Tổng hợp Nano Artesunate ứng dụng trong y sinh học
30
Phạm Thị Hồng Tân. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 14(2), 30-36
TỔNG HỢP NANO ARTESUNATE ỨNG DỤNG TRONG Y SINH HỌC
PHẠM THỊ HỒNG TÂN
Trường Cao đẳng Cộng đồng – Đồng Tháp
Email: [email protected]
(Ngày nhận: 01/11/2018; Ngày nhận lại: 12/12/2018; Ngày duyệt đăng: 10/04/2019)
TÓM TẮT
Trong bài báo này, hạt nano -cyclodextrin–alginate–artesunate đã được tổng hợp với kích
thước từ 20nm – 80nm, kích thước hạt khá đồng đều ứng dụng làm tăng khả năng dẫn truyền thuốc.
Đặc điểm hình thái và cấu trúc của hạt nano được xác định bằng SEM và TEM. Bằng phương pháp
sắc ký bản mỏng TLC, vị trí vết của mẫu chuẩn artesunate và mẫu thử nano -cyclodextrin–
alginate–artesunate ngang bằng nhau, chứng tỏ được sự có mặt của artesunate trong mẫu nano
tổng hợp được.
Từ khóa: -cyclodextrin; Alginate; Điều trị sốt rét; Hạt nano; Nano -cyclodextrin–alginate–
artesunate.
The application of nano artesunate mixture in biomedicine
ABSTRACT
In this paper, nano -cyclodextrin-alginate-artesunate nanoparticles ranging from 20nm to
80nm were synthesized, the fairly uniform diameters of particles were applied to enhance drug
delivery. Morphological and structural characteristics of nanoparticles were determined by SEM
and TEM. By TLC thin plate chromatography, the spot location of the artesunate standard
specimen equated with the nano β-cyclodextrin-alginate-artesunate testing specimen, indicating
that the presence of artesunate in the nanoparticle mixture.
Keywords: -cyclodextrin; Alginate; Malaria treatment; Nano -cyclodextrin-alginate-
artesunate; Nanoparticle.
(WHO, 2006).
Tình trạng KSTSR P. falciparum kháng
1. Tổng quan
Bệnh sốt rét (SR) là một bệnh truyền
nhiễm lây truyền từ người này sang người khác
sinh trùng sốt rét (KSTSR) gây bệnh ở người
gồm: Plasmodium falciparum, Plasmodium
vivax, Plasmodium malariae và Plasmodium
ovale, trong số đó P. falciparum và P. vivax là
2 loài thường gặp nhất. Ở Việt Nam có mặt cả
4 loài KSTSR, trong đó P. falciparum là loài
có tỷ lệ cao nhất 80-85%, sau đó đến P. vivax,
loài P. malariae và P. ovale chỉ một tỷ lệ nhỏ
thuốc nghiêm trọng trên thế giới và khu vực
Đông Nam Á là một khó khăn lớn cho việc lựa
chọn các thuốc điều trị sốt rét (T.N.Trung
và cộng sự, 2001). Ở Việt Nam P. falciparum
kháng cao với chloroquine, fansidar,
mefloquine và giảm đáp ứng với nhiều loại
thuốc chống sốt rét hiện dùng (Vũ Thị Phan,
Trịnh Kim Ảnh, Nguyễn Thị Như Mai, Nguyễn
Văn Kim, 1979). Do đó, các nhà khoa học vẫn
không ngừng nghiên cứu nhằm tìm ra các loại
Phạm Thị Hồng Tân. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 14(2), 30-36
31
thuốc sốt rét có hiệu quả điều trị tốt và
khắc phục tình trạng đa kháng thuốc của
P. falciparum là hết sức cần thiết.
hoạt chất artesunate (nhóm tác giả gồm Trần
Đại Lâm, Nguyễn Thị Thúy Nga, vũ Đinh
Hoàng và Trần Việt Hùng, 2006); nghiên cứu
và ứng dụng -cyclodextrin làm chất mang
thuốc ketoprofen (Trần Thị Hồng Ngân, 2010).
Với những triển vọng như vậy, trong bài
viết này tôi xin giới thiệu các kết quả thu
được qua việc nghiên cứu tổng hợp nano -
cyclodextrin-alginate-artesunate bằng phương
pháp khuấy từ. Kích thước hạt được xác định
bằng phân tích SEM và TEM.
Từ năm 1990, thuốc chống sốt rét
artemisinine và dẫn chất artesunate được tiến
hành thử nhiệm lâm sàng và chính thức đưa vào
sử dụng rộng rãi trong chương trình quốc gia
phòng chống sốt rét ở nước ta. Mặc dù, với liệu
trình 5 ngày hoặc 7 ngày, tỷ lệ khỏi bệnh do sốt
rét P. falciparum đến 80-90%, nhưng nhược
điểm lớn nhất của Artemisinine/Artesunate
đơn trị liệu là tỷ lệ tái phát sớm quá cao (35-
50%). Vì vậy, tổ chức y tế thế giới đề nghị
chuyển sang dùng phác đồ điều trị bệnh bằng
thuốc phối hợp dựa trên chất nền kết hợp với
gốc artemisinin hoặc dẫn xuất artesunate
(Triệu Nguyên Trung và cộng sự, 1995).
Artesunate là dẫn chất bán tổng hợp của
artemisinin, một sesquiterpen lacton được phân
lập từ cây Thanh cao hoa vàng (Artemisia
annua L.), họ Cúc (Asteracea). Artesunate là
muối natri của ester hemisuccinat của
dihydroartemisinin, tan tốt trong nước nhưng
không ổn định ở môi trường trung tính hoặc
môi trường acid nên phải pha thuốc ngay tại
chỗ và dùng ngay. Thuốc có tác dụng mạnh và
nhanh diệt thể phân liệt trong máu đối với
Plasmodium vivax và P. falciparum nhạy cảm
và kháng cloroquin (Dược thư quốc gia Việt
Nam, 2018).
Với sự phát triển mạnh mẽ của cách mạng
công nghiệp lần thứ 4, đã thúc đẩy sự phát triển
trong mọi lĩnh vực của toàn xã hội đặc biệt là y
sinh học. Các hạt nano có đặc tính sinh học có
thể dùng để hỗ trợ chẩn đoán bệnh, dẫn truyền
thuốc, làm tăng hiệu lực và sinh khả dụng của
những thuốc hòa tan kém (Feng SS, 2006). Gần
đây, cyclodextrin được phát hiện là một vật liệu
sinh học giúp làm tăng khả năng dẫn thuốc cho
các hạt nano. Chẳng hạn, nghiên cứu tổng hợp
nano bọt biển của cyclodextrin liên kết ngang
với nhóm carbonate cải thiện độ tan của
itraconazole (S. Swaminathan, 2007); nghiên
cứu sự phân hủy sinh học và quá trình giải
phóng thuốc in vitro từ chất mang chitosan gắn
2. Cơ sở lý thuyết
Cyclodextrin là những oligosaccharit
mạch vòng được tạo nên bởi các
glucopyranoza nối với nhau bằng liên kết -1,4-
glycoside. Cyclodextrin được sản xuất từ tinh
bột bằng phản ứng vòng hóa các chuỗi
glucopyranoza mạch thẳng nhờ enzyme
cyclodextrin glucozyltransferaza. Sản phẩm
thu được thường là hỗn hợp của ba loại
cyclodextrin chủ yếu là α-, β- và γ-cyclodextrin
với tỷ lệ phụ thuộc vào nguồn gốc enzyme và
thời gian phản ứng. Cấu trúc vòng của
cyclodextrin cho phép nó tạo phức bao dạng
khách thể - chủ thể với nhiều hợp chất hữu cơ.
Sự tạo phức bao này dẫn đến làm thay đổi tính
chất lý hóa của phân tử chất khách thể (M.
Lezcano, W. Ai-Soufi, M. Novo, E. Rodriguez-
Nunez, J. V. Tato, 2002). Nhờ đó, cyclodextrin
được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành
công nghiệp khác nhau, đặc biệt trong công
nghệ dược phẩm, cyclodextrin được dùng để
ổn định các hoạt chất, làm tăng khả năng hòa
tan và khả năng hấp thụ thuốc đồng thời làm
giảm tác dụng phụ của thuốc. Trong đó, dạng
β-cyclodextrin thường được chọn sử dụng
trong nghiên cứu dược phẩm vì ít làm rát hơn
so với dạng α-cyclodextrin sau khi tiêm bắp,
giảm sự rát của thuốc đối với dạ dày, ngăn cản
sự tương tác giữa thuốc – thuốc và thuốc – tá
dược (S. Munoz-Botella, B. D. Castillo, M. A.
Martyn, 1995).
Alginate là một polysaccharide không có
độc tính, dễ phân hủy sinh học. Alginate có
trong vách tế bào tảo nâu (Phacophycae) dưới
32
Phạm Thị Hồng Tân. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 14(2), 30-36
dạng muối calcium, magnesium hoặc sodium
của acid alginic. Alginate được phát hiện bởi
Edward Stanford vào năm 1883 và bắt đầu sản
xuất thương mại vào năm 1927. Alginate có
khả năng tan trong nước tạo thành dạng sệt.
Ngoài ra, alginate còn có tính chất keo nên
trong công nghệ bào chế thuốc, alginate được
dùng làm chất ổn định, nhũ tương hóa hay chất
tạo đặc cho dung dịch, làm vỏ bọc thuốc
(C. M. Silva, A. J. Ribeiro, I. V. Figueiredo,
A. R. Goncalves, F. Veiga, 2006).
Như vậy việc nghiên cứu kết hợp phức
-cyclodextrin- alginate dưới dạng hạt nano
làm chất mang thuốc artesunate sẽ tăng sinh
khả dụng của thuốc đồng thời nâng cao hiệu
quả điều trị bệnh.
-cyclodextrin:alginate (Trần Thị Hồng Ngân,
2010), chọn tỷ lệ tối ưu của -cyclodextrin:
alginate là 1:10 để tiến hành thí nghiệm điều
chế nano -cyclodextrin–alginate–artesunate.
Quy trình tổng hợp nano -cyclodextrin –
alginate–artesunate:
Nhỏ từ từ lượng không đổi dung dịch
artesunate (3 mg artesunate/mL pha với hỗn
hợp ethanol: nước tỉ lệ 1:1) vào dung dịch NaCl
(6,7mg NaCl/mL nước). Sau đó, cho hỗn hợp
trên vào dung dịch sodium alginate (6,0mg
alginate/mL nước), khuấy trên máy khuấy từ
60 phút (tốc độ 1200vòng/phút). Nhỏ tiếp dung
dịch -cyclodextrin (1,6mg -cyclodextrin
/mL nước) vào hỗn hợp trên, tiếp tục khuấy
thêm 90 phút (tốc độ 1200 vòng/phút), thu
được dung dịch có dạng gel, màu trắng. Mẫu
này được để yên qua đêm sau đó tiến hành tách
ly tâm và đông khô thu được sản phẩm nano
-cyclodextrin–alginate–artesunate.
3. Nguyên liệu và phương pháp
3.1. Nguyên liệu
Các hóa chất được sử dụng để tổng hợp
nano -cyclodextrin-alginate-artesunate gồm
-Cyclodextrin, artesunate, sodium alginate,
natri chloride, ethanol được mua của hãng
Merck và Aldrich.
Quang phổ hồng ngoại (IR) được đo trên
máy Equinox 55 IR - Bruker (Đức) tại Khoa
Hóa học, Trường Đại học Sư Phạm Thành phố
Hồ Chí Minh.
Lấy mẫu thu được đem phân tích SEM và
TEM.
Định tính artesunate trong mẫu nano
-cyclodextrin-alginate-artesunate thu được
bằng phương pháp sắc ký bản mỏng TLC
(Phan Anh Đào, 2011):
Chuẩn bị mẫu chạy sắc ký:
Hàm lượng artesunate có trong mẫu nano
-cyclodextrin-alginate-artesunate được xác
định bằng phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao
(HPLC Agilent 1100 series), đo tại Phòng
Công nghệ Hóa dược, Viện Công Nghệ Hóa
học Thành phố Hồ Chí Minh.
Kích thước và hình thái của các hạt
nano được phân tích bởi SEM (JEOL–JSM-
7401F, Field Emission Scanning Electron
Microscope) đo tại Viện Công Nghệ Hóa học
Thành phố Hồ Chí Minh và TEM (JEM-1400,
kính hiển vi Hitachi H8100 có thế gia tốc
200kV, nguồn phát electron LaB6, độ phân giải
0,14 nm, gửi mẫu phân tích tại Phòng thí
nghiệm TEM Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
- Mẫu dung dịch artesunate chuẩn: pha
dung dịch artesunate(1mg/mL) trong methanol
làm mẫu chuẩn.
- Dung dịch mẫu thử: pha dung dịch mẫu
thử bằng cách thêm 100mg mẫu nano
artesunate vào 5mL methanol. Sau đó lọc lấy
dịch chiết làm mẫu thử.
- Hệ dung môi giải ly là chloroform:
methanol = 5:0,4. Dung dịch acid hiện hình
(acid sunfuric 96%:ethanol với tỷ lệ 1:1)
So sánh các vết chấm của dung dịch mẫu
nano tổng hợp được với vết chấm của dung
dịch artesunate chuẩn.
4. Kết quả và thảo luận
4.1. Kích thước và hình thái của hạt nano
-cyclodextrin-alginate-artesunate
Sản phẩm nano -cyclodextrin–alginate–
artesunate thu được là chất xốp, nhẹ, màu trắng.
3.2. Phương pháp
Dựa vào kết quả khảo sát tỷ lệ
Phạm Thị Hồng Tân. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 14(2), 30-36
33
Kết quả đo SEM cho thấy -cyclodextrin
và alginate đều có kích thước micromet (m)
(Hình 2a, 2b) nhưng khi kết hợp với nhau thì tạo
thành sản phẩm có kích thước nanomet (nm).
Hạt nano -cyclodextrin–alginate thu được có
kích thước hạt 100 nm và kích thước của các hạt
nano thu được khá đồng đều (Hình 3a).
Kết quả đo SEM cho thấy hạt nano
-cyclodextrin–alginate–artesunate tổng hợp
được (hình 3b) cũng giống như các hạt nano
-cyclodextrin–alginate có kích thước hạt khá
đồng đều và kích thước hạt đo được là 80nm.
Hình 1. Sản phẩm nano -cyclodextrin–
alginate–artesunate
(a)
(b)
Hình 2. Ảnh SEM của -cyclodextrin (a) và alginate (b)
(a)
(b)
Hình 3. Ảnh SEM của nano -cyclodextrin-alginate (a) và nano -cyclodextrin-alginate-
artesunate (b)
Ảnh chụp TEM của mẫu nano -cyclodextrin-alginate cho thấy hạt có kích thước 100nm
(Hình 4a) và nano -cyclodextrin–alginate–artesunate tổng hợp được có kích thước 20nm
(Hình 4b).
34
Phạm Thị Hồng Tân. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 14(2), 30-36
(a)
(b)
Hình 4. Ảnh TEM của nano -cyclodextrin-alginate (a) và nano -cyclodextrin-alginate-
artesunate (b)
Như vậy, từ kết quả đo SEM và TEM cho thấy mẫu -cyclodextrin-alginate-artesunate tổng
hợp được có kích thước trong khoảng từ 20nm – 80nm, kích thước này phù hợp dùng trong y sinh
học (Dương Thị Ánh Tuyết, Võ Quốc Khương, Phan Huê Phương, Nguyễn Thị Phương Phong,
2011).
alginate-artesunate tổng hợp được có sự hiện
diện của artesunate.
So sánh với kết quả định tính nicotine
trong mẫu nano -cyclodextrin-alginate-
nicotine (Phan Anh Đào, 2011):
4.2. Kết quả định tính artesunate trong
nano -cyclodextrin-alginate-artesunate thu
được bằng phương pháp sắc ký bản mỏng
TLC
Hình 6. TLC của mẫu thử nano (1) và mẫu
nicotine chuẩn (2)
Hình 5. TLC của mẫu artesunate chuẩn (1)
và mẫu thử nano
Kết quả sắc ký bản mỏng của dung dịch
mẫu thử nano (1) (Hình 6) và dung dịch
nicotine chuẩn (2) (Hình 6) cho thấy vết của
dung dịch mẫu thử nano (1) xuất hiện ngang
bằng với vết của dung dịch mẫu nicotine chuẩn
(2) trên bản mỏng. Tác giả Phan Anh Đào đã
kết luận rằng trong mẫu nano -cyclodextrin–
Kết quả chạy sắc ký bản mỏng của dung
dịch artesunate chuẩn (1) (Hình 5) và mẫu dung
dịch nano -cyclodextrin-alginate-artesunate
tổng hợp được (nano) (Hình 5) cho thấy vị trí 2
vết ngang bằng nhau trên bản mỏng. Điều này
chứng tỏ rằng trong mẫu nano -cyclodextrin-
Phạm Thị Hồng Tân. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 14(2), 30-36
35
alginate–nicotine tổng hợp được có sự hiện
diện của nicotine.
Như vậy, qua kết quả sắc ký bản mỏng
mẫu nano -cyclodextrin-alginate-artesunate
chứng tỏ có sự hiện diện của artesunate trong
mẫu nano tổng hợp được.
(được đo bằng SEM và TEM). Tác giả cũng
chứng minh được sự có mặt của artesunate
trong mẫu nano -cyclodextrin–alginate–
artesunate tổng hợp được bằng phương pháp
sắc ký bản mỏng TLC.
Hướng nghiên cứu tiếp theo là cần xác
định tỷ lệ thu nạp artesunate trong mẫu nano
-cyclodextrin–alginate–artesunate, khảo sát
độ tan và khả năng phóng thích thuốc của nano
-cyclodextrin–alginate–artesunate ở các môi
trường pH thích hợp
5. Kết luận
Kết quả đạt được sau thí nghiệm đã thu
được hạt nano mới -cyclodextrin–alginate–
artesunate với kích thước hạt nano từ 20nm -
80nm và kích thước hạt tương đối đồng đều
Tài liệu tham khảo
A. M. D. Silveira, G. Ponchel, F. Puisieux, & D. Duchene (1998). Combined poly
(isobutylcyanoacrylate) and cyclodextrins nanoparticles for enhancing the encapsulation of
lipophilic drugs. Pharmaceutical Research, 15(7).
A. Wongmekiat, S. Yoshimatsu, Y. Tozuka, K. Moribe, & K. Yamamoto (2006). Investigation of
Drug Nanoparticle Formation by Co-grinding with Cyclodextrins: Studies for Indomethacin,
Furosemide and Naproxen. Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, 56,
29-32.
C. M. Silva, A. J. Ribeiro, I. V. Figueiredo, A. R. Goncalves, & F. Veiga (2006). Alginate
microspheres prepared by internal gelation: Development and effect on insulin stability.
International Journal of Pharmaceutics, 311, 1-10.
Dược thư quốc gia Việt Nam (2018), Công ty TNHH một thành viên Nhà xuất bản Y học,
214-215.
Feng SS (2006). New-concept chemotherapy by nanoparticles of biodegradable polymers - where
are we now? Nanomedicine, 1(3), 297-309.
M. Lezcano, W. Ai-Soufi, M. Novo, E. Rodriguez-Nunez, & J. V. Tato (2002). Complexation of
several benzimidazole-type fungicides with alpha and beta-cyclodextrins. J Agric Food
Chem, 50, 108-12.
S. Munoz-Botella, B. D. Castillo, & M. A. Martyn (1995), Cyclodetrin properties and applications
of inclusion complex formation. Ars Pharm, 36, 187-198.
Phan Anh Đào (2011). Nghiên cứu tổng hợp nano -cyclodextrin-alginate-nicotine. Luận văn Thạc
sĩ Hóa hoc, Trường Đại học Cần Thơ, 26-28, 59-60.
Trần Đại Lâm, Nguyễn Thị Thúy Nga, Vũ Đinh Hoàng, & Trần Việt Hùng (2006). Nghiên cứu sự
phân hủy sinh học và quá trình giải phóng thuốc in vitro từ chất mang nano chitosan gắn hoạt
chất artesunate. Tạp chí Phân tích hóa lý và sinh học, 11(1).
Trần Thị Hồng Ngân (2010). Nghiên cứu và ứng dụng -cyclodextrin làm chất mang thuốc
ketoprofen. Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường Đại học Cần Thơ, 6-8.
36
Phạm Thị Hồng Tân. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 14(2), 30-36
Vũ Thị Phan, Trịnh Kim Ảnh, Nguyễn Thị Như Mai, & Nguyễn Văn Kim (1979). P.falciparum
kháng chloroquine và biện pháp giải quyết ở Việt nam. Kỷ yếu công trình NCKH Viện Sốt
rét-KST-CT, 5-15.
Dương Thị Ánh Tuyết, Võ Quốc Khương, Phan Huê Phương, & Nguyễn Thị Phương Phong
(2011). Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano chitosan làm chất hấp phụ protein ứng dụng trong
dẫn truyền thuốc. Tạp chí phát triển KH&CN, 14(6), 54-61.
Triệu Nguyên Trung, Nguyễn Ngọc San & CS (1995). Hiệu lực Artemisinine và Artesunate trong
điều trị sốt rét do P.falciparum tại khu vực miền Trung-Tây Nguyên. KYCTNCKH Viện Sốt
rét KST-CT TƯ, 1991-1996, 122-131.
T.N.Trung, H.H.Quang, David T.M.E et al. (2001). Treatment of falciparum malaria in
Vietnamese children: the need for combination therapy and optimised dosage regimes. Anals.
of paediatrics tropical medicine, University of Western Australia, p 2-7.
WHO (2006). Falciparum malaria treatment. WHO guidelines of treatment for malaria, 26-146.
7 trang
15/01/2024
8300
Free
Bạn đang xem tài liệu "Tổng hợp Nano Artesunate ứng dụng trong y sinh học", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- tong_hop_nano_artesunate_ung_dung_trong_y_sinh_hoc.pdf
