Luận văn thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu qui trình tạo hạt và các điều kiện tối ưu nhằm tăng cường khả năng kháng khuẩn của nano chitosan

Chia sẻ: Trang Lê | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:133

Thêm vào BST

Báo xấu

213
lượt xem 62
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu đề tài "Nghiên cứu qui trình tạo hạt và các điều kiện tối ưu nhằm tăng cường khả năng kháng khuẩn của nano chitosan" nhằm: xây dựng quy trình tạo hạt nano chitosan bằng tripolyphosphate (TPP), xác định các điều kiện tối ưu để nâng cao hiệu quả kháng khuẩn của hạt nano chitosan.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu qui trình tạo hạt và các điều kiện tối ưu nhằm tăng cường khả năng kháng khuẩn của nano chitosan

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN  LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam ñoan ñây là ñề tài nghiên cứu của tôi. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa ñược ai công bố trong bất kì công trình TƯỞNG nào khác. Mọi sự giúp ñỡ và cácNGỌC THỤC thông tin UYÊN trích dẫn ñã ñược nêu rõ nguồn gốc. Người thực hiện NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TẠO HẠT VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU NHẰM TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA NANO CHITOSAN Töôûng Ngoïc Thuïc Uyeân LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC BUÔN MA THUỘT, NĂM 2010
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt luận văn này, tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: -PGS.TS Nguyễn Anh Dũng, người hướng dẫn khoa học trực tiếp, ñã tận tình hướng dẫn phương pháp nghiên cứu và ñóng góp nhiều ý kiến quý báu, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. -Lãnh ñạo Trường Đại học Tây Nguyên, tập thể các Thầy Cô giáo Phòng Sau ñại học, Khoa Khoa học tự nhiên -Công nghệ, Khoa Nông Lâm nghiệp. - Các Thầy Cô giáo ñã tận tâm giảng dạy, truyền thụ những kiến thức quý báu trong quá trình học tập. - Ban Giám hiệu Trường THPT chuyên Nguyễn Du. - Các bạn bè, ñồng nghiệp và người thân ñã giúp ñỡ, ñộng viên tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Trân trọng cảm ơn. Người thực hiện Tưởng Ngọc Thục Uyên
iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN …………………………………………………………………….. i LỜI CẢM ƠN ……………………………………………………………………….. ii MỤC LỤC .................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................... v DANH MỤC CÁC BẢNG …………………………………………………………… vi DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ ......................................................................................... viii DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................................. x PHẦN 1: MỞ ĐẦU................................................................................... 1 1.1.Tính cấp thiết ..................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu ñề tài ................................................................................... 2 1.3.Ý nghĩa khoa học ................................................................................ 3 1.4.Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................ 3 1.5.Giới hạn ñề tài .................................................................................... 3 PHẦN 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU........................................................................4 2.1. Tổng quan về chitosan ………………………………………………. 4 2.2. Tổng quan về nano chitosan ............................................................ 6 2.2.1. Các phương pháp tạo vật liệu nano chitosan ................................. 6 2.3. Ứng dụng của chitin, chitosan và các dẫn suất trong y học .......... 14 2.3.1.Hoạt tính kháng ung thư...................................................................16 2.3.2.Giảm cholesterol trong máu (hypocholesterolemic activity) .......... 17 2.3.3.Đặc tính chống oxi hóa ................................................................... 17 2.3.4.Màng phủ làm lành vết thương (would healing) ........................... 18 2.3.5.Sử dụng trong cấy ghép răng ......................................................... 19 2.3.6. Ứng dụng trong ly giải chậm thuốc .............................................. 19 2.3.7. Hoạt tính kháng khuẩn ……………………………………….. 21
iv 2.3.8. Hoạt tính chống ñông máu của dẫn xuất sulfated chitosan ......... 27 2.3.9.Ứng dụng làm tá chất cho vaccin ................................................... 28 2.4. Tổng quan về Escherichia coli và Staphylococcus aureus .............. 31 2.4.1 Vi khuẩn Escherichia coli .............................................................. 31 2.4.2. Vi khuẩn Staphylococcus aureus .................................................. 36 PHẦN 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 40 3.1. Nội dung nghiên cứu ....................................................................... 40 3.1.1. Nghiên cứu qui trình tạo hạt nano chitosan ................................. 40 3.1.2. Nghiên cứu thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của hạt nano chitosan .......................................................................................... 40 3.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 40 3.2.1. Hóa chất ........................................................................................ 40 3.2.2. Địa ñiểm nghiên cứu ..................................................................... 41 3.2.3. Thời gian thực hiện ....................................................................... 41 3.2.4. Phương pháp nghiên cứu qui trình tạo hạt nano chitosan ........... 41 3.2.5. Nghiên cứu thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của hạt nano Chitosan ....................................................................................................................43 PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................ 50 4.1. Nghiên cứu qui trình tạo hạt nano chitosan ................................... 50 4.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng phân tử ñến kích thước hạt, ñiện tích và tính ổn ñịnh hạt nano chitosan .................................... 50 4.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ CS:TPP (w/w) ñến kích thước và ñiện thế hạt nano chitosan ...................................................................... 56 4.2. Nghiên cứu thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của hạt nano chitosan .62 4..2.1.Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến khả năng kháng khuẩn .................................................................................. 62 4.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng ñộ nano chitosan ñến khả
v năng kháng khuẩn .................................................................................. 64 4.2.3.Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng phân tử chitosan ñến khả năng kháng khuẩn của hạt nano chitosan.............................................. 69 4.2.4.Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ CS: TPP ( 4:1; 5:1; 6:1) ñến khả năng kháng khuẩn của hạt nano chitosan ............................................. 73 4.2.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH môi trường ñến khả năng kháng khuẩn của hạt nano chitosan .................................................................. 76 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................ 79 5.1. Kết luận ............................................................................................ 79 5.2 Kiến nghị ............................................................................................ 79
vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU , CÁC CHỮ VIẾT TẮT Số thứ tự Chữ ciết tắt Nghĩa của các chữ viết tắt 1 HPLC Sắc kí lỏng cao áp 2 MIC Nồng ñộ ức chế tối thiểu 3 DNA Deoxyribo nucleic acid 4 pDNA Plasmide deoxyribo nucleic acid 5 DEMC Diethylmethylchitosan 6 TPP Tri polyphosphate 7 PMAA Polymethacrylic axit 8 CS Chitosan 9 CMC Cacboxymethyl cellulose 10 CNP Chitosan nanoparticles 11 TEM Kính hiển vi ñiện tử truyền quang 12 SEM Kính hiển vi ñiện tử quyét 13 kDa Kilo Dalton 14 E.coli Escherichia coli 15 S.aureus Staphylococcus aureus 16 LMWC Khối lượng phân tử thấp
vii DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1. Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến kích thước, ñiện thế và khả năng hấp phụ BSA 8 2.2. Tính chất vật lý của chitosan oligomer/CMC nanoparticles hấp phụ với pDNA 11 2.3. Các tính chất cơ bản của chitosan liên quan ñến ứng dụng trong sinh y học 15 2.4. Chỉ số MIC (µg/ml) và MBC (µg/ml) của chitosan và DEMC 24 2.5. Chỉ số MIC của một số dẫn suất chitosan trên một số vi khuẩn 25 2.6. Chỉ số MIC (µg/ml) và MBC (µg/ml) của kháng sinh Doxycycline và Chitosan nanoparticles 27 4.1. Ảnh hưởng của khối lượng phân tử của chitosan ñến tính chất hạt nano chitosan 50 4.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ Chitosan: TPP ñến tính chất hạt nano chitosan (Chitosan 30kDa) 56 4.3. Ảnh hưởng của nồng ñộ ñến khả năng kháng khuẩn của chitosan trên vi khuẩn Escherichia coli và Staphylococcus aureus 62 4.4. Khả năng kháng khuẩn của nano chitosan (CS:TPP = 6:1) và chitosan trên vi khuẩn Escherichia coli 65 4.5. Khả năng kháng khuẩn của nano chitosan (CS:TPP = 6:1) và chitosan trên vi khuẩn Staphylococcus aureus 67 4.6. Ảnh hưởng của khối lượng phân tử ñến khả năng
viii kháng khuẩn của nano chitosan trên vi khuẩn Escherichia coli 70 4.7. Ảnh hưởng của khối lượng phân tử ñến khả năng kháng khuẩn của nano chitosan trên vi khuẩn Staphylococcus aureus 72 4.8. Ảnh hưởng của tỉ lệ CS:TPP ñến khả năng kháng khuẩn của nano chitosan trên vi khuẩn Escherichia coli 74 4.9. Ảnh hưởng của tỉ lệ CS:TPP ñến khả năng kháng khuẩn của nano chitosan trên vi khuẩn Staphylococcus aureus 75 4.10. Ảnh hưởng của pH môi trường ñến khả năng kháng khuẩn của hạt nano chitosan trên vi khuẩn Escherichia coli 76 4.11. Ảnh hưởng của pH môi trường ñến khả năng kháng khuẩn của hạt nano chitosan trên vi khuẩn Staphylococcus aureus 77
ix DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ STT Tên ñồ thị Trang 4.1. Phân bố kích thước hạt của dung dịch nano chitosan với trọng lượng phân tử 20 kDa 53 4.2. Phân bố kích thước hạt của dung dịch nano chitosan với trọng lượng phân tử 30 kDa 54 4.3. Phân bố kích thước hạt của dung dịch nano chitosan với trọng lượng phân tử 300 kDa 55 4.4. Phân bố kích thước hạt của dung dịch nano chitosan với tỷ lệ CS:TPP là 3:1 57 4.5. Phân bố kích thước hạt của dung dịch nano chitosan với tỷ lệ CS:TPP là 4:1 58 4.6. Phân bố kích thước hạt của dung dịch nano chitosan với tỷ lệ CS:TPP là 5:1 59 4.7. Phân bố kích thước hạt của dung dịch nano chitosan với tỷ lệ CS:TPP là 6:1 60 4.8. Phân bố kích thước hạt nano chitosan với tỷ lệ CS:TPP là 7:1 61 4.9. Khả năng kháng khuẩn của chitosan trên vi khuẩn Escherichia coli và Staphylococcus aureus 63 4.10. Khả năng kháng khuẩn của nano chitosan và chitosan trên vi khuẩn Escherichia coli 66 4.11. Khả năng kháng khuẩn của nano chitosan và chitosan trên vi khuẩn Staphylococcus aureus 67 4.12. Ảnh hưởng của khối lượng phân tử ñến khả năng kháng khuẩn của nano chitosan trên vi khuẩn Escherichia coli 70 4.13. Ảnh hưởng của khối lượng phân tử ñến khả năng kháng
x khuẩn của nano chitosan trên vi khuẩn Staphylococcus aureus 73 4.14. Ảnh hưởng của tỉ lệ CS : TPP ñến khả năng kháng khuẩn của nano chitosan trên vi khuẩn Escherichia coli 74 4.15. Ảnh hưởng của tỉ lệ CS : TPP ñến khả năng kháng khuẩn của nano chitosan trên vi khuẩn Staphylococcus aureus 75 4.16. Ảnh hưởng của pH môi trường ñến khả năng kháng khuẩn của hạt nano chitosan trên vi khuẩn Escherichia coli 77 4.17. Ảnh hưởng của pH môi trường ñến khả năng kháng khuẩn của hạt nano chitosan trên vi khuẩn Staphylococcus aureus 78
xi DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình ảnh Trang 2.1. Sơ ñồ phương pháp tạo hạt nanochitosan 7 2.2. Cơ chế tạo hạt chitosan nanoparticles với axit methacrylic 9 2.3. TEM của hạt nanoparticles CS-PMAA 10 2.4. Sơ ñồ tạo giọt bằng phương pháp kết tủa 12 2.5. Sơ ñồ tạo giọt bằng phương pháp sấy phun 13 2.6. Sơ ñồ tạo hạt bằng phương pháp mixel ngược pha 14 2.7. Ảnh hưởng của chitosan và chitosan oligomer (COS) ñến tế bào E.coli (Eaton,2008) 22 2.8. Cơ chế xâm nhập qua màng của chitosan mang vaccin có kích thước nm khác nhau 29 2.9. Ảnh hưởng của các loại adjuvant lên ñáp ứng miễn dịch của chuột với vaccin cúm H5N1 30 2.10. Ảnh hưởng của chitosan và các tá chất khác ñến ñáp ứng miễn dịch của chuột với vaccin H5N1 và hiệu giá kháng thể (HIU) 31 4.1. Ảnh TEM hạt nano chitosan khi tổng hợp với trọng lượng phân tử là 20 kDa 53 4.2. Ảnh TEM hạt nano chitosan khi tổng hợp với trọng lượng phân tử là 30 kDa 54 4.3. Ảnh TEM hạt nano chitosan khi tổng hợp với trọng lượng phân tử là 300 kDa 55 4.4. Ảnh TEM hạt nano chitosan khi tổng hợp với tỷ lệ CS: TPP là 3:1 57 4.5. Ảnh TEM hạt nano chitosan khi tổng hợp với tỷ lệ CS: TPP là 4:1 58
xii 4.6. Ảnh TEM hạt nano chitosan khi tổng hợp với tỷ lệ CS: TPP là 5:1 59 4.7. Ảnh TEM hạt nano chitosan khi tổng hợp với tỷ lệ CS: TPP làà 6:1 60 4.8. Ảnh TEM hạt nano chitosan khi tổng hợp với tỷ lệ CS: TPP là 7:1 61
xiii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN  TƯỞNG NGỌC THỤC UYÊN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TẠO HẠT VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU NHẰM TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA NANO CHITOSAN LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC BUÔN MA THUỘT, NĂM 2010
xiv
1 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1.Tính cấp thiết Khoa học và công nghệ nano là một lĩnh vực mới trong những năm gần ñây nhưng ñã và ñang phát triển nhanh chóng vì sự hiệu quả và những ứng dụng rộng rãi của nó trong nhiều ngành như sinh y học, ñiện tử, vật lí, hóa học. Vật liệu nano với kích thước nanomet siêu nhỏ ñã thể hiện nhiều tính chất mới lạ do hiệu ứng kích thước. Hiện nay nhiều nước trên thế giới ñang xem công nghệ nano là mục tiêu mũi nhọn ñể ñầu tư phát triển. Việt Nam là nước ñang phát triển, vệ sinh an toàn thực phẩm ở mức rất thấp và chịu sự chi phối của nhiều yếu tố như: môi trường ô nhiễm dẫn ñến ô nhiễm vào nông sản và vật nuôi, quy trình sản xuất và chế biến thực phẩm còn nhỏ lẻ, không ñáp ứng ñiều kiện vệ sinh an toàn thực phẩm, hủ tục lạc hậu trong ăn uống hoặc vì lợi nhuận mà sử dụng phụ gia, bảo quản ngoài danh mục bộ y tế, kiểm soát thực phẩm qua biên giới và trên thị trường chưa chặt chẽ...ñang gióng lên hồi chuông báo ñộng hơn bao giờ hết. Các thuốc kích thích ở vật nuôi, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, melanin trong sữa và nước mắm, 3-MCPD trong nước tương, urea, chlor, cloramphenicol, dipterex trong thủy hải sản... , ñặc biệt thức ăn và nước uống nhiễm khuẩn ñã gây ra nhiều vụ ngộ ñộc tập thể, nguy hại cho sức khỏe của con người. Khái niệm thực phẩm sạch ở Việt Nam vẫn là xa xỉ ñối với người dân, nhất là dân nghèo. Để chống lại sự nhiễm khuẩn, hiện nay việc sử dụng chất kháng sinh là giải pháp phổ biến ñể ñẩy lùi các bệnh dịch do vi khuẩn gây ra. Tuy nhiên việc sử dụng thuốc kháng sinh cũng có những mặt trái là: do chất kháng sinh tính chọn lọc thấp nên dễ dẫn ñến hiện tượng các vi khuẩn có lợi cũng bị tiêu diệt, gây ra trạng thái mất cân bằng khu hệ vi sinh vật, ñặc biệt việc sử dụng rộng rãi các loại thuốc kháng sinh dễ dẫn ñến nguy cơ kháng thuốc của vi
2 khuẩn và xa hơn nữa là gia tăng tính nguy hiểm của các triệu chứng lâm sàng tạo bởi các loài vi khuẩn. Chính vì vậy, yêu cầu cấp thiết ñặc ra hiện nay là phải tìm một chất có khả năng ức chế sinh trưởng của vi khuẩn mà không gây ra hiện tượng nhờn thuốc, không phá vỡ trạng thái cân bằng khu hệ vi sinh vật, không tác dụng phụ, không ñộc hại, không gây ô nhiễm môi trường. Chitosan là một polisaccharide tự nhiên, là dẫn xuất từ quá trình khử acetyl của chitin. Chitin là thành phần cấu trúc chính vỏ tôm, cua, là một polimer sinh học có nhiều trong tự nhiên, ñặc biệt ở Việt Nam có bờ biển dài, nhiều sông suối. Chitosan không ñộc, có khả năng tự phân hủy sinh học cao, là chất ăn ñược. Chitosan mang ñiện tích dương, có ái lực cao với các axit mang ñiện tích âm, tương tác với các thành phần polianion của vách tế bào vi sinh vật, kết hợp DNA, gắn kết gây ñông tụ, kết tủa tế bào vi khuẩn. Do ñó, chitosan có tính kháng khuẩn, kháng nấm rộng, làm con người trẻ lâu, hoạt hóa tế bào cơ thể, gia tăng khả năng miễn dịch, giải ñộc , bảo vệ gan trong cơ thể. Đặc biệt hạt nano chitosan có kích thước nano, có nhiều ưu ñiểm như diện tích tiếp xúc và ñiện tích dương lớn hơn chitosan, do ñó có tiềm năng tăng cường hoạt tính sinh học, trong ñó có hoạt tính kháng khuẩn. Vì vậy, việc nghiên cứu tạo hạt nano nhằm tăng cường tính kháng khuẩn của chitosan ứng dụng trong bảo quản thực phẩm là vấn ñề cấp thiết hiện nay. Ở Việt Nam, Nguyễn Anh Dũng ñã sử dụng chế phẩm chitosan ñể ức chế sinh trưởng của vi khuẩn Escherichia coli, nghiên cứu tạo hạt nano chitosan làm tá chất miễn dịch cho vaccin cúm A H5N1 và xây dựng mô hình thử nghiệm trên ñộng vật. Xuất phát từ ñó tôi ñã chọn ñề tài: “Nghiên cứu qui trình tạo hạt và các ñiều kiện tối ưu nhằm tăng cường khả năng kháng khuẩn của nano chitosan” 1.2. Mục tiêu ñề tài 1.2.1. Xây dựng quy trình tạo hạt nano chitosan bằng tripolyphosphate (TPP).
3 1.2.2. Xác ñịnh các ñiều kiện tối ưu ñể nâng cao hiệu quả kháng khuẩn của hạt nano chitosan. 1.3.Ý nghĩa khoa học Tạo hạt nano chitosan nhằm tăng cường hoạt tính kháng khuẩn là hoàn toàn mới tại Việt Nam. 1.4.Ý nghĩa thực tiễn Thành công của ñề tài sẽ ñẩy nhanh việc sử dụng vật liệu nano chitosan trong bảo quản, phòng chống nhiễm khuẩn ở thực phẩm ở Việt Nam. Đây là vật liệu an toàn cho sức khỏe con người và phổ biến, giá thành hạ phù hợp với ñiều kiện kinh tế của nhân dân. 1.5.Giới hạn ñề tài Do thời gian có hạn, thiết bị, hóa chất hạn chế nên tôi chỉ tiến hành nghiên cứu quy trình tạo hạt nano chitosan, bước ñầu thử nghiệm trên hai loại vi khuẩn Escherichia coli và Staphylococcus aureus.
4 PHẦN 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1. Tổng quan về chitosan Chitin là thành phần cấu trúc nên vỏ côn trùng, tôm, cua, vách tế bào nấm. Chitin có cấu tạo tương tự như cellulose, nhưng có khác biệt là ñơn vị cấu tạo nên chitin là N-acetyl-D-glucosamine, các ñơn vị này nối với nhau bằng liên kết β-1,4-glycoside. Công thức cấu tạo của chitin và chitosan Tính chất, hoạt tính sinh học của chitin, chitosan phụ thuộc rất nhiều vào khối lượng phân tử (Mw) và mức ñộ deacetyl hóa (DD: degree of deacetylation). Mức ñộ deacetyl hóa dùng ñể chỉ % số nhóm acetyl trong phân tử chitin, chitosan bị khử. Mức ñộ deacetyl hóa tỷ lệ thuận với mật ñộ của nhóm NH3+ trong phân tử do ñó ảnh hưởng ñến tính chất ña ñiện phân và ñộ tan của chitin, chitosan. Chitin có mức ñộ deacetyl hóa trung bình nằm trong khoảng 10-15%. Có sản phẩm chitin deacetyl hóa một phần (partially deacetyl chitin) có mức ñộ deacetyl hóa từ 30-40%. Trong khi ñó chitosan phải có mức ñộ deacetyl hóa > 50%, với mức ñộ deacetyl hóa này chitosan mới dễ tan trong
5 một số acid hữu cơ loãng như acetic, lactic. Mức ñộ deacetyl hóa ñược xác ñịnh bằng nhiều phương pháp khác nhau như: IR spectrophotometry, sắc ký lọc gel, UV spectrophotometry, 1H NMR, 13C- NMR, phương pháp chuẩn ñộ và HPLC theo Kumar (2000) [21]. Khối lượng phân tử của chitin, chitosan có thể xác ñịnh bằng HPLC. Tuy nhiên phương pháp ñơn giản nhất, nhanh là ño ñộ nhớt, dựa vào các hằng số α và K trong phương trình Mark – Houwink: [η] = K.Mα = 1.81 x 10-3 M0.93. Trong ñó: η là ñộ nhớt biểu kiến của chitin (intrisic viscosity) ; M: là khối lượng phân tử. Khối lượng phân tử trung bình của chitin biến ñộng từ 1.0 – 2.5 x106, khối lượng phân tử của chitin sẽ giảm xuống khi mức ñộ deacetyl hóa tăng lên. Chitosan có ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành công, nông nghiệp, y dược, thực phẩm… nhờ vào những ñặc tính sau (Rinaudo, 2006) - Tính chất ña ñiện ly mang ñiện tích dương (cationic polyelectrolyte) cho phép gắn kết với các thành phần sinh học mang ñiện tích âm. - Có thể tái sinh theo các con ñường sinh học trên trái ñất. - Có khả năng phân hủy sinh học bằng enzyme trong cơ thể. - Có khả năng tương hợp sinh học với các cơ quan, mô và tế bào ñộng thực vật. - Có khả năng kích thích quá trình làm lành vết thương và ñông máu. - Có khả năng tương tác chuyên biệt với các receptor trên màng - Giảm chlolesterol do liên kết có chọn lọc với các acid béo
6 - Không gây ñộc do các sản phẩm sau thủy phân ñều là các chất chuyển hoá tự nhiên. - Không gây ñáp ứng miễn dịch trong mô và cơ quan ñộng vật. - Có tác dụng hỗ trợ trong ñiều hòa miễn dịch. - Có thể sử dụng dưới nhiều dạng sản phẩm như dạng miếng, bột mịn, hạt, màng, tấm xốp (scaffolds), bông, sợi và gel [43]. 2.2. Tổng quan về nano chitosan 2.2.1. Các phương pháp tạo vật liệu nano chitosan Chitosan nanoparticles là các hạt chitosan có kích thước nanomet. Chitosan nanoparticles do có kích thước siêu nhỏ nên dễ dàng ñi qua màng tế bào, diện tích và ñiện tích bề mặt cực lớn nên ñược ứng dụng nhiều trong sinh y học mang thuốc, vaccine, trong công nghệ sinh học làm vector chuyển gen. Hiện nay có nhiều phương pháp tạo nano chitosan. Theo Sulnin (2004) 5 phương pháp chủ yếu ñể tạo hạt nano chitosan là: Phương pháp khâu mạch nhũ tương (emulsion cross linking), phương pháp tạo giọt (coacervation) trong NaOH-methanol, phương pháp sấy phun (dry spraying), phương pháp tạo gel ionic (ionic gel) trong tripolyphosphate (TPP) và phương pháp rây (sieving method). Trong ñó phổ biến nhất là phương pháp tạo hạt gel trong tripolyphosphate[43]. 2.2.1.1. Phương pháp tạo chitosan nanoparticles bằng liên kết cộng hóa trị Ohya ñã nghiên cứu tạo nano chitosan ñể nhốt thuốc chống ung thư 5- FU bằng cách cho dung dịch chitosan khâu mạch cộng hóa trị với glutaraldehyde. Nhóm kép - CHO của glutaraldehyde sẽ phản ứng với nhóm – NH2 của chitosan ñể khâu mạch (cross-linking) tạo nano chitosan. Phương pháp này có ưu ñiểm là kích thước và tính chất hạt nano chitosan rất ổn ñịnh [11].