Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Xử lý vi khuẩn lao trong nước sử dụng hạt nano gắn enzyme

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> ---------------------<br /> <br /> Nguyễn Quang Đạo<br /> <br /> XỬ LÝ VI KHUẨN LAO TRONG NƢỚC SỬ DỤNG<br /> HẠT NANO GẮN ENZYME<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC<br /> <br /> Hà Nội 2016<br /> <br /> ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> ---------------------<br /> <br /> Nguyễn Quang Đạo<br /> <br /> XỬ LÝ VI KHUẨN LAO TRONG NƢỚC SỬ DỤNG<br /> HẠT NANO GẮN ENZYME<br /> <br /> Chuyên ngành: Sinh học Thực nghiệm<br /> Mã số: 60420114<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC<br /> NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Ts. Phạm Bảo Yên<br /> <br /> Hà Nội - 2016<br /> <br /> Luận văn Thạc sỹ Khoa học<br /> <br /> Nguyễn Quang Đạo<br /> <br /> LỜI CẢM ƠN<br /> Trước tiên, tôi xin gửi lời biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Phạm Bảo Yên,<br /> cán bộ phòng Enzyme học và phân tích hoạt tính sinh học – Phòng thí nghiệm trọng<br /> điểm công nghệ Enzyme - Protein Trường đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc<br /> gia Hà Nội đã tận tình dạy bảo, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và<br /> chỉnh sửa luận văn.<br /> Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Trung tâm Khoa học Vật liệu, khoa Vật lý, Trường<br /> Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; Bệnh viện Phổi Hà Nội; đã giúp<br /> đỡ tôi rất nhiều trong quá trình nghiên cứu.<br /> Tôi xin gửi làm cảm ơn chân thành đến cán bộ và nghiên cứu sinh tại phòng thí<br /> nghiệm Enzyme học và phân tích hoạt tính sinh học, những người luôn luôn bên cạnh<br /> giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi học tập và làm việc.<br /> Tôi xin gửi lời cảm ơn tới bố mẹ và gia đình vì đã luôn ở bên con động viên,<br /> ủng hộ, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn<br /> thành tốt khóa luận này.<br /> Cuối cùng, tôi xin cảm ơn tất cả bạn bè đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập,<br /> nghiên cứu và hoàn thành luận văn.<br /> Hà Nội, 25 tháng 11 năm 2016<br /> <br /> Nguyễn Quang Đạo<br /> <br /> 1<br /> <br /> Luận văn Thạc sỹ Khoa học<br /> <br /> Nguyễn Quang Đạo<br /> <br /> Mục lục<br /> MỞ ĐẦU........................................................................................................................................................... 7<br /> CHƢƠNG I. TỔNG QUAN. ........................................................................................................................... 8<br /> 1.1.<br /> <br /> Nƣớc thải và các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải ...................................................................... 8<br /> <br /> 1.1.1.<br /> <br /> Khái niệm và phân loại nƣớc thải ................................................................................... 8<br /> <br /> 1.1.2.<br /> <br /> Thực trạng xử lý nƣớc thải ở các bệnh viện và trung tâm thu nhận bệnh nhân hiện nay 9<br /> <br /> 1.1.3.<br /> <br /> Các phƣơng pháp xử lý vi sinh vật trong nƣớc thải....................................................... 10<br /> <br /> 1.1.3.1.<br /> <br /> Phƣơng pháp vật lý ................................................................................................... 11<br /> <br /> 1.1.3.2.<br /> <br /> Phƣơng pháp hóa học ................................................................................................ 12<br /> <br /> 1.1.3.3.<br /> <br /> Phƣơng pháp sinh học ............................................................................................... 13<br /> <br /> 1.2.<br /> <br /> Bệnh lao ............................................................................................................................... 15<br /> <br /> 1.2.1.<br /> <br /> Bệnh lý học ................................................................................................................... 15<br /> <br /> 1.2.2.<br /> <br /> Dịch tễ học .................................................................................................................... 16<br /> <br /> 1.3.<br /> <br /> Vi khuẩn lao ......................................................................................................................... 18<br /> <br /> 1.3.1.<br /> <br /> Đặc điểm của vi khuẩn lao ............................................................................................ 18<br /> <br /> 1.3.2.<br /> <br /> Hệ gen vi khuẩn lao ...................................................................................................... 20<br /> <br /> 1.4.<br /> <br /> Hạt nano và ứng dụng .......................................................................................................... 21<br /> <br /> 1.4.1.<br /> <br /> Các tính chất của hạt nano............................................................................................ 21<br /> <br /> 1.4.2.<br /> <br /> Hạt nano từ tính ........................................................................................................... 23<br /> <br /> 1.4.3.<br /> <br /> Phức hệ và phƣơng pháp tạo phức hệ với hạt nano. ...................................................... 24<br /> <br /> 1.4.4.<br /> <br /> Ứng dụng của hạt nano ................................................................................................. 26<br /> <br /> 1.5.<br /> <br /> Enzyme và ứng dụng trong xử lý nƣớc thải .......................................................................... 28<br /> <br /> 1.5.1.<br /> <br /> Ứng dụng của enzyme trong xử lý nƣớc thải ................................................................. 28<br /> <br /> 1.5.2.<br /> <br /> Lysozyme ...................................................................................................................... 29<br /> <br /> 1.5.3.<br /> <br /> Lipase ........................................................................................................................... 29<br /> <br /> CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. .................................................... 32<br /> 2.1.<br /> <br /> Nguyên liệu .......................................................................................................................... 32<br /> <br /> 2.1.1.<br /> <br /> Vắc xin BCG và mẫu nƣớc thải bổ sung vắc xin............................................................ 32<br /> <br /> 2.1.2.<br /> <br /> Hạt từ nano amino (NP-NH2) và chất xúc tác tạo phức hệ EDC .................................... 33<br /> <br /> 2.1.3.<br /> <br /> Cặp mồi đặc hiệu nhân đoạn chèn 6110 ........................................................................ 33<br /> <br /> 2.1.4.<br /> <br /> Enzyme lipase, lysozyme và kháng thể kháng lao ............................................................ 35<br /> <br /> 2<br /> <br /> Luận văn Thạc sỹ Khoa học<br /> <br /> 2.1.5.<br /> 2.2.<br /> <br /> Nguyễn Quang Đạo<br /> <br /> Các dung dịch đệm và hóa chất khác ............................................................................... 36<br /> <br /> Phƣơng pháp ........................................................................................................................ 36<br /> <br /> 2.2.1.<br /> <br /> Tạo phức hệ hạt nano từ amino-kháng thể/enzyme ........................................................ 36<br /> <br /> 2.2.2.<br /> <br /> Thử độ bền vững của phức hệ ........................................................................................ 37<br /> <br /> 2.2.3.<br /> <br /> Làm giàu và ly giải vi khuẩn lao ....................................................................................... 37<br /> <br /> 2.2.4.<br /> <br /> Phân tích kết quả điện di bằng phần mềm Image J .......................................................... 38<br /> <br /> 2.2.5.<br /> <br /> Xây dựng mô hình nước thải chứa vắc xin BCG thử nghiệm phức hệ ............................... 38<br /> <br /> CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................................. 39<br /> 3.1.<br /> <br /> Tối ƣu điều kiện phản ứng gắn ............................................................................................. 39<br /> <br /> 3.1.1.<br /> <br /> Tối ƣu nồng độ hạt từ nano amino ................................................................................ 39<br /> <br /> 3.1.2.<br /> <br /> Tối ƣu nồng độ EDC và thời gian phản ứng .................................................................. 41<br /> <br /> 3.1.3.<br /> <br /> Thử nghiệm độ bền phức hệ hạt từ - kháng thể. ............................................................ 42<br /> <br /> 3.2.<br /> <br /> Hiệu quả của các phức hệ trong việc bắt giữ và ly giải tế bào vi khuẩn trong vắc xin BCG .. 44<br /> <br /> 3.2.1.<br /> <br /> Sử dụng phức hệ đơn .................................................................................................... 44<br /> <br /> 3.2.2.<br /> <br /> Sử dụng phức hệ kép từ phản ứng một bƣớc ................................................................ 46<br /> <br /> 3.2.3.<br /> <br /> Sử dụng phức hệ kép từ phản ứng hai bƣớc .................................................................. 48<br /> <br /> 3.3.<br /> <br /> Thử nghiệm các phức hệ trong mẫu nƣớc thải bổ sung vắc xin BCG ................................... 51<br /> <br /> 3.3.1.<br /> <br /> Thử nghiệm phức hệ hạt từ kháng thể trong mẫu nƣớc thải bổ sung vắc xin BCG ....... 51<br /> <br /> 3.3.2.<br /> Sử dụng phức hệ đơn và phức hệ kép bắt giữ và ly giải tế bào vi khuẩn trong mẫu nƣớc<br /> thải bổ sung vắc xin BCG. ........................................................................................................... 52<br /> Kết luận .......................................................................................................................................................... 56<br /> <br /> 3<br /> <br />