độ dung dịch NaOH sau 8 giờ. Hiệu suất thu collgen được khi xử lý bằng dung dịch acid ở các nồng độ khác nhau.

Hàm lượng các acid amin trong dung dịch collagen (Kết tinh lần 1) thu được từ vảy cá họ cá Chép tại Việt Nam. Số sóng (cm-1) đặc trưng của các nhóm chức chủ yếu trong màng tổ hợp CCA tỷ lệ carrageenan và collagen thay đổi. Các đặc trưng nhiệt của màng tổ hợp CCA. Giá trị R2 của các phương trình động học giải phóng ALP từ các màng tổ hợp CCA trong dung dịch đệm pH 2.

Giá trị R2 từ các phương trình động học giải phóng ALP từ các màng tổ hợp CCA trong dung dịch đệm pH 7,4. Giá trị R2 của các mô hình phương trình động học giải phóng ALP từ các màng tổ hợp CCA (hàm lượng thuốc khác nhau) trong các dung dịch đệm pH 2 và pH 7,4. Kích thước hạt trung bình của các hạt tổ hợp nano ACC28-10, ACC55-10 và ACC64-10. Kích thước hạt trung bình của các hạt tổ hợp nano ACC19-5, ACC19-10 và ACC19-15 .