intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Nghiên cứu động học các phân tử protein trong tế bào sống bằng phương pháp theo dõi đơn phân tử

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:63

Thêm vào BST
Báo xấu
14
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để nghiên cứu các thông số động học protein tế bào, phương pháp theo dõi đơn hạt hay đơn phân tử là ứng viên sáng giá cho lựa chọn này. Vì vậy trong luận văn này tác giả tập trung thực hiện: Nghiên cứu động học các phân tử protein trong tế bào sống bằng phương pháp theo dõi đơn phân tử.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Nghiên cứu động học các phân tử protein trong tế bào sống bằng phương pháp theo dõi đơn phân tử

  1. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN VŨ ÁNH NGUYỆT NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC CÁC PHÂN TỬ PROTEIN TRONG TẾ BÀO SỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP THEO DÕI ĐƠN PHÂN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Thái Nguyên, năm 2018
  2. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN VŨ ÁNH NGUYỆT NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC CÁC PHÂN TỬ PROTEIN TRONG TẾ BÀO SỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP THEO DÕI ĐƠN PHÂN TỬ Chuyên ngành: Quang học Mã số: 8440110 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. VŨ XUÂN HÒA Thái Nguyên, năm 2018
  3. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo, TS. Vũ Xuân Hòa đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu Trường THPT Chuyên Hưng Yên, nơi tôi công tác, tới Ban lãnh đạo trường Đại học khoa học thuộc Đại học Thái Nguyên đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập. Cuối cùng ,tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, những người đã luôn bên tôi, động viên và khích lệ tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu của mình. Mặc dù em đã cố gắng để hoàn thành đề tài nhưng không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em rất mong được sự đánh giá, nhận xét và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 5 năm 2018 Học viên NGUYỄN VŨ ÁNH NGUYỆT Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt
  4. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG…………………………………………………………………. DANH MỤC HÌNH………………………………………………………………….. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT…………………………………………… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................2 1.1. Phân tử Poly-glycoprotein 2 1.2. Chuyển động dịch chuyển ngẫu nhiên (Brownian) 5 1.3.Kính hiển vi quang học[7] 7 1.3.1.Khái niệm cơ bản về kính hiển vi quang học 7 1.3.2. Cấu tạo chung của kính hiển vi quang học ................................................ 7 1.3.3. Nguyên lý hoạt động chung của kính hiển vi quang học ........................... 8 1.3.3.1. Nguyên tắc phóng đại ảnh của kính hiển vi ........................................ 8 1.3.3.2.Khẩu độ số .......................................................................................... 12 1.4.2.3. Độ phóng đại ..................................................................................... 13 1.3.3.4.Độ phân giải ....................................................................................... 14 1.3.4. Một số loại kính hiển vi quang học .......................................................... 16 1.3.4.1. Kính hiển vi tương phản pha (Phase Contrast Microscopy[9] .......... 16 1.3.4.2. Kính hiển vi huỳnh quang(Fluorescence microcope[10] .................. 17 1.3.4.3. Kính hiển vi phản xạ nội toàn phần (total internal reflection microcope - TIRM )........................................................................................ 20 CHƯƠNG II ...............................................................................................................22 THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP THEO DÕI ĐƠN PHÂN TỬ ...............22 2.1. Chuẩn bị mẫu 22 2.1.1. Nuôi cấy tế bào P-glycoprotein ................................................................ 22 2.1.2. Tổng hợp P-glycoprotein trong màng tế bào ............................................ 23 2.2. Cấu hình quang học kính hiển vi huỳnh quang phản xạ nội toàn phần 24 2.3. Phương pháp theo dõi đơn phân tử P-glycoprotein trong tế bào MDCKII 24 2.3.1. Cách tiến cận ............................................................................................ 25 2.3.2. Quy trình theo dõi một phân tử trong chất lỏng ....................................... 25 2.3.2.1. Ghi một video dưới kính hiển huỳnh quang phản xạ nội toàn phần (TIRFM) ......................................................................................................... 26 2.3.2.2. Xác định các vị trí các PGP trên ảnh ................................................. 27 2.3.2.3. Theo dõi sự dịch chuyển các phân tử protein .................................... 27 2.3.2.4 Phân tích dữ liệu ................................................................................. 31 CHƯƠNG III .............................................................................................................33 Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt
  5. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên 3.1. Kết quả về tổng hợp protein trong màng tế bào 33 3.2. Hình thái màng tế bào MDCKII 36 3.3. Đơn phân tử protein dưới kính hiển vi huỳnh quang phản xạ nội toàn phần (TIRFM) 38 3.4. Các thông số động học của protein PGP-GFP 39 3.4.1. Kết quả tế bào 1 ........................................................................................ 40 3.4.1.1. Hệ số khuếch tán ............................................................................... 40 3.4.1.2. Quãng đường dịch chuyển ................................................................. 42 3.4.1.3. Vận tốc dịch chuyển .......................................................................... 44 3.4.2. Kết quả tế bào 2 ........................................................................................ 45 3.4.3. Kết quả tế bào 3 ........................................................................................ 47 KẾT LUẬN ................................................................................................................49 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................51 Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt
  6. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Liệt kê sự kết hợp độ phóng đại và khẩu độ số của vật kính và thị kính cho độ phóng đại nằm khoảng giới hạn cho phép………………………………………..13 Bảng 1.2. Sự liên quan giữa độ phân giải với khẩu độ số và độ phóng đại………...15 Bảng 2.1.Thời gian kích thích và nồng độ BS dung trong tổng hợp protein………..24 Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt
  7. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Hình ảnh phân tử P-glycoprotein trong màng tế bào ................................... 4 Hình 1.2. Cấu trúc của P-glycoprotein ........................................................................ 4 Hình 1.3. Các thành phần cấu tạo bên trong kính hiển vi quang học .......................... 8 Hình 1.4.Sơđồ tạo ảnh của kính hiển vi ....................................................................... 8 Hình 1.5. Sơđồ kính hiển vi giới hạn chiều dài ống .................................................. 10 Hình 1.6. Cấu hình tia truyền trong kính hiển vi hiệu chỉnh vô cùng ....................... 10 Hình 17. Sơđồ của kiểu chiếu sáng Kohler................................................................ 12 Hình 1.8. Khẩu độ số của vật kính ............................................................................. 12 Hình 1. 9. Khẩu độ số phụ thuộc tiêu cự của vật kính ............................................... 13 Hình 1.10. Giới hạn phân giải .................................................................................... 15 Hình 1.11 Sự phụ thuộc của đĩa Airy vào khẩu độ số ............................................... 15 Hình 1.12.................................................................................................................... 16 Hình 1.13. Ảnh qua kính hiển vi trường sáng (trái) và tương phản pha (phải) ......... 17 Hình 1.14. Đường đi ánh sáng kính thích và phát xạ qua kính lọc lập phương trong kính hiển vi huỳnh quang ........................................................................................... 18 Hình 1.15. Cấu tạo của kính hiển vi huỳnh quang..................................................... 19 Hình 1.16.Ảnh tế bào qua kính hiển vi huỳnh quang ................................................ 19 Hình 1.16.1. Nguyên lý phản xạ nội toàn phần ......................................................... 20 Hình 1.16.2. Cấu hình của kính hiển vi phản xạ nội toàn phần ................................. 20 Hình 1.16.3. Kính hiển vi phản xạ nội toàn phần ...................................................... 21 Hình 1.17. Hình ảnh bề mặt tế bào dưới kính hiển vi phản xạ nội toàn phần ........... 21 Hình 2.1. Ảnh chụp một số đĩa thủy tinh dung để nuôi cấy tế bào............................ 22 Hình 2.2. Cấu hình quang học của kính hiển vi huỳnh quang phản xạ nội toàn phần [10].............................................................................................................................. 24 Hình 2.3. Sơ đồ minh họa quy trình theo dõi đơn phân tử ........................................ 26 Hình 2.4. Video gồm 100 ảnh của 1 tế bào MDCKII dưới kính hiển vi huỳnh quang phản xạ nội toàn phần. Các PGP là các đốm sáng trong ảnh ..................................... 26 Hình 2.5. Mở video .................................................................................................... 27 Hình 2.6. Ảnh PGP trong tế bào MDCKII dưới kính hiển vi huỳnh quang phản xạ nội toàn phần với thông số: radius=3, cutoff=3, percentile=0,1 ............................... 28 Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt
  8. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên Hình 2.7. Ảnh PGP trong tế bào MDCKII dưới kính hiển vi huỳnh quang phản xạ nội toàn phần với thông số: radius=3, cutoff=3, nhưng với percentile=0,1(trái) và percentile=0,4 (phải)................................................................................................... 28 Hình 2.8. Quan sát tất cả các quỹ đạo của PGP. Phần đóng khung mầu xanh được phóng to đến hình bên phải để thấy rõ hơn các quỹ đạo dịch chuyển của PGP ......... 29 Hình 2.9. Thông tin quỹ đạo xuất ra từ thuật toán của Mosaictrong không gian 2 chiều............................................................................................................................ 30 Hình 2.10. Các tọa độ x và y tạo thành các điểm ảnh ở mỗi khung hình (frame)cho 1 quỹ đạo của phân tử .................................................................................................... 31 Hình 2.11. Quỹ đạo chuyển động của 1 PGP theo thời gian ..................................... 31 Hình 3. 1. Một chuỗi các ảnh tế bào MDCKII được chụp cùng 1 vị trí (chồng nhau) dưới kính hiển vi tương phản pha và huỳnh quang tương ứng với các thời điểm khác nhau 1h; 12h; 18h và 23h40 cho 4 nồng độ BS khác nhau: a) 0,1 mM; b) 0,5 mM; c) 1mM và d) 2mM ......................................................................................................... 35 Hình 3. 2. Cường độ huỳnh quang của các tế bào MDCKII với các nồng độ BS (0,1mM; 0,5mM; 1mM và 2mM) tại các thời điểm khác nhau .................................. 36 Hình 3. 3. Quy trình tổng hợp protein PGP-GFP trong màng tế bào MDCKII......... 36 Hình 3. 4. Hình thái màng tế bào MDCKII. a) Ảnh chụp dưới kính hiển vi huỳnh quang và b) là ảnh kính hiển vi tương phản giao thoa tương ứng, c) ảnh chụp dưới kính hiển vi tương phản pha và d) là ảnh chụp dưới kính hiển vi trường sáng. ......... 37 Hình 3. 5. Hình ảnh của một tế bào chồng khít dưới kính hiển vi huỳnh quang (trái) và TIRFM (phải). Các hạt PGP-GFP được bộc lộ chi tiết trên bề mặt của tế bào, phần phóng to bên phải cho thấy chi tiết hơn hơn về protein này. ..................................... 38 Hình 3. 6. Phân biệt một phân tử duy nhất protein PGP-GFP và nhóm phân tử. a) là tín hiệu phát quang của 1 phân tử duy nhất và b) là tín hiệu một nhóm phân tử. c) và d) là giản đồ mình họa cho hai loại phân tử này tương ứng. ...................................... 39 Hình 3. 7. Theo dõi và phân tích một phân tử PGP-GFP (a). Quỹ đạo dịch chuyển (x(t), y(t)) trong thời gian 1 giây (b) và cường độ tương ứng trong khoảng thời gian đó là (c). ...................................................................................................................... 40 Hình 3. 8. Bình phương dịch chuyển trung bình (MSD) của đơn phân tử PGP-GFP theo thời gian .............................................................................................................. 41 Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt
  9. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên Hình 3. 9. Hai phân bố hệ số khuếch tán tương ứng với 2 loại phân tử: đơn phân tử PGP-GFP (màu đỏ) và nhóm phân tử PGP-GFP (màu xanh) .................................... 42 Hình 3. 10. Bình phương dịch chuyển trung bình (MSD) của nhóm phân tử PGP- GFP theo thời gian. Sử dụng phương trình (2.2 ở chương 2) để làm khớp số liệu thực nghiệm, ta thấy MSD gồm 2 phân đoạn tương ứng với các giá trị hệ số khuếch tán 𝐷1 = 0,057 ± 0,00628 𝜇𝑚2/𝑠và𝐷2 = 0,495 ± 0,0934 𝜇𝑚2/𝑠. ........................... 42 Hình 3. 11. Hai quỹ đạo chuyển động của PGP-GFP tương ứng một đơn phân tử duy nhất (mầu đỏ) và nhóm phân tử (mầu xanh) chuyển động trong mặt phẳng (x,y) trong thời gian t=1,05s. ........................................................................................................ 43 Hình 3. 12. Hai phân bố dịch chuyển tương ứng với hai loại phân tử trong cùng một tế bào: đơn phân tử (mầu đỏ) và nhóm phân tử (mầu xanh) ...................................... 44 Hình 3. 13. Phân bố vận tốc của hai loại phân tử trong cùng một tế bào. Kết quả vận tốc trung bình của các đơn phân tử bằng 1,33 𝜇𝑚 𝑠và nhóm phân tử bằng 1,14 𝜇𝑚/𝑠 .................................................................................................................................... 44 Hình 3. 14. Kết quả các thông số động học của các phân tử protein trong tế bào thứ 2đã xử lý.Các phân tử protein PGP-GFP phát huỳnh quang trong màng tế bào dưới ảnh TIRFM với nhiễu nền rất thấp a).Các phân bố động học về hệ số khuếch tán và quãng đường dịch chuyển được thể hiện trong hình b và c........................................ 46 Hình 3. 15. Kết quả các thông số động học của các phân tử protein trong tế bào thứ 3 đã xử lý.Các phân tử protein PGP-GFP phát huỳnh quang trong màng tế bào dưới ảnh TIRFM với nhiễu nền rất thấp a).Các phân bốđộng học về hệ số khuếch tán và quãng đường dịch chuyển được thể hiện trong hình b và c). d)-phân bố của vận tốc 47 Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt
  10. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT STT Ký hiệu Tên đầy đủ Tên tiếng Việt 1 PGP P-glycoprotein 2 MDCKII Madin Darby Canine Kidney Tế bào ung thư thận chó 3 GFP Green fluorescent protein Protein phát sáng huỳnh quang TIRFM Total internal reflection Kính hiển vi huỳnh quang 4 fluorescence microscopy phản xạ nội toàn phần MSD Mearn square displacement Bình phương dịch chuyển 5 trung bình Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt
  11. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên MỞ ĐẦU Chúng ta biết rằng, trong màng tế bào có rất nhiều các thành phần như; glucide, glycolipid, protein…do đó cấu trúc màng là vô cùng phức tạp.Một trong các thành phần quan trọng đó chính là protein mặc dù nó chiếm tỷ lệ nhỏ hơn so với các lipid màng.Các protein màng có liên quan đến các quá trình tế bào gốc như; di truyền sinh học hay truyền thông tin.Việc hiểu biết ở cấp độ phân tử là rất cần thiết cho thiết kế các công cụ dược phẩm mới của các protein tế bào chất. Trong tế bào, ngoài vai trò chính là thành phần trong cấu trúc của tế bào và mô, protein còn có nhiều chức năng phong phú khác quyết định những đặc điểm cơ bản của sự sống như sự truyền đạt thông tin di truyền, sự chuyển hoá các chất (các enzyme, các kháng thể chống lại bệnh tật, các hormon dẫn truyền các tín hiệu trong tế bào), v.v... Bên cạnh đó, các phân tử protein cũng đóng góp rất lớn trong việc gây ra các bệnh lý, điều này là do các phân tử protein có những biến đổi bất thường về cả số lượng và chất lượng.Ngoài ra, protein tham gia vào hệ thống miễn dịch của nhiều cơ quan, nhiều loại tế bào và nhiều loại protein thực hiện các chức năng riêng biệt tạo nên các hiệu quả miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu. Đặc biệt, trong tế bào ung thư các phân tử protein còn tham gia vào các quá trình kháng thuốc, đó là hiện tượng mà các nhà khoa học thuộc lĩnh vực sinh-y học hiện đang rất trăn trở và rất quan tâm nghiên cứu. Đây là một trong những hiện tượng rất nghiêm trọng khi người bị mắc bệnh ung thư dùng nhiều lần cùng một loại thuốc sẽ bị mất tác dụng (nhờn thuốc). Các nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy một trong những protein cơ bản tham gia vào quá trình này chính là phân tử poly-glycoprotein (PGP)-một loại đại phân tử trong màng tế bào ung thư. Tuy nhiên, việc nghiên cứu chi tiết về động học của nó vẫn còn sơ sài và hiện nay đang là vấn đề thời sự. Để nghiên cứu các thông số động học protein tế bào, phương pháp theo dõi đơn hạt hay đơn phân tử là ứng viên sáng giá cho lựa chọn này. Vì vậy trong luận văn này tôi tập trung thực hiện: nghiên cứu động học các phân tử protein trong tế bào sống bằng phương pháp theo dõi đơn phân tử. Ngoài phần mở đầu và kết luận, Báo cáo luận văn gồm 3 chương chính: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Thực nghiệm và phương pháp theo dõi đơn phân tử Chương 3: Kết quả và thảo luận Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt 1
  12. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Để giải mã sự tương tác phức tạp giữa vô số các phân tử khác nhau thể hiện trong một môi trường (dung dịch hay tế bào) là một vấn đề đã và đang được tìm hiểu trong nhiều thập kỷ gần đây [1]. Do đó, từ việc nghiên cứu kính hiển vi đã cho thấy rằng trong màng tế bào có nhiều thành phần như: glucide, photpholipit, protein ..Một trong các thành phần quan trọng đó là protein, ngoài vai trò chính là thành phần trong cấu trúc của tế bào và mô thì protein còn nhiều chức năng khác như : truyền đạt thông tin di truyền, vận chuyển các chất, tạo ra các kháng thể v.v… Do đó, các phân tử protein đóng góp lớn trong việc gây ra các bệnh lý, điều này do các phân tử protein biến đổi bất thường về cả số lượng và chất lượng.Ngoài ra, protein còn tham gia vào hệ thống miễn dịch của nhiều cơ quan, nhiều loại tế bào và nhiều loại protein thực hiện chức năng riêng biệt tạo nên các hiệu quả miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu. Đặc biệt, trong tế bào ung thư các phân tửprotein còn tham gia vào quá trình kháng thuốc, đây là hiện tượng mà các nhà khoa học thuộc lĩnh vực y-sinh rất quan tâm nghiên cứu hiện nay. Các nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy một trong những protein cơ bản tham gia vào quá trình này chính là phân tử P-glycoprotein (PGP), một loại đại phân tử trong màng tế bào ung thư. Đáng chú ý là không chỉ các nhà sinh họcđang có sự tiến bộ rất lớn trong việc làm sáng tỏ sự phức tạp của các tế bào, mà còn có các nhà vật lý đang đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong lĩnh vực này. Do đó, khả năng theo dõi các phân tử đơn lẻ một cách tự nhiên trongtế bào sống cần được mô tả một cách định lượng và chính xác hơn về các quá trình động học để kiểm soát chức năng tế bào. 1.1. Phân tử Poly-glycoprotein Poly-glycoprotein (P-glycoprotein) là một đại phân tử và là một trong các protein vận chuyển, chúng quyết định vận chuyển thuốc vào (uptake) hoặc vận chuyển ra (efflux) khỏi cơ thể. Quá trình vận chuyển thuốc ảnh hướng đến nồng độ thuốc trong huyết tương và tại mô và cuối cùng ảnh hướng đến tác dụng của thuốc. P-glycoprotein là một protein vận chuyển xuyên màng, nó vận chuyển các cơ chất từ trong ra ngoài tế bào. Những thuốc ức chế hoặc cảm ứng P-glycoprotein có thể tương tác với các thuốc khác được vận chuyển bởi protein này. P-glycoprotein được tìm thấy lần đầu trong các tế bào ung thư. Những tế bào này có sự hiện diện quá mức của P-glycoprotein, điều này làm giảm việc thâm nhập của các thuốc độc tế bào (điều trị ung thư) vào trong cơ thể. Bởi vì điều này tạo cho các khối u khả năng kháng thuốc trị ung thư, P-glycoprotein còn được biết đến như là protein gây đề kháng đa thuốc (multidrug resistance protein)[1]. P-glycoprotein cũng hiện diện ở nhiều mô bình thường, không phải ung thư, với chức năng bài tiết (như ruột non, gan, thận)[1] và tại Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt 2
  13. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên các hàng rào máu-mô (như hàng rào máu - não, hàng rào máu – tinh hoàn, hàng rào nhau thai)[2]. Cùng với các enzyme cytochrome P450, sự hiện diện của P-glycoprotein được tin là một bước tiến hóa thích hợp của cơ thể để chống lại các chất độc hại tiềm tàng muốn thâm nhập vào cơ thể. Với vài trò là một kênh vận chuyển đẩy thuốc ra khỏi cơ thể, nó làm giảm sinh khả dụng của các thuốc dùng đường uống bằng cách bơm ngược thuốc trở lại lumen ruột. Điều này thúc đẩy bài tiết thuốc qua mật và nước tiểu, qua đó bảo vệ một số mô như não, tinh hoàn, nhau thai và bạch cầu. Cơ chất vận chuyển bởi P-glycoprotein có rất nhiều cấu trúc khác nhau.P-glycoprotein tham gia thải trừ thuốc không nhiều. Nó chỉ hiện diện tại bề mặt của tế bào ống lượn gần ở thận. P-glycoprotein tham gia vận chuyển thuốc ra nước tiểu. P-glycoprotein đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa các tương tác thuốc-thuốc[3]. Dược động học của thuốc có thể sẽ bị thay đổi khi được dùng cùng với một chất gây ức chế hoặc cảm ứng P-glycoprotein[3,5,6]. Các chất ức chế bao gồm clarithromycin, erythromycin, ritonavir và verapamil. Chất cảm ứng bao gồm rifampicin và St John’s wort (một loại thảo dược). Có nhiều cơ chất được vận chuyển bởi P-glycoprotein tương tự với CYP3A4. Nó vận chuyển nhiều thuốc thuộc nhiều nhóm khác nhau, bao gồm: + Thuốc trị ung thư: docetaxel, etoposide, vincristine + Nhóm chẹn kênh calci: amlodipine + Nhóm ức chế calcineurin: cyclosporin, tacrolimus Digoxin + Kháng sinh nhóm macrolide: Clarithromycin + Nhóm ức chế men protease Các cơ chất của P-glycoprotein có thể chia thành 2 loai: các thuốc không bị chuyển hóa ở người, chẳng hạn như digoxin và những thuốc là cơ chất của cả P- glycoprotein và enzym chuyển hóa thuốc, thông thường là CYP3A4[2,3]. Nhiều cơ chất của P-glycoprotein cũng là cơ chất của CYP3A4 vì những chất ức chế P- glycoprotein thì cũng ức chế CYP3A4, nhiều tương tác thuốc- thuốc có liên quan đến sự ức chế hay cảm ứng cả P-glycoprotein và CYP3A4. Một số thuốc là tác nhân của các tương tác trên như: cyclosporin, tacrolimus và rivaroxaban[3]. Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt 3
  14. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên Hình 1.1. Hình ảnh phân tử P-glycoprotein trong màng tế bào Hình 1.2. Cấu trúc của P-glycoprotein Sự khác nhau về sinh khả dụng giữa các cá thể làm cho việc dự đoán một cách chính xác các tương tác thuốc- thuốc tiềm tàng thông qua P-glycoprotein trở nên phức tạp. Điều này cũng ảnh hưởng đến những thuốc không bị chuyển hóa ở người( fexofennadine, dioxin). Cần có nhiều hơn nữa những kiến thức về vai trò của gen đối với hoạt động và biểu lộ của protein vận chuyển sẽ góp phần giúp hiểu rõ hơn về sự khác nhau về phân bố và tác dụng của thuốc giữa các cá thể và chủng tộc khác nhau[2]. Tóm lại, P-glycoprotein là một protein vận chuyển đẩy thuốc ra khỏi cơ thể ,nó có mặt tại nhiều cơ quan đóng vai trò qua trọng trong việc vận chuyển thuốc và có vai trò quan trọngtrong hấp thu , phân bố, chuyển hóa, thải trừ thuốc. Mặc dù các tương tác với protein vận chuyển thuốc trên lâm sàng có thể không có nhiều ý nghĩa, nhưng các cảnh báo về những nguy cơ xảy ra tương tác thuốc liên quan đến protein vận chuyển thuốc vẫn rất quan trọng. Nếu tương tác xảy ra, hậu quả có thể là suy nhược hệ thần kinh trung ương, giảm hiệu quả điều trị HIV, thải loại mảnh Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt 4
  15. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên ghép.Trang bị những kiến thức về những tương tác tiềm tàng này sẽ giúp đảm bảo việc chăm sóc và điều trị hiệu quả trên nhóm các bệnh nhân nguy cơ. 1.2. Chuyển động dịch chuyển ngẫu nhiên (Brownian) Khi một hạt rắn đặt trong dung dịch, ngoài việc chúng chuyển động quay Brownian mà đồng thời chúng còn chuyển động dịch chuyển. Các quy luật cơ bản của chuyển động dịch chuyển Browninan đã được thiết lập bởi Einstein và sau Perrin là người phát triển sâu và đầy đủ hơn . Chuyển động Brownian của một hạt rắn trong môi trường có độ nhớt η(T) được đặc trưng bởi một tập hợp các tham số bất thường do kích động nhiệt. Các luật cơ bản của chuyển động Brownian của một quả cầu nhỏ tự do đắm mình trong một chất lỏng cho phép xác định các vị trí dịch chuyển của một hạt theo thời gian dài so với khoảng thời gian giữa hai "cú sốc". Chúng ta xét một hạt nhỏ chuyển động Brownian mà trong quá trình di chuyển nó bị bắn phá từ mọi phía bởi các phân tử của môi trường xung quanh do kích động của nhiệt. Vấn đề đặt ra là: sau mỗi khoảng thời gian, khoảng cách trung bình của hạt tại điểm tìm thấy nó là bao nhiêu?. Chúng ta thấy rằng bình phương dịch chuyển trung bình tỷ lệ với thời gian. Điều này có thể viết theo công thức dưới đây trong n chiều. 〈𝑟 2 〉 = 2𝑛𝐷𝜏 (1.1) ở đó D là hệ số khuếch tán dịch chuyển, τ là thời giantrôi của hạt dạng cầu. Để xác định D, chúng ta có thể viết các lực cân bằng tác dụng lên hạt bằng cách xem hạt chịu tác dụng của ma sát nhớt tỷ lệ thuận với tốc độ. Sự cân bằng của các lực đó có thể như sau (theo một chiều), được gọi là phương trình Langevin: 𝑑2𝑥 𝑚 = −𝜇𝑣𝑥 (𝑡 ) + 𝐹𝑒𝑥𝑡 (𝑡) (1.2) 𝑑𝑡 2 Ở đó, 𝐹𝑒𝑥𝑡 (𝑡) là ngoại lực tác dụng lên hạt trong môi trường, 𝑣𝑥 (𝑡) là vận tốc theo trục𝑥, 𝜇 là hệ số ma sát, giá trị của 𝜇 có thể được xác định trực tiếp từ thực nghiệm. Nhân 2 vế của phương (3.2) với 𝑥 và lấy trung bình, ta nhận được : 𝑑2𝑥 𝑑𝑥 〈𝑚𝑥 〉 = 〈−𝜇𝑥 + 𝑥𝐹𝑒𝑥𝑡 (𝑡)〉 𝑑𝑡 2 𝑑𝑡 𝑑2𝑥 𝑑𝑥 ⇔ 〈𝑚𝑥 〉 = 〈−𝜇𝑥 〉 + 〈𝑥𝐹𝑒𝑥𝑡 (𝑡)〉 (1.3) 𝑑𝑡 2 𝑑𝑡 Với 〈𝑥𝐹𝑒𝑥𝑡 (𝑡)〉 = 0 do tính chất đối xứng, Vì vậy : 𝑑2𝑥 𝑑𝑥 〈𝑚𝑥〉 = − 〈𝑚( )2 〉 (1.4) 𝑑𝑡 2 𝑑𝑡 Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt 5
  16. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên Ta nhận được: 𝑑𝑥 𝑑𝑥 𝑑𝑥 𝑚 𝑑𝑥 2𝑚 − 〈𝜇𝑥 〉 = − 〈𝑚( )2 〉 ⟺ 2 〈𝑥 〉=2 〈( ) 2 〉 = 〈𝑣𝑥2 〉 (1.5) 𝑑𝑡 𝑑𝑡 𝑑𝑡 𝜇 𝑑𝑡 𝜇 Với 〈𝑣𝑥2 〉 vận tốc bình phương trung bình theo trục𝑥. 1 1 Chúng ta biết rằng, ở điều kiện cân bằng nhiệt động: 𝑚〈𝑣𝑥2 〉 = 𝑘𝐵 𝑇 2 2 Với 𝑘𝐵 là hằng số Boltzmann. Ở đó 𝑑𝑥 𝑘𝐵 𝑇 2 〈𝑥 〉=2 𝑑𝑡 𝜇 𝑑 〈𝑥 2 〉 𝑘𝐵 𝑇 ⟺ =2 𝑑𝑡 𝜇 𝑘𝐵 𝑇 ⟹ 〈𝑥 2 〉 = 2 .𝑡 (1.6) 𝜇 Công thức này có thể tổng quát hóa cho n chiều, ta có : 𝑘𝐵 𝑇 〈𝑟 2 〉 = 𝑛 𝑡 (1.7) 𝜇 Chúng ta có thể nhận được mối liên hệ theo hệ số khuếch tán dịch chuyển, hệ số nhớt của môi trường và nhiệt độ từ các phương trình (1.3) và (1.9): 𝐷𝜇 = 𝑘𝐵 𝑇 (1.8) Đối với các hạt hình cầu, có thể chứng minh được công thức liên hệ giữa hệ số ma sát với bán kính R của hạt và độ nhớt chất lỏng 𝜂 theo: 𝜇 = 6𝜋𝑅𝜂 (1.9) Cuối cùng, đối với hạt hình cầu, chúng ta nhận được công thức Einstein- Stokes: 𝑘𝐵 𝑇 𝐷= (1.10) 6𝜋𝑅𝜂 Trong công thức này, bán kính của hạt thực chất là bán thủy động lực học –là bán kính hình học của hạt mà bị giới hạn bởi một lớp giới hạn của môi trường quay quanh hạt. Từ đây ta có thể viết lại công thức bình phương dịch chuyển trung bình theo hệ số khuếch tán: 〈𝑟 2 〉 = 𝑛𝐷𝑡 (1.11) Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt 6
  17. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên - Xét trong không gian 3 chiều : 〈𝑟 2 〉 = 6𝐷𝑡. - Xét trong không gian 2 chiều : 〈𝑟 2 〉 = 4𝐷𝑡. (1.12) - Xét trong không gian 1 chiều : 〈𝑟 2 〉 = 2𝐷𝑡. 1.3.Kính hiển vi quang học[7] 1.3.1.Khái niệm cơ bản về kính hiển vi quang học Kính hiển vi quang học là dụng cụ quang học dùng để tạo ra hình ảnh phóng đại của các vật nhỏ mà không thể quan sát được bằng mắt thường. Một kính hiển vi thực hiện các chức năng sau: tạo ra ảnh phóng đại của mẫu, phân giải các chi tiết của ảnh, và làm cho các chi tiết đó quan sát được bằng mắt người hoặc camera. Bằng sự kết hợp một số các thấu kính một cách chính xác, kính hiển vi có thể tạo ra giá hình ảnh với độ phóng đại rất lớn. 1.3.2. Cấu tạo chung của kính hiển vi quang học Cấu tạo của kính hiển vi quang học gồm ba phần chính: • Nguồn chiếu sáng • Hệ quang học phóng đại ảnh • Hệ thu ảnh Trong ba bộ phận chính của kính hiển vi, bộ phận quan trọng cũng như phức tạp nhất chính là bộ quang học phóng đại ảnh, bộ phận này là bộ phận quyết định nhiệm vụ phóng đại ảnh của kính hiển vi. Để hiểu nguyên lý hoạt động của kính hiển vi, chúng ta cần biết cấu tạo cơ bản của hệ kính. Hầu hết các kính hiển vi có một cơ cấu dịch chuyển cơ học gắn vào bàn soi cho phép người dùng xác định đúng vị trí, hướng, và tập trung mẫu để tối ưu hoá việc quan sát và ghi lại ảnh. Cường độ chiếu sáng và định hướng đường đi của ánh sáng trong kính hiển vi có thể được điều khiển bởi một hệ thống gồm thấu kính, diaphram, gương, lăng kính, các bộ phận tách chùm sáng và các thiết bị quang học khác để đạt được ảnh có độ phân giải, độ phóng đại, độ chói và độ tương phản như ý muốn trong mẫu. Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt 7
  18. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên Hình 1.3.Các thành phần cấu tạo bên trong kính hiển vi quang học Hình 1.1 là cấu tạo của một kính hiển vi quang hiện đại. Hệ thống chiếu sáng được cung cấp bởi đèn đặt trong buồng đèn. Ánh sáng phát ra từ đèn được truyền qua một hệ thống thấu kính tạo chùm tia song song được dẫn truyền trong đế kính hiển vi. Ngoài ra trong đế kính hiển vi có một số phin lọc đặt trước gương phản xạ, sau khi ánh sáng phản xạ trên gương sẽ được truyền qua diapragm thị trường và tới buồng tụ sáng . Bộ phận tụ sáng tạo ánh sáng có dạng nón chiếu vào mẫu (được định vị trên bàn soi), ánh sáng truyền qua mẫu đi vào trong vật kính. Ánh sáng qua vật kính được tách thành hai chùm tia bởi một lăng kính để đi vào thị kính và camera. 1.3.3. Nguyên lý hoạt động chung của kính hiển vi quang học 1.3.3.1. Nguyên tắc phóng đại ảnh của kính hiển vi Khi nhìn vào kính hiển vi, ta không nhìn thấy mẫu mà nhìn thấy ảnh của mẫu. Hình ảnh đó là đại diện của mẫu, chính xác đến từng chi tiết từ hình dáng tới màu sắc. Hình 1.4.Sơ đồ tạo ảnh của kính hiển vi Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt 8
  19. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên Để ảnh của vật được phóng đại lên thì cần đặt mẫu rất gần với tiêu cự của thấu kính thứ nhất (còn gọi là vật kính). Theo tính chất của thấu kính hội tụ, khi vật đặt rất gần ở tiêu cự thì cho ảnh là ảnh thật, ngược chiều vật, và được phóng đại lớn hơn nhiều lần tùy vào khoảng cách đặt vật cũng như độ dài tiêu cự vật kính. Thấu kính được sử dụng có độ dày đủ mỏng để độ dài đường đi của ánh sáng qua vật kính là không đáng kể. Ảnh thật được tạo qua vật kính gọi là ảnh trung gian. Để quan sát được ảnh này người ta phải dùng một thấu kính thứ hai đặt gần ảnh trung gian để tạo ra ảnh ảo trên võng mạc của mắt, thấu kính thứ hai này còn được gọi là thị kính. Do đó khi quan sát vật qua kính hiển vi ta luôn thấy được ảnh của nó nằm cùng chiều và lớn hơn nhiều lần so với mẫu vật [8] Đặt khoảng cách từ vật tới tâm của vật kính (vật kính trong trường hợp này là một thấu kính đơn) là a theo hình1.2, khoảng cách từ tâm của vật kính tới ảnh là b, tiêu cự của vật kính là f.Theo tính chất thấu kính lồi dùng làm vật kính ta có công thức sau: 1 1 1 + = a b f a. f b= Suy ra a− f h1.b (2.1) h2 = a Độ phóng đại của ảnh được xác định bởi: b f M= = (2.2) a a− f Như vậy khi vật đặt rất gần tiêu cự của thấu kính thì độ phóng đại càng lớn. Khi độ lớn của vật mẫu là h1 và h2 là độ lớn của ảnh thì: ℎ2 = 𝑀. ℎ1 (2.3) Xác định được độ lớn của ảnh trung gian thì ta sẽ tính được độ lớn của ảnh khi quan sát thị kính, lúc này ảnh trung gian lại đóng vai trò là vật cần quan sát. a) Cấu hình quang học Có hai loại cấu hình quang học của kính hiển vi: kính hiển vi có chiều dài ống giới hạn và kính hiển vi hiệu chỉnh tia sáng vô cùng. Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt 9
  20. Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên Hình 1.5. Sơ đồ kính hiển vi giới hạn chiều dài ống Theo hình 1.2, một vật có chiều cao h1 đặt cách tâm vật kính một khoảng là a cố định, ảnh trung gian được tạo ra bởi vật kính sẽ phụ thuộc vào tiêu cự và khoảng cách a, giả sử khoảng cách từ ảnh trung gian tới tâm vật kính là b thì độ cao của ảnh h2 được xác định là h 2 = h1.b a a. f a. f b = b= Theo công thức (2.1) thì a− f a − f ,a và f cố định nên khoảng cách b là cố định, dẫn đến chiều cao h2 của ảnh phụ thuộc vào khoảng cách a và độ dài tiêu cự f của thấu kính. Mô hình kính hiển vi chiều dài ống ống giới hạn sẽ cho độ phóng đại ảnh không đổi. Hình 1.6. Cấu hình tia truyền trong kính hiển vi hiệu chỉnh vô cùng Mô hình kính hiển vi hiệu chỉnh tia sáng vô cùng được thiết kế thêm thấu kính đặt sau vật kính nhằm tạo tia sáng song song. Ảnh trung gian thu được lúc này phụ thuộc vào vị trí đặt thấu kính phụ, khi thay đổi vị trí của thấu kính phụ ta sẽ lấy được các vị trí khác nhau của ảnh trung gian. Ảnh của vật quan sát ngoài phụ thuộc vào vật kính còn phụ thuộc vào khoảng cách từ ảnh trung gian tới thị kính, khi khoáng cách Học viên: Nguyễn Vũ Ánh Nguyệt 10
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.26: Bộ 320 Luận Văn Thạc Sĩ Y Học
320 tài liệu
1244 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
16=>1