Khóa luận tốt nghiệp ngành Dược học: Xây dựng mô hình toán học dự đoán khả năng thẩm thấu qua da dựa trên cấu trúc phân tử

Chia sẻ: Chuheo Dethuong25 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

Thêm vào BST

Báo xấu

57
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khóa luận được nghiên cứu với mục tiêu nhằm xây dựng mô hình QSAR nhằm dự đoán khả năng thẩm thấu qua da thông qua của các hợp chất. Phân tích và đánh giá mô hình tìm được theo 5 tiêu chí của tố chức Hợp tác và Phát triền Kinh tế thế giới (OECD).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp ngành Dược học: Xây dựng mô hình toán học dự đoán khả năng thẩm thấu qua da dựa trên cấu trúc phân tử

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y DƢỢC Người thực hiện: ĐỖ TRẦN LONG XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC DỰ ĐOÁN KHẢ NĂNG THẨM THẤU QUA DA DỰA TRÊN CẤU TRÚC PHÂN TỬ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC Khóa: QH.2013.Y Người hướng dẫn: TS. LÊ THỊ THU HƢỜNG Hà Nội - 2018
LỜI CẢM ƠN U Lời đầu tiên, em xin được gửi lời cảm ơn tới Ban giám đốc Đại học VN Quốc Gia Hà Nội, các phòng ban đã cho phép em được thực hiện khóa luận tốt nghiệp. y, Em xin được cảm ơn các thầy giáo, cô giáo khoa Y Dược Đại học Quốc c ma Gia Hà Nội đã truyền đạt cho em những kiến thức, kĩ năng để trở thành một dược sĩ. r Bằng cả tấm lòng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Lê Thị ha Thu Hƣờng (Bộ môn Dược liệu – Khoa Y dược Đại học Quốc Gia Hà Nội), dP người đã dìu dắt em vào con đường nghiên cứu khoa học; đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt kinh nghiệm nghiên cứu, kinh nghiệm sống cho em; đã không quản an ngại khó khăn, dồn tâm huyết, sức lực để tôi luyện, rèn giũa cho em kĩ năng và đạo đức nghiên cứu dù em còn nhiều thiếu sót, nhiều lần vấp ngã. Cô là ne tấm gương sáng cho thế hệ học trò chúng em học tập. ici Cuối cùng, con xin cảm ơn bố mẹ đã sinh thành, nuôi dạy con nên người; cảm ơn mẹ đáng kính đã luôn bên con, ủng hộ con; cảm ơn chị gái và ed bạn bè đã luôn dõi theo em trên mỗi chặng đường. M Em xin chân thành cảm ơn! of Hà Nội, ngày 9 tháng 5 năm 2018 ol Sinh Viên ho Sc Đỗ Trần Long t@ gh p yri Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
U DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT VN Tên viết tắt Tên Tiếng Anh Tên Tiếng Việt y, Neural Mạng nơ-ron nhân tạo c ANN Artificial ma Networks CSDL Cơ sở dữ liệu r ha IVRT In vitro release testing Thử nghiệm giải phóng thuốc in vitro dP Kow Hệ số phân chia octanol- nước Kp an Hệ số thẩm thấu qua da ne LSEs Living skin equivalent Mô hình tương đương ici models với da người sống Linear Phương pháp hồi quy ed MLR Multiple Regression tuyến tính đa biến M OD Outside diameter Đường kính ngoài of PCA Principal Component Phân tích thành phần ol Analysis chính ho PDMS Polydimethylsiloxan Q Sc Q2 Hệ số tương quan chéo t@ Q2ext Hệ số xác định cho tập kiểm tra gh QSAR Quantitative Structure – Tương quan định lượng yri Activity Relationship cấu trúc – tác dụng p R2 Hệ số xác định Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
Te Test set Tập kiểm tra U Tr Training set Tập huấn luyện VN TSPT Tham số phân tử c y, r ma ha dP an ne ici M ed of ol ho Sc t@ gh p yri Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
DANH MỤC HÌNH VẼ U VN Hình 1.1. Thiết bị Franz và chi tiết các bộ phận ............................................... 2 Hình 1.2. Cấu tạo gồm hai phần chính của thiết bị Franz................................. 3 y, Hình 2.1. Các bước xây dựng mô hình QSAR ............................................... 20 c ma Hình 3.1. Miền ứng dụng của mô hình QSAR đối với các chất ..................... 26 r ha dP an ne ici M ed of ol ho Sc t@ gh p yri Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
DANH MỤC BẢNG U VN Bảng 1.1. Thuật toán tính hệ số thấm (Kp) được công bố bởi Flynn (1990) .. 10 Bảng 1.2. Các nghiên cứu về khả năng thẩm thấu qua da của các hợp chất y, được công bố sau 1990.................................................................................... 11 c ma Bảng 2.1. Giá trị log Kp các hợp chất xây dựng mô hình QSAR ................... 18 Bảng 3.1. Thông số thống kê của các mô hình QSAR log Kp ........................ 24 r ha dP an ne ici M ed of ol ho Sc t@ gh p yri Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
MỤC LỤC U VN DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ y, DANH MỤC BẢNG c ma ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN.......................................................................... 2 r ha 1.1. Thiết bị Franz .......................................................................................... 2 1.1.1. Vai trò của thiết bị Franz trong thí nghiệm đo khả năng thẩm thấu dP qua da.......................................................................................................... 2 1.1.2. Cấu tạo của thiết bị Franz ................................................................ 3 an 1.1.3. Cách hoạt động của thiết bị Franz ................................................... 4 1.2. Tính thấm qua da..................................................................................... 4 ne 1.2.1. Khó khăn khi nghiên cứu khả năng thẩm thấu qua da ..................... 4 ici 1.2.2. Các phương pháp đánh giá khả năng thẩm thấu của các chất hóa ed học qua da ................................................................................................... 5 1.2.3. Mối quan hệ định lượng cấu trúc-tác dụng (QSAR) và khả năng M thẩm thấu qua da ........................................................................................ 7 of 1.2.4. Quá trình phát triển của QSAR trong nghiên cứu tính thấm qua da...... 8 1.3. Tổng quan về mối quan hệ định lượng cấu trúc-tác dụng của hợp chất ol (QSAR) ........................................................................................................ 11 ho 1.3.1. Khái niệm và nguyên lý chung của QSAR ...................................... 11 1.3.2. Xây dựng và đánh giá mô hình QSAR ........................................... 13 Sc CHƢƠNG 2 - NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 18 t@ 2.1. Nguyên liệu ........................................................................................... 18 2.1.1. Cơ sở dữ liệu ................................................................................... 18 gh 2.1.2. Phần mềm sử dụng .......................................................................... 19 2.2. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................... 19 yri 2.2.1 Tính toán tham số mô tả phân tử ..................................................... 19 p 2.2.2. Phân chia tập huấn luyện / Tập kiểm tra........................................ 20 Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
2.2.3. Xây dựng mô hình QSAR ................................................................ 20 U 2.2.4. Đánh giá mô hình ........................................................................... 22 VN CHƢƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................................ 23 3.1. Kết quả ................................................................................................. 23 y, 3.1.1. Mô hình toán học thu được ............................................................. 23 c ma 3.1.2. Đánh giá mô hình ........................................................................... 24 3.1.3. Đánh giá mô hình theo 5 tiêu chí của OECD ................................. 25 r 3.2. Bàn luận .............................................................................................. 27 ha 3.2.1. Về phương pháp .............................................................................. 27 dP 3.2.2. Về kết quả của thu được.................................................................. 28 3.2.3. So sánh với các mô hình khác trên thế giới .................................... 30 an KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 31 ne TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 32 ici M ed of ol ho Sc t@ gh p yri Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ĐẶT VẤN ĐỀ U Da là cơ quan có diện tích lớn nhất của cơ thể con người (bao phủ 1,5- VN 2 2,3m diện tích bề mặt và chiếm khoảng 16% trọng lượng cơ thể). Nó có cấu tạo phức tạp nhiều lớp, bao gồm: biểu bì, bì và lớp mỡ dưới da cùng các thành y, phần phụ (lông, móng, tuyến bã, tuyến mồ hôi) hình thành hệ da. Da người c đóng vai trò như một lớp bảo vệ cơ thể khỏi môi trường xung quanh, với chức ma năng chính là điều chỉnh sự xâm nhập của các chất lạ vào cơ thể. Vai trò là một hàng rào bảo vệ này của da đã thu hút sự quan tâm rất lớn trong giới khoa r học vì thông qua đó, các nhà khoa học có thể phát triển nhiều nghiên cứu có ha tính ứng dụng cao [14]. dP Khả năng thẩm thấu của các hợp chất qua da đã được khai thác từ khá lâu trước đây, ví dụ như phát triển thuốc bôi ngoài da, miếng dán ngoài da.... an Ngoài ra, tính thấm qua da cũng dự đoán các độc tính có thể có của hoá chất hay mỹ phẩm tiếp xúc với da người. Để hỗ trợ cho việc phát triển các thuốc ne dùng ngoài da cũng như nghiên cứu độc chất và mỹ phẩm, nhiều mô hình da ici người đã được đề xuất, trong đó mô hình thiết bị Franz được sử dụng phổ biến nhất. ed Tuy nhiên mô hình này triển khai không đơn giản, đòi hỏi tốn kém thời M gian và chi phí cũng như hoá chất máy móc. Do đó từ hơn một thập kỷ qua, giới khoa học sử dụng công cụ tính toán để dự đoán độ hấp thu qua da của of hoá chất. Một trong các cách tiếp cận được khai thác nhiều là sử dụng mô ol hình liên quan định lượng giữa cấu trúc hoá học với độ thẩm thấu qua da. Các ho mô hình toán học biểu diễn quan hệ định lượng cấu trúc-tác dụng QSAR (Quantitative structure-activity relationship) là giải pháp ứng dụng hiệu quả Sc để giải quyết vấn đề này. Qua đó, mục tiêu chung của nghiên cứu này là “Xây dựng mô hình toán học dự đoán khả năng thẩm thấu qua da dựa trên cấu trúc t@ phân tử”. Với mục tiêu cụ thể: 1. Xây dựng mô hình QSAR nhằm dự đoán khả năng thẩm thấu qua da gh thông qua của các hợp chất. yri 2. Phân tích và đánh giá mô hình tìm được theo 5 tiêu chí của tố chức Hợp tác và Phát triền Kinh tế thế giới (OECD). p Co 1 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN U VN 1.1. Thiết bị Franz 1.1.1. Vai trò của thiết bị Franz trong thí nghiệm đo khả năng thẩm thấu y, qua da c Thử nghiệm đo lường sự giải phóng thuốc từ một dạng thuốc được cho ma là điều cơ bản để phát triển các sản phẩm thuốc. Xác định cụ thể kỹ thuật được sử dụng bởi chính dạng liều lượng và đường phân phối mong muốn của r ha thuốc. Đối với các dạng thuốc rắn, thử nghiệm về độ tan của thuốc đã được sử dụng trong 50 năm qua. Gần đây, đối với sản phẩm thuốc bán rắn, thử nghiệm dP giải phóng thuốc in vitro (IVRT) là một phương tiện để đánh giá tính giải phóng của thuốc. Tỷ lệ giải phóng in vitro có thể phản ánh hiệu quả kết hợp an của một số thông số vật lý và hóa học, bao gồm độ hòa tan và kích thước hạt và các đặc tính lưu biến của dạng liều [18]. ne Phương pháp IVRT phổ biến nhất sử dụng thiết kế buồng mở như hệ ici thống thiết bị khuếch tán Franz và có thể được sử dụng với màng tổng hợp, ed cấu trúc mô hoặc mẫu sinh học, chẳng hạn như da người [18]. M of ol ho Sc t@ gh p yri Hình 1.1. Thiết bị Franz và chi tiết các bộ phận Co 2 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1.1.2. Cấu tạo của thiết bị Franz U Thiết bị Franz là các thiết bị giải phóng riêng biệt được làm từ hai phần VN thủy tinh borosilicate. Phần trên có thể được gọi là nắp thiết bị, đỉnh của thiết bị, buồng cấp, hoặc khoang cấp. Phần dưới thường được gọi là phần thân của y, thiết bị, hay còn được gọi là buồng thụ thể. c r ma ha dP an ne ici Hình 1.2. Cấu tạo gồm hai phần chính của thiết bị Franz ed Buồng trên hay buồng cấp được nối với buồng dưới hay còn là buồng thụ thể bằng một khớp. Màng ngăn qua đó thẩm thấu hoặc vận chuyển chất M được đặt ở giữa khớp và giữ bằng một chiếc kẹp. of Các thiết bị có vỏ bọc có thể được nối với nguồn nước để kiểm soát nhiệt độ. Các thiết bị không có vỏ bọc có thể được đặt trong máy sấy khô, bồn ol nước hoặc môi trường được kiểm soát nhiệt độ nếu cần. Mặc dù các thiết bị ho có vỏ đắt hơn nhưng lại được sử dụng phổ biến hơn bởi vì chúng có thể dễ Sc dàng kiểm soát nhiệt độ. Các thiết bị Franz thường sử dụng các máy khuấy V-Series. Nhưng nếu t@ chỉ sử dụng một thiết bị Franz đơn lẻ trong thí nghiệm in vitro thì cũng có thể sử dụng máy khuấy thí nghiệm thông thường. gh Tay lấy mẫu, ống dẫn, ống thoát nước nóng, và lưu lượng được tùy chỉnh của các thiết bị Franz tiêu chuẩn được làm từ ống OD 6mm có độ dày yri thành 1,0mm. Dung sai của ống được nhà sản xuất ống đưa ra, đường kính p bên trong của ống là khoảng 4mm. Các xi lanh với có kích thước kim tiêm Co 3 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
OD 2mm có thể dễ dàng được sử dụng để lấy mẫu thiết bị Franz. Lượng lấy U mẫu tiêu chuẩn của thiết bị Franz hiện chưa có quy chuẩn rõ ràng nên được VN lấy một lượng càng nhỏ càng tốt [14]. 1.1.3. Cách hoạt động của thiết bị Franz y, Các sản phẩm được thử nghiệm được đặt ở buồng cấp. Màng ngăn tách c ma buồng cấp chứa mẫu thử nghiệm với buồng thụ thể chứa đầy các chất trung gian. Muối Phosphate Buffered Saline (PBS) thường được lựa chọn đầu tiên r làm chất trung gian, mặc dù nó có thể không khả thi khi sử dụng trong một số ha trường hợp [18]. Sự thẩm thấu của thuốc bán rắn qua màng được theo dõi dP bằng cách lấy mẫu từ buồng thụ thể theo thời gian và kiểm tra. Tại các thời điểm xác định trước, một lượng chất trung gian được lấy ra từ buồng thụ thể an để phân tích, thường là bằng HPLC. Chất trung gian sẽ được bù vào với mỗi lần lấy mẫu như vậy. Buồng dưới chứa chất lỏng từ đó các mẫu được lấy theo ne các khoảng thời gian đều đặn để phân tích. Thử nghiệm này nhằm xác định lượng thẩm thấu qua màng tại mỗi thời điểm. Buồng được duy trì ở nhiệt độ ici không đổi 37oC. Tùy thuộc vào phương tiện, khả năng thấm của từng chất ed nhất định được xác định thông qua phân tích thiết bị Franz có thể thay đổi đáng kể (có lẽ từ 10 đến 50 lần). Kết quả thử nghiệm trên thiết bị Franz không M nhất thiết phải dự đoán hiệu quả của một cấu trúc; mà có thể là xác định liệu of cấu trúc đó có tác nhân hoạt động qua da hay không [24]. ol 1.2. Tính thấm qua da ho 1.2.1. Khó khăn khi nghiên cứu khả năng thẩm thấu qua da Sc Rào cản chính đối với khả năng thẩm thấu qua da là lớp sừng, và sự xâm nhập của một hợp chất được xác định chủ yếu bởi cấu trúc hóa học của t@ nó. Ngoài ra có nhiều yếu tố khác đóng vai trò trong việc ảnh hưởng đến sự thẩm thấu qua da bao gồm (i) cách sử dụng hoặc tiếp xúc với các hợp chất trên bề mặt da, (ii) các cách thức làm thay đổi tính chất rào cản của tầng lớp gh sừng, (iii) quy trình xảy ra trong các mô, (iv) các yếu tố sinh học. Lớp sừng yri nằm trên bề mặt ngoài của da, là một lớp tế bào chết chứa đầy keratin được bao quanh bởi một hệ thống ngoại bào giàu lipid. Trong cơ thể người, nó bao p Co gồm 10 và 25 lớp tế bào chết, kéo dài, các tế bào sừng ở trong một hệ thống 4 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
lipid kép. Lớp sừng chỉ dày 7–16 µm ở hầu hết các vùng của cơ thể nhưng U dày 400–600 µm ở lòng bàn tay và bàn chân. Tầng lớp sừng bao gồm 40% VN protein trong đó 80% là keratin. Chủng loại và lượng lipid có trong lớp sừng phụ thuộc vào từng vùng của cơ thể có thể làm ảnh hưởng lớn đến tính thấm y, qua da [13]. c Nhiều nỗ lực đã được thực hiện để phát triển các phương pháp tiếp cận ma thực nghiệm đo lường sự hấp thu qua da. Hầu hết các dữ liệu hiện nay đã thu được bằng các thí nghiệm in vitro, trong khi dữ liệu in vivo thu được bằng các r ha xét nghiệm sinh học .Về tỷ lệ chuyển hóa qua da của các loại thuốc khác nhau thì thường được nghiên cứu nhiều nhất bằng cách tiến hành các thí nghiệm dP trong in vitro, đơn giản hơn nhiều so với các phép đo trên lâm sàng. Mức độ thẩm thấu có thể được đo bằng : i. an Sự chuyển hóa thuốc trong động vật hoặc người thử nghiệm. ne ii. Sử dụng da được cắt bỏ từ người hoặc động vật. iii. Sử dụng mô hình màng tổng hợp trong thí nghiệm in vitro. ici Da người có từ nhiều nguồn khác nhau như từ phẫu thuật thẩm mỹ và ed phẩu thuật cắt bớt, đã được sử dụng trong thí nghiệm in vitro. Da từ các loài M động vật bao gồm lợn, chuột, lợn, rắn, thỏ và các loài khác được lựa chọn thay thế phù hợp cho da người. Trong số các loại, da của lợn và chuột thường of được sử dụng phổ biến nhất vì có nhiều điểm chung với da người. Mặc dù da động vật cho thấy sự thẩm thấu các hóa chất trong nghiên cứu rất tốt, nhưng ol nó không có sự phức tạp như lớp sừng ở da người. ho 1.2.2. Các phương pháp đánh giá khả năng thẩm thấu của các chất hóa Sc học qua da t@ Các phương pháp ex vivo và in vitro để thử nghiệm tính thẩm thấu của da được thiết lập và công bố rộng rãi [2, 3]. Chúng được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu. Da người từ nhiều nguồn khác nhau, bao gh gồm phẫu thuật thẩm mỹ và phẩu thuật cắt bỏ đã được sử dụng để đánh giá ex yri vivo về khả năng thẩm thấu qua da [2, 3, 8]. Việc sử dụng các loại da động vật khác nhau cũng là một thành phần được chấp nhận phổ biến trong các nghiên p Co cứu thẩm thấu qua da trong thí nghiệm in vitro. Da từ các loài động vật bao 5 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
gồm lợn, chuột, khỉ, rắn và những loài khác đã được coi như là một sự thay U thế thích hợp cho da người [1, 4]. Trong đó, da từ lợn và chuột thường được VN sử dụng rộng rãi nhất, vì chúng có các rào cản tương tự để thẩm thấu các phân tử gần giống với da người [1, 4, 17]. y, Mặc dù da động vật có thể cung cấp các đặc tính rào cản và tạo ra các c đặc điểm thẩm thấu tương tự như da người, nhưng chúng không thể mang đầy ma đủ tính chất phức tạp của da người nói chung, và đặc tính rào cản của lớp sừng nói riêng. Vì vậy, một số nhà nghiên cứu đã nỗ lực phát triển da nhân r ha tạo có đặc điểm tương đương với da người để giảm bớt các vấn đề như vậy. Một số loại da nhân tạo đã được sử dụng thành công trong cấy ghép da và dP trong điều trị phẫu thuật bỏng [21]. Da nhân tạo có các vùng ưa nước và kỵ nước và do đó mang đầy đủ các đặc điểm của lớp sừng trên da người. an Các mô hình tương đương với da người (LSEs) cũng được sử dụng để đánh giá khả năng thẩm thấu qua da. Chúng bao gồm các màng da như: biểu ne bì tái tạo được phát triển trong nuôi cấy mô và được sử dụng làm phương ici pháp thay thế cho các mô động vật. Nói chung, các mô này yếu hơn và có ít ed hơn đáng kể các rào cản như ở da người khi chúng được xây dựng với hàm lượng Ceramide 1 và 3 thấp hơn bình thường ở da người. Một số nhà nghiên M cứu đã chỉ ra rằng chúng có thể cung cấp các đặc điểm thẩm thấu tương tự cho da người nhưng trong nhiều trường hợp, chúng vượt quá mức ước lượng of thấm qua da [10, 11, 22, 28]. ol Khi không có da người hoặc da động vật, hoặc khi thực hiện thí nghiệm ho với một số lượng lớn, đặc biệt là đối với các thí nghiệm sàng lọc, màng tổng Sc hợp thường được sử dụng thay thế. Các màng nhân tạo hay được sử dụng nhất là polydimethylsiloxan (PDMS) và cellulose axetat. Màng PDMS là rào cản đồng nhất đã được chứng minh giống với các đặc tính rào cản của lớp sừng và t@ đã sử dụng phổ biến trong các thí nghiệm [5, 36]. Màng cellulose acetate cũng được sử dụng tương tự trong các thí nghiệm để mô phỏng tính thẩm thấu của gh tế bào. Cấu trúc xốp của nó được so sánh như các đường nước và nang trong yri da mà qua đó các phân tử có thể thẩm thấu [7]. Tuy nhiên, các màng này đã được chứng minh thường làm tăng đáng kể khả năng thẩm thấu của các chất p nên việc sử dụng chúng đã bị giới hạn. Có rất nhiều các cách thức thử nghiệm Co 6 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
tính rào cản để xác định khả năng thẩm thấu qua da. Để đánh giá mối quan hệ U giữa các phương pháp khác nhau, khả năng thẩm thấu tương đối thông qua VN các màng của cùng một hợp chất sẽ được so sánh. Trong thực tế, có ít dữ liệu so sánh cho mục đích này tồn tại. Để phá vỡ vấn đề này, mối quan hệ định y, lượng giữa cấu trúc-tác dụng dựa trên các dữ liệu có thể được mang ra so c sánh. Các mối quan hệ định lượng cấu trúc-tác dụng (QSARs) thống kê khả ma năng thẩm thấu qua da của một loạt các hóa chất ngoại sinh với các thông số hóa lý đã biết khi được xác định bằng thực nghiệm. Tuy nhiên, có một số r phản đối do những hạn chế của việc phát triển mô hình thống kê, một số ha thống kê khi xây dựng cần được cân nhắc [25]. dP 1.2.3. Mối quan hệ định lượng cấu trúc-tác dụng (QSAR) và khả năng thẩm thấu qua da an Mô hình QSAR thống kê sự liên hệ giữa hoạt tính sinh học của một loạt ne các hợp chất với tính chất hóa lý và hoặc cấu trúc của chúng [20]. Như vậy, nó cung cấp các mô hình tiên đoán để ước tính hoạt động sinh học được ici nghiên cứu. Trải dài hơn một thế kỷ, phần lớn công việc trong lĩnh vực này đã ed tập trung chủ yếu vào việc tối ưu hóa hoạt động của thuốc và dự đoán độc tính. Với mục đích của luận văn này để nghiên cứu dự đoán khả năng thẩm M thấu qua da của các chất [25]. of Khả năng thẩm thấu của một hợp chất qua da được xác định bằng nhiều phương pháp. Trong đó, đầu tiên có định luật Fick bao gồm lưu lượng và hệ ol số thấm như sau [25]: ho Sc J: Lưu lượng thẩm thấu t@ Dm: Hệ số khuyếch tán gh Kp: Hệ số thẩm thấu yri ∆Cm: Chênh lệch nồng độ giữa 2 bên của màng t: Độ dày của màng p Co 7 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1.2.4. Quá trình phát triển của QSAR trong nghiên cứu tính thấm qua da. U  Trước 1990: VN Những nghiên cứu liên quan đến tính thấm của các hợp chất qua da đối với tính chất hóa lý của chúng đã được thực hiện trong ít nhất ba mươi năm. y, Tuy nhiên, đặc biệt trong các nghiên cứu trước đây, hiếm khi các mô hình dự c báo định lượng (tức là QSPR) được thực hiện. Phần lớn các nghiên cứu dựa ma trên việc phân tích các chuỗi phân tử tương đồng hoặc có liên quan chặt chẽ. r Thông thường chỉ có một số lượng nhỏ các hợp chất được đánh giá. Nhiều ha nghiên cứu trong số này cho thấy mối quan hệ tuyến tính với khả năng kỵ dP nước, tức là tăng tính kỵ nước có liên quan đến việc tăng cường độ thẩm thấu của da [31, 32]. Một số nghiên cứu thì cho thấy mối quan hệ dạng parabol của độ thẩm thấu qua da với tính kỵ nước, đặc biệt là khi lựa chọn các hợp chất an bao gồm những chất có tính kỵ nước cao [32]. Qua những nghiên cứu này, cho thấy rằng có thể áp dụng được các mô hình QSAR cho độ thẩm thấu qua ne da, mỗi mô hình được thiết lập riêng cho một nhóm chất hóa học cụ thể, hoặc ici một loạt các hợp chất. ed  Tập dữ liệu Flynn (1990) và các phân tích QSAR sau đó: M Nỗ lực để phát triển cách tiếp cận mô hình QSAR toàn diện hơn và phổ biến hơn về dự đoán khả năng thẩm thấu qua da được tạo điều kiện thuận lợi of nhờ công bố bởi Flynn vào năm 1990 của 97 hệ số thấm cho 95 hợp chất bằng thí nghiệm in vitro qua da người. Nó cung cấp một cơ sở dữ liệu lớn đầu tiên ol và là lớn nhất cho đến gần đây. Tại thời điểm này, cần lưu ý rằng trong khi ho các dữ liệu này được đo bằng cách sử dụng da người trong thí nghiệm in Sc vitro, kho dữ liệu này được biên tập từ 15 nguồn tài liệu khác nhau. Do đó, không thể tránh khỏi rằng những dữ liệu này chứa rủi ro sai lệch giữa các thử t@ nghiệm là cao, do sự biến đổi giữa các phòng thí nghiệm, đặc biệt là sự biến đổi phát sinh từ việc sử dụng da từ các nguồn khác nhau và vị trí của phần da gh đó trên cơ thể. Về phát triển QSAR cho dự đoán tính thấm của da, cơ sở dữ liệu của Flynn là một mốc quan trọng [25]. yri Trong nghiên cứu ban đầu của Flynn (1990) một số thuật toán để dự p đoán khả năng thẩm thấu qua da được đề xuất [6]. Cách tiếp cận được thực Co 8 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
hiện dựa trên nguyên lý tính thấm của da phần lớn do chức năng phân vùng U giữa các lớp nước và không chứa nước, và do đó nó có thể được mô tả bởi hệ VN số phân chia octanol-nước (Kow) và cũng bị ảnh hưởng bởi kích thước phân tử. Flynn đã trình bày một cách tiếp cận đơn giản với các thuật toán cho y, những hợp chất có trọng lượng phân tử thấp và cao. Các thuật toán chỉ đơn c giản chỉ ra rằng các hợp chất rất ưa nước và kỵ nước có độ thẩm thấu da thấp ma và cao tương ứng, và log Kow khác nhau phụ thuộc vào mô hình QSAR có thể được sử dụng để dự đoán tính thấm của da đối với các hợp chất có trọng r lượng phân tử cao và thấp. Không có biện pháp thống kê phù hợp nào được ha cung cấp tại thời điểm này [6, 25]. dP an ne ici M ed of ol ho Sc t@ gh p yri Co 9 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
Bảng 1.1. Thuật toán tính hệ số thấm (Kp) được công bố bởi Flynn (1990) U Các hợp chất có trọng Các hợp chất có trọng VN lượng phân tử thấp lượng phân tử cao (>150 ( 3 Log Kp = -0,5 dP Log Kow > 3,5 Log Kp = -1,5 an Các dữ liệu được công bố bởi Flynn (1990) đã được phân tích sau đó bởi rất nhiều nhà nghiên cứu được trình bày trong bảng 1.2 [6, 25, 27]. Potts ne and Guy (1992) đã chứng minh việc sử dụng log Kow kết hợp với trọng lượng ici phân tử (MW) hoặc thể tích phân tử để dự đoán độ thấm của da và so sánh với Flynn (1990). Đối với 93 hợp chất, công thức sau được công bố [25, 27]: ed Log Kp = 0.71 log Kow – 0.0061 MW – 6.3 M (n = 93; r2 = 0.67; s : không công bố; F : không công bố) of Trong đó: ol n là số quan sát ho r là hệ số tương quan Sc s là sai số chuẩn của ước tính F là số liệu thống kê của Fisher t@ gh p yri Co 10 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
Bảng 1.2. Các nghiên cứu về khả năng thẩm thấu qua da của các hợp chất U được công bố sau 1990 VN Tên tác giả Số chất R2 Mô hình Potts và Guy 93 0,67 Tuyến tính y, Pugh và Hadgraft 24 0,935 Tuyến tính c Lien và Gao 22 0,96 Tuyến tính ma Barratt 60 0,90 Tuyến tính r Potts và Guy 37 0,94 Tuyến tính ha Abraham 46 0,96 Tuyến tính dP Hostynek and Magee 20 0,80 Tuyến tính Roy và cộng sự 60 0,64 Tuyến tính Abraham và cộng sự 53 0,96 Tuyến tính an Gute và cộng sự 60 0,67 Tuyến tính ne Minghetti và cộng sự 14 0,749 Tuyến tính Dearden và cộng sự 91 0,83 Tuyến tính ici Poulin và Krishnan 47 0,95 Mô hình dựa trên Kp ed Ghafourian và Fooladi 39 0,94 Tuyến tính Gonzalez và Helguera 38 0,92 Tuyến tính M Pannier và cộng sự 37 0,97 Lôgic mờ of Pannier và cộng sự 54 0,95 Lôgic mờ Degim và cộng sự 38 0,997 ANN ol Moody và MacPherson 65 0,89 Tuyến tính ho Majumdar và cộng sự 62 0,934 Tuyến tính Sc 1.3. Tổng quan về mối quan hệ định lƣợng cấu trúc-tác dụng của hợp t@ chất (QSAR) 1.3.1. Khái niệm và nguyên lý chung của QSAR gh QSAR là một hàm số biểu thị mối quan hệ định lượng giữa cấu trúc yri phân tử và hoạt tính sinh học hoặc hóa học của hợp chất có dạng tổng quát như sau: p Co 11 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
Y = f1(x1) + f2(x2) + ... + fn(xn) U Trong đó, Y là biến đáp ứng sinh học hoặc hóa học thường thu được từ VN thực nghiệm và thể hiện bằng giá trị log Kp với Kp là hệ số thẩm thấu qua da. Các biến x1, x2,…xn là các đại lượng được sử dụng để mô tả cấu trúc phân tử y, hợp chất gọi là các tham số phân tử (molecular descriptors). Đến nay đã có c hàng ngàn tham số phân tử (TSPT) được sử dụng trong nghiên cứu xây dựng ma mô hình QSAR. Các TSPT này thu được bằng thực nghiệm hoặc tính toán bằng lý thuyết bởi các phần mềm chuyên dụng như Dapt, Dragon, Padell, r ha MOE, Hyperchem. dP Các mô hình QSAR được xây dựng trên nguyên lý cơ bản là cấu trúc của mỗi phân tử chứa các yếu tố quyết định đặc tính sinh học, vật lý, hóa lý của nó; do đó, các hợp chất có cấu trúc giống nhau thường có hoạt tính tương tự nhau [26]. an ne Từ năm 1868, Crum-Brown và Fraser đã đưa ra nhận định tác dụng sinh học là hàm số của cấu trúc hóa học: ici   f (C) ed Đến năm 1893, Richet đã rằng sự khác nhau về tác dụng sinh học là do M sự thay đổi về tính chất hóa học hay lý hóa [33]: of   f (C) Đây là hai tư tưởng nền tảng để thiết lập các mô hình QSAR sau này. ol ho Năm 1900, Meyer và Overton tìm ra mối quan hệ tuyến tính giữa mức độ thân dầu và hoạt tính của thuốc gây mê [29]. Sc Và đến năm 1935, phương trình Hammett ra đời, được coi là phương trình đầu tiên biểu diễn mối quan hệ định lượng hoạt tính-cấu trúc [29]: t@ Log  gh Với K, Ko là hằng số acid,  là hằng số Hammett (thông số hóa lý đặc yri trưng cho khả năng hút hoặc đấy điện tử của nhóm thế). p Co 12 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma