Nghiên cứu một số đặc tính của mạng lưới 3D-nano-cellulose nạp curcumin được sản xuất từ vi khuẩn Acetobacter xylinum

Mạng lưới 3D-nano-cellulose (M3NC) có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực y sinh và các hệ thống phân phối thuốc tiên tiến. Vật liệu M3NC tạo ra từ Acetobacter xylinum trong môi trường chuẩn (MTC), nước dừa (MTD) và nước vo gạo (MTG) được đánh giá một số đặc tính của vật liệu trước và sau nạp curcumin.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu một số đặc tính của mạng lưới 3D-nano-cellulose nạp curcumin được sản xuất từ vi khuẩn Acetobacter xylinumNguyễn Xuân ThànhTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ184(08): 83 - 88NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA MẠNG LƯỚI 3D-NANO-CELLULOSENẠP CURCUMIN ĐƯỢC SẢN XUẤT TỪ VI KHUẨN ACETOBACTER XYLINUMNguyễn Xuân Thành*Viện Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2TÓM TẮTMạng lưới 3D-nano-cellulose (M3NC) có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực y sinh và các hệ thốngphân phối thuốc tiên tiến. Vật liệu M3NC tạo ra từ Acetobacter xylinum trong môi trường chuẩn(MTC), nước dừa (MTD) và nước vo gạo (MTG) được đánh giá một số đặc tính của vật liệu trướcvà sau nạp curcumin. Kết quả chụp FESEM cho thấy M3NC tạo ra từ MTC hoặc MTD gồm cácsợi cellulose có cấu trúc ổn định, không có sự thay đổi nhiều trong cấu trúc trước và sau khi nạpcurcumin. Đo phổ FT-IR xác định không có sự hình thành liên kết cộng hóa trị giữa M3NC vàcurcumin và không có sự thay đổi thành phần hóa học của curcumin trong quá trình nạp vàoM3NC. Vật liệu M3NC-MTC nạp curcumin ở độ dày 0,5 cm có khả năng hấp thụ nước ít hơn sovới vật liệu ở độ dày 1 cm. Vật liệu M3NC-MTC nạp curcumin có khả năng thoát hơi nước chậm.Từ khóa: Acetobacter xylinum; curcumin; đặc tính; mạng lưới 3D-nano-cellulose (M3NC); vật liệu.MỞ ĐẦU*Mạng lưới 3D-nano-cellulose (M3NC) là vậtliệu được tạo ra bởi vi khuẩn Acetobacterxylinum (A. xylinum) cấu trúc hóa học rấtgiống cellulose của thực vật nhưng có một sốtính chất hóa lý đặc biệt như đường kính sợinhỏ (cỡ nanomet), độ tinh khiết cao, độpolymer hóa lớn, độ bền cơ học và khả năngthấm hút nước cao,… Vì vậy M3NC đượcứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghệ.Trong lĩnh vực y học, M3NC đã được nghiêncứu dùng làm tá dược, mặt nạ dưỡng da,mạch máu nhân tạo, màng sinh học trị bỏngvà đặc biệt sử dụng làm hệ vận chuyển vàphân phối thuốc [1], [2], [5], [7], [9]. Huangvà các cộng sự đã sử dụng M3NC được lênmen từ môi trường chuẩn (Hestrin Schramm) dùng cho vận chuyển và giảiphóng berberine in vitro [7]. Kết quả nghiêncứu khác cho thấy M3NC được lên men từmôi trường chuẩn có tiềm năng làm hệ vậnchuyển và phân phối thuốc qua đường uống[5]. Sun và các cộng sự đã đánh giá các hệthống vận chuyển và phân phối thuốc mớitiềm năng cho curcumin bao gồm cácliposome, hạt nano polymer, hạt nano lipidrắn, mixen, nanosuspension, dạng nhũ tương*Tel: 0912 478845, Email: nguyenxuanthanh@hpu2.edu.vnnano,… và cho kết quả triển vọng nhằm cảithiện hoạt động sinh học của curcumin [8].Nghiên cứu này nhằm đánh giá một số đặctính của vật liệu M3NC nạp curcumin tạo ratừ môi trường chuẩn (MTC), nước dừa(MTD) và nước vo gạo (MTG) định hướng sửdụng tạo vật liệu giúp vận chuyển và phânphối curcumin.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUHóa chất và trang thiết bịCurcumin (95%; Apollo, Ấn Độ); cao nấmmen (Sigma-Aldrich, Mỹ); pepton (ECHA,European Union); các hóa chất khác đạt tiêuchuẩn dùng trong phân tích. Máy khuấy từ gianhiệt (IKA, Đức); nồi hấp khử trùng (HV110/HIRAIAMA, Nhật Bản); buồng cấy vôtrùng (Haraeus, Đức); cân phân tích(Sartorius, Thụy Sỹ); kính hiển vi điện tửquét FESEM (Hitachi S-4800, Nhật Bản);máy đo phổ FT-IR (IRA ffinity - 1SSHIMADZU, Nhật Bản); máy lắc tròn tốc độchậm (Orbital Shakergallenkump, Anh); tủsấy, tủ ấm (Binder, Đức), một số dụng cụnghiên cứu khác.Chủng vi khuẩn và môi trường nuôi cấyChủng vi khuẩn: Vi khuẩn Acetobacterxylinum được phân lập và nuôi cấy tại phòngsạch Vi sinh – Động vật, Viện Nghiên cứuKhoa học và Ứng dụng - Trường Đại học Sư83Nguyễn Xuân ThànhTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆphạm Hà Nội 2. Môi trường nuôi cấy [3], [4],[6]: Môi trường chuẩn (MTC) gồm glucose(20 g), pepton (5 g), diamoni photphat (2,7 g),cao nấm men (5 g), axit citric (1,15 g), nướccất 2 lần (1000 ml); môi trường nước dừa già(MTD) gồm glucose (20 g), pepton (10 g),diamoni photphat (0,5 g), amoni sulfat (0,5g), nước dừa già (1000 ml); môi trường nướcvo gạo (MTG) gồm glucose (20 g), pepton(10 g), diamoni photphat (0,5 g), amoni sulfat(0,5 g), nước vo gạo (1000 ml).Chế tạo vật liệu M3NC nạp curcuminLên men thu M3NC từ 3 môi trường gồm cácbước: Chuẩn bị môi trường; hấp khử trùngmôi trường ở 113oC trong 15 phút; lấy môitrường ra khử trùng bằng tia UV trong 15phút rồi để nguội; bổ sung 10% dịch giống vàlắc cho giống phân bố đều trong dung dịch;chuyển dịch sang dụng cụ nuôi cấy theo kíchthước nghiên cứu, dùng gạc vô trùng bịtmiệng dụng cụ, đặt tĩnh trong 4 - 14 ngày ở28oC; thu vật liệu M3NC thô và xử lý tinhsạch M3NC trước khi nạp curcumin.Vật liệu M3NC nạp curcumin: M3NC tạo ratừ các môi trường nuôi cấy (M3NC-MTC,M3NC-MTD, M3NC-MTG) ở độ dày 0,5 và1 cm được xử lý tinh sạch trước khi cho nạpcurcumin (ở điều kiện: Nồng độ curcumin là1 mg/mL; thời gian nạp là 120 phút, nhiệt độhấp thụ 60oC và chế độ lắc 180 vòng/phút)thu được các vật liệu M3NC nạp curcumin(M3NC-MTC-Curcumin,M3NC-MTDCurcumin, M3NC-MTG-Curcumin) dùng đểđánh giá ...