Nghiên cứu hoạt tính sinh học phức chất của Lantan với L-glutamin và L-lơxin

Lê Hữu Thiềng và đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 83(07): 3 - 8<br /> <br /> NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC PHỨC CHẤT<br /> CỦA LANTAN VỚI L-GLUTAMIN VÀ L-LƠXIN<br /> Lê Hữu Thiềng, Vũ Thị Ngọc Thuỷ, Nguyễn Thị Thu Huyền<br /> Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Bài báo này thông báo kết quả khảo sát ảnh hưởng của phức La(Gln) 3(NO3)3.4H2O và phức<br /> La(Leu)3(NO3)3 đến sự phát triển mầm của hạt đỗ tương và khả năng kháng khuẩn của chúng đối<br /> với hai vi khuẩn: escherichia coli, staphylococcus. Ảnh hưởng của phức chất<br /> La(Gln)3(NO3)3.4H2O đến sự phát triển mầm của hạt đỗ tương được nghiên cứu trong khoảng<br /> nồng độ từ 50 ÷ 250 ppm. Kết quả thực nghiệm cho thấy từ nồng độ 50 ÷ 100 ppm, phức chất có<br /> tác dụng kích thích, từ 150 ÷ 250 ppm lại ức chế sự phát triển mầm hạt đỗ tương. Phức chất kích<br /> thích sự phát triển mầm hạt đỗ tương kém hơn so với phối tử, còn ion kim loại thì ức chế sự phát<br /> triển mầm hạt đỗ tương. Ảnh hưởng của phức chất La(Leu) 3(NO3)3 được nghiên cứu trong khoảng<br /> nồng độ từ 60 ÷ 300 ppm. Kết quả thực nghiệm cho thấy phức chất có tác dụng ức chế sự phát<br /> triển mầm hạt đỗ tương, sự ức chế tăng theo nồng độ và phức chất có tác dụng ức chế kém hơn<br /> phối tử, tốt hơn ion kim loại. Ở nồng độ 50.000 µg/ml cả hai phức chất đều có hoạt tính kháng<br /> khuẩn đối với vi khuẩn escherichia coli và staphylococcus. Khả năng kháng khuẩn của hai phức<br /> chất khác nhau không đáng kể.<br /> Từ khóa: Phức chất, lantan, glutamin, lơxin, hoạt tính sinh học<br /> <br /> MỞ ĐẦU*<br /> Các phức chất của nguyên tố đất hiếm<br /> (NTĐH) với các aminoaxit đã được ứng dụng<br /> trong nhiều lĩnh vực khác nhau (công nghệ<br /> sinh học, nông nghiệp, y dược,…)[3, 4]. Các<br /> kết quả nghiên cứu khẳng định phức chất của<br /> nguyên tố đất hiếm với aminoaxit được dùng<br /> làm chất xúc tác tách AND, ARN [2], có hoạt<br /> tính thuốc [5]. Trong bài báo này, chúng tôi<br /> thông báo kết quả khảo sát ảnh hưởng của<br /> phức chất tạo bởi lantan với l-glutamin, lantan<br /> với l- lơxin đến sự phát triển mầm của hạt đỗ<br /> tương và hoạt tính kháng khuẩn của chúng<br /> đối với một số vi khuẩn gây bệnh.<br /> THỰC NGHIỆM<br /> 1. Điều chế phức chất của lantan với<br /> l-glutamin, với l-lơxin<br /> Trộn La(NO3)3 với l-glutamin (Gln) hoặc llơxin (Leu) theo tỉ lệ mol là 1:3. Sau đó hoà<br /> tan hỗn hợp trên bằng dung dịch nước etanol<br /> theo tỉ lệ thể tích là 1:1. Đun cách thuỷ hỗn<br /> hợp phản ứng ở nhiệt độ 50 ÷ 600C. Thỉnh<br /> thoảng thêm vào hỗn hợp phản ứng một<br /> lượng xác định etanol tuyệt đối. Khi nước<br /> *<br /> <br /> Tel: 0982859002<br /> <br /> trong hỗn hợp phản ứng còn một lượng tối<br /> thiểu thì ngừng đun, để nguội. Các tinh thể<br /> phức rắn tách ra ở pH 6 ÷ 6,5. Lọc rửa phức<br /> rắn thu được bằng etanol tuyệt đối và bảo<br /> quản trong bình hút ẩm [1].<br /> Bằng các phương pháp phân tích hóa học cho<br /> thấy các phức chất thu được có thành phần<br /> tương<br /> ứng<br /> với<br /> công<br /> thức<br /> La(Gln)3(NO3)3.4H2O và La(Leu)3(NO3)3. Các<br /> phức chất tan tốt trong nước, kém tan trong các<br /> dung môi hữu cơ như etanol, axeton,…<br /> 2. Khảo sát ảnh hưởng của phức chất<br /> La(Gln)3(NO3)3.4H2O đến sự phát triển<br /> mầm của hạt đỗ tương<br /> Phương pháp thí nghiệm: Chọn 6 mẫu hạt đỗ<br /> tương, mỗi mẫu 50 hạt kích thước tương đối<br /> đồng đều (Khối lượng 11,87 ± 0,01 g). Ngâm<br /> hạt trong các dung dịch phức chất có nồng độ<br /> 50, 100, 150, 200, 250 ppm (mẫu so sánh<br /> ngâm trong nước cất). Thể tích mỗi dung dịch<br /> phức chất và nước cất đem ngâm là 100 ml.<br /> Sau thời gian 24 giờ vớt ra và ủ hạt trong cốc<br /> cỡ 500 ml, được lót dưới và đậy trên bằng<br /> giấy lọc. Các dung dịch ngâm được thu hồi để<br /> tưới lại lần sau. Hàng ngày tưới hạt bằng các<br /> dung dịch phức và nước cất theo thứ tự các<br /> mẫu, ngày tưới 3 lần, mỗi lần khoảng 30 phút.<br /> 3<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> 3<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Lê Hữu Thiềng và đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Sau khi mầm hạt phát triển được số ngày tuổi<br /> nhất định, đem đo độ dài thân mầm và rễ của<br /> từng cây trong các mẫu thí nghiệm. Kết quả<br /> được trình bày ở bảng 1, hình 1.<br /> Từ kết quả bảng 1, hình 1 cho thấy: trong<br /> khoảng nồng độ khảo sát của phức chất<br /> 50÷250 ppm, từ nồng độ 50 ÷ 100 ppm phức<br /> chất kích thích sự phát triển mầm của hạt đỗ<br /> tương, sự kích thích thể hiện rõ ở nồng độ<br /> 100 ppm; còn từ nồng độ 150 ÷ 250 ppm lại<br /> <br /> 83(07): 3 - 8<br /> <br /> ức chế sự phát triển mầm, sự ức chế tăng theo<br /> nồng độ.<br /> 3. So sánh ảnh hưởng của phức chất, ion<br /> kim loại và phối tử Gln đến sự phát triển<br /> mầm của hạt đỗ tương<br /> Tiến hành thí nghiệm như 2, mẫu nghiên cứu<br /> ngâm trong các dung dịch: dung dịch phức<br /> La(Gln)3(NO3)3.4H2O nồng độ 100 ppm,<br /> dung dịch La(NO3)3 nồng độ 100 ppm và<br /> dung dịch Gln nồng độ 300 ppm. Kết quả<br /> được trình bày ở bảng 2, hình 2.<br /> <br /> Bảng 1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ phức chất La(Gln) 3(NO3)3.4H2O<br /> đến sự phát triển mầm hạt đỗ tương<br /> Mẫu<br /> Nồng độ phức chất (ppm)<br /> Thời gian (ngày)<br /> <br /> 1<br /> 0(H2O)<br /> <br /> d T (cm)<br /> d R (cm)<br /> <br /> 3,10<br /> <br /> 3,15<br /> <br /> 3,36<br /> <br /> 2,93<br /> <br /> 2,58<br /> <br /> 2,41<br /> <br /> 2,37<br /> <br /> 2,40<br /> <br /> 2,55<br /> <br /> 2,23<br /> <br /> 1,93<br /> <br /> 1,77<br /> <br /> AT (%)<br /> AR (%)<br /> n<br /> <br /> 100<br /> 100<br /> <br /> 101,61<br /> 101,27<br /> <br /> 108,39<br /> 107,59<br /> <br /> 94,52<br /> 94,09<br /> <br /> 83,23<br /> 80,52<br /> <br /> 77,74<br /> 73,75<br /> <br /> 2<br /> 50<br /> <br /> 3<br /> 100<br /> <br /> 4<br /> 150<br /> <br /> 5<br /> 200<br /> <br /> 6<br /> 250<br /> <br /> 4<br /> <br /> 7<br /> <br /> n: độ lặp lại; d T: là độ dài trung bình của thân mầm đỗ tương; d R : là độ dài trung bình của rễ mầm đỗ<br /> tương; AT là % độ dài thân so với đối chứng; AR là % độ dài rễ so với đối chứng;<br /> AT, AR =<br /> <br /> dX<br /> .100<br /> d SS<br /> <br /> d SS: Độ dài trung bình thân, rễ của mầm đỗ tương ở mẫu so sánh (đối chứng).<br /> d X: Độ dài trung bình thân, rễ của mẫu xử lý.<br /> <br /> Hình 1. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất La(Gln)3(NO3)3.4H2O đến sự phát triển mầm hạt đỗ tương<br /> Mẫu<br /> Nồng độ phức chất (ppm)<br /> <br /> 1<br /> 0(H2O)<br /> <br /> 2<br /> 50<br /> <br /> 3<br /> 100<br /> <br /> 4<br /> 150<br /> <br /> 5<br /> 200<br /> <br /> 6<br /> 250<br /> <br /> 4<br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> 4<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Lê Hữu Thiềng và đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 83(07): 3 - 8<br /> <br /> Hình 2. Ảnh hưởng của phức chất, phối tử và ion kim loại đến sự phát triển mầm hạt đỗ tương<br /> 1<br /> 2<br /> 3<br /> 4<br /> H2O<br /> Gln<br /> La(Gln)3(NO3)3.4H2O<br /> La(NO3)3<br /> Bảng 2. Kết quả so sánh ảnh hưởng của phức La(Gln)3(NO3)3.4H2O, Gln và La(NO3)3<br /> đến sự phát triển mầm của hạt đỗ tương<br /> Mẫu<br /> Dung dịch<br /> <br /> 1<br /> H2O<br /> <br /> 2<br /> Gln<br /> <br /> Nồng độ (ppm)<br /> Thời gian (ngày)<br /> <br /> -<br /> <br /> 300<br /> <br /> d T (cm)<br /> d R (cm)<br /> <br /> 3<br /> La(Gln)3(NO3)3.4H2O<br /> <br /> 4<br /> La(NO3)3<br /> <br /> 100<br /> <br /> 100<br /> <br /> 4<br /> 3,10<br /> <br /> 3,53<br /> <br /> 3,36<br /> <br /> 2,37<br /> 2,64<br /> AT (%)<br /> 100<br /> 113,87<br /> AR (%)<br /> 100<br /> 111,39<br /> Từ kết quả ở bảng 2, hình 2 cho thấy phức<br /> chất và phối tử đều kích thích sự phát triển<br /> mầm hạt đỗ tương, phức chất có tác dụng kích<br /> thích sự phát triển mầm đỗ tương kém hơn<br /> phối tử, ion kim loại ức chế sự phát triển<br /> mầm hạt đỗ tương.<br /> 4. Khảo sát ảnh hưởng của phức chất<br /> La(Leu)3(NO3)3 đến sự phát triển mầm của<br /> hạt đỗ tương<br /> Tiến hành thí nghiệm như 2.2 với các dung<br /> dịch phức chất có nồng độ 60, 120, 180, 240,<br /> <br /> 2,90<br /> <br /> 2,43<br /> 1,97<br /> 108,39<br /> 93,55<br /> 102,53<br /> 82,08<br /> 300 ppm. Kết quả được trình bày ở bảng 3,<br /> hình 3.<br /> Từ kết quả ở bảng 3, hình 3 cho thấy phức<br /> chất có tác dụng ức chế sự phát triển mầm của<br /> hạt đỗ tương. Sự ức chế làm giảm chiều cao<br /> của mầm và độ dài của rễ. Trong khoảng<br /> nồng độ khảo sát từ 60 ÷ 300 ppm, phức chất<br /> có tác dụng ức chế sự phát triển mầm của hạt<br /> đỗ tương. Sự ức chế rõ rệt ở nồng độ 120 ppm<br /> và tăng theo nồng độ.<br /> <br /> Bảng 3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ phức chất La(Leu) 3(NO3)3<br /> đến sự phát triển mầm hạt đỗ tương<br /> Mẫu<br /> Nồng độ phức chất (ppm)<br /> Thời gian (ngày)<br /> <br /> 1<br /> 0(H2O)<br /> <br /> 2<br /> 60<br /> <br /> 3<br /> 120<br /> <br /> 4<br /> 180<br /> <br /> 5<br /> 240<br /> <br /> 6<br /> 300<br /> <br /> d T (cm)<br /> d R (cm)<br /> <br /> 3,07<br /> <br /> 2,84<br /> <br /> 2,46<br /> <br /> 2,27<br /> <br /> 2,05<br /> <br /> 1,82<br /> <br /> 2,34<br /> <br /> 2,2<br /> <br /> 1,78<br /> <br /> 1,61<br /> <br /> 1,42<br /> <br /> 1,25<br /> <br /> AT (%)<br /> AR (%)<br /> N<br /> <br /> 100<br /> 100<br /> <br /> 92,51<br /> 94,02<br /> <br /> 80,13<br /> 76,07<br /> <br /> 73,94<br /> 68,80<br /> <br /> 66,78<br /> 60,68<br /> <br /> 59,28<br /> 53,42<br /> <br /> 4<br /> <br /> 7<br /> <br /> Hình 3. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất La(Leu)3(NO3)3 đến sự phát triển mầm hạt đỗ tương<br /> Mẫu<br /> <br /> 1<br /> <br /> 2<br /> <br /> 3<br /> <br /> 4<br /> <br /> 5<br /> <br /> 6<br /> <br /> 5<br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> 5<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Lê Hữu Thiềng và đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Nồng độ phức chất (ppm)<br /> <br /> 0(H2O)<br /> <br /> 60<br /> <br /> 5. So sánh ảnh hưởng của phức chất , ion<br /> kim loại và phối tử Leu đến sự phát triển<br /> mầm của hạt đỗ tương<br /> Đã tiến hành như thí nghiệm 2.2, mẫu nghiên<br /> cứu ngâm trong các dung dịch:<br /> Dung dịch phức La(Leu)3(NO3)3 nồng độ 120<br /> ppm, dung dịch La(NO3)3 nồng độ 120 ppm<br /> và dung dịch Leu nồng độ 360 ppm. Các kết<br /> quả được trình bày ở bảng 4, hình 4.<br /> Từ kết quả ở bảng 4, hình 4 cho thấy, cũng<br /> như phức chất, phối tử và ion kim loại có tác<br /> dụng ức chế sự phát triển mầm của hạt đỗ<br /> tương. Phức chất có tác dụng ức chế kém hơn<br /> phối tử và tốt hơn ion kim loại.<br /> 6. Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của các<br /> phức chất<br /> Chúng tôi tiến hành thử khả năng kháng<br /> khuẩn<br /> của<br /> các<br /> phức<br /> chất<br /> La(Gln)3(NO3)3.4H2O, La(Leu)3(NO3)3 đối<br /> với hai vi khuẩn:<br /> <br /> 120<br /> <br /> 83(07): 3 - 8<br /> 180<br /> <br /> 240<br /> <br /> 300<br /> <br /> Vi khuẩn staphylococcus (khuẩn gam dương)<br /> Vi khuẩn escherichia coli (khuẩn gam âm).<br /> Mẫu nghiên cứu được tiến hành ở phòng Vi<br /> sinh - Trường Đại học Y - Dược - Đại học<br /> Thái Nguyên.<br /> Các chủng khuẩn được nuôi cấy trong môi<br /> trường Mueller-Hinton-Aga, bằng phương<br /> pháp khuếch tán trong thạch (kỹ thuật giếng<br /> thạch). Kết quả được chỉ ra ở bảng 5, hình 5.<br /> Ở bảng 5, hình 5:<br /> Mẫu 1, 3: La(Gln)3(NO3)3.4H2O; Mẫu 2,4:<br /> La(Leu)3(NO3)3<br /> Từ kết quả ở bảng 5, hình 5 cho thấy ở nồng<br /> độ khảo sát là 50 000 µg/ml, các phức chất có<br /> tác dụng kháng khuẩn với hai loại vi khuẩn<br /> Escherichia coli và Staphylococcus. Khả năng<br /> kháng khuẩn của hai phức chất khác nhau<br /> không đáng kể.<br /> <br /> Bảng 4. Kết quả so sánh ảnh hưởng của phức La(Leu)3(NO3)3, La(NO3)3 và Leu<br /> đến sự phát triển mầm của hạt đỗ tương<br /> Mẫu<br /> Dung dịch<br /> Nồng độ (ppm)<br /> Thời gian (ngày)<br /> <br /> 1<br /> H2O<br /> -<br /> <br /> 2<br /> La(Leu)3(NO3)3<br /> 120<br /> <br /> d T (cm)<br /> d R (cm)<br /> <br /> 3,07<br /> <br /> AT (%)<br /> AR (%)<br /> n<br /> <br /> 3<br /> La(NO3)3<br /> 120<br /> <br /> 4<br /> Leu<br /> 360<br /> <br /> 2,46<br /> <br /> 2,68<br /> <br /> 2,31<br /> <br /> 2,34<br /> <br /> 1,78<br /> <br /> 1,94<br /> <br /> 1,63<br /> <br /> 100<br /> 100<br /> <br /> 80,13<br /> 76,07<br /> <br /> 87,30<br /> 82,91<br /> <br /> 75,24<br /> 69,66<br /> <br /> 4<br /> <br /> 7<br /> <br /> Hình 4. Ảnh hưởng của phức chất, phối tử và ion kim loại đến sự phát triển mầm hạt đỗ tương<br /> Bảng 5. Tác dụng kháng khuẩn của các phức chất ở nồng độ 50 000 µg/ml<br /> Mẫu<br /> <br /> Đường kính vòng vô khuẩn (mm)<br /> <br /> 6<br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> 6<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Lê Hữu Thiềng và đtg<br /> <br /> La(Gln)3(NO3)3.4H2O<br /> La(Leu)3(NO3)3<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> Escherichia coli<br /> 21<br /> 18<br /> <br /> 83(07): 3 - 8<br /> Staphylococcus<br /> 29<br /> 30<br /> <br /> Hình 5. Kết quả thử nghiệm kháng khuẩn của phức chất với vi khuẩn Escherichia coli<br /> (ảnh bên trái) và vi khuẩn Staphylococcus (ảnh bên phải)<br /> <br /> KẾT LUẬN<br /> Ion La3+ cũng như các phức chất của nó<br /> với L-glutamin và L-lơxin có ảnh hưởng đến<br /> sự phát triển mầm của hạt đỗ tương.<br /> 1. Trong khoảng nồng độ 50 ÷ 100 ppm phức<br /> chất La(Gln)3(NO3)3.4H2O kích thích sự phát<br /> triển mầm của hạt đỗ tương, và thể hiện rõ ở<br /> nồng độ 100 ppm. Mức độ kích thích của<br /> phức chất kém phối tử, còn ion kim loại ức<br /> chế sự phát triển mầm hạt đỗ tương. Sự kích<br /> thích của phức chất làm tăng độ dài thân và rễ<br /> của mầm đỗ tương.<br /> 2. Trong khoảng nồng độ từ 60 ÷ 300 ppm,<br /> phức chất La(Leu)3(NO3)3 có tác dụng ức chế<br /> sự phát triển mầm của hạt đỗ tương, nồng độ<br /> ức chế rõ rệt là 120 ppm. Sự ức chế làm giảm<br /> độ dài thân và rễ của mầm đỗ tương. Sự ức<br /> chế tăng dần theo nồng độ. Mức độ ức chế<br /> của phức chất kém hơn phối tử và tốt hơn ion<br /> kim loại.<br /> 3. Ở nồng độ 50 000 µg/ml các phức chất<br /> La(Gln)3(NO3)3.4H2O, La(Leu)3(NO3)3 đều có<br /> hoạt tính kháng khuẩn đối với vi khuẩn<br /> Escherichia coli và Staphylococcus. Từ<br /> những kết quả thu được, chúng tôi cho rằng<br /> <br /> các phức chất của lantan với Gln và Leu là có<br /> hoạt tính thuốc, có triển vọng để nghiên cứu<br /> ứng dụng chúng trong sinh học và y dược.<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. Indrasenan P, Lakshmy M (1997).<br /> Synthesis and infrared spectral studies of<br /> some lanthanide complexes with leucine,<br /> Indian Journal of Chemistry. Vol 36A, P. 998<br /> – 1000.<br /> [2]. Julia Torres, Carlos Kremer, Helena<br /> Pardo,…(2003). Preparation and crystal<br /> structure of new Samarium complexes with<br /> glutamic acid. Journal of Molecular Structure<br /> 660, P. 99 – 106.<br /> [3]. P.H. Brown etal (1990). Rare earth<br /> elements biological system hand book on the<br /> physics and chemistry or rare earth. Vol. 13,<br /> P. 432 – 450.<br /> [4]. R. Celia Carubelli, Ana M.G.Massabni<br /> and Sergio R (1997). de A Leite. J. Braz.<br /> Chem. Soc. Vol. 8, No. 6, P. 597 -602.<br /> [5]. Yang Zupei, Zhang Banglao, YuYueying,<br /> Zhang Hongyu (1998). Synthesis and<br /> characterazation on solid compounds of L –<br /> histidine with light rare earth chlorides. Vol.<br /> 26, No. 1, P 57 – 59.<br /> <br /> 7<br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> 7<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br />