Tối ưu hóa các điều kiện để tạo vỏ vi khuẩn rỗng Bacterial ghost sử dụng tác nhân hóa học (Khóa luận tốt nghiệp)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐỖ VĂN TÙNG

Tên đề tài:
TỐI ƢU HÓA CÁC ĐIỀU KIỆN TẠO VỎ VI KHUẨN RỖNG
(Bacterial ghost) SỬ DỤNG TÁC NHÂN HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Công nghệ Sinh học

Lớp

:K 44 - CNSH

Khoa

: CNSH-CNTP

Khóa học

: 2012-2016

Thái Nguyên, năm 2016


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐỖ VĂN TÙNG

Tên đề tài:
TỐI ƢU HÓA CÁC ĐIỀU KIỆN TẠO VỎ VI KHUẨN RỖNG
(Bacterial ghost) SỬ DỤNG TÁC NHÂN HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Công nghệ Sinh học

Khoa

: CNSH-CNTP

Khóa học

: 2012-2016

Giảng viên hƣớng dẫn : 1. PGS.TS Đồng Văn Quyền

Viện Công nghệ Sinh học -Viện Hàn lâm và Khoa học
công nghệ Việt Nam
2.ThS. Bùi Đình Lãm
Khoa CNSH-CNTP, Trƣờng ĐH Nông Lâm Thái Nguyên

Thái Nguyên, năm 2016


i
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Vi sinh
Phân tử, Viện Công Nghệ Sinh Học-Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ
Việt Nam, ngoài sự nỗ lực của nhóm, em còn nhận đƣợc sự giúp đỡ nhiệt tình
từ quý Thầy Cô của Viện Công Nghệ Sinh Học-Viện Hàn Lâm Khoa Học và
Công Nghệ Việt Nam.
Để hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn
PGS.TS Đồng Văn Quyền Phó viện trƣởng Viện Công Nghệ Sinh Học,
Trƣởng phòng Vi sinh vật Phân tử đã tạo điều kiện cho em có đƣợc môi
trƣờng tốt nhất để phát huy khả năng của bản thân trong suốt quá trình nghiên
cứu, học tập và trao đổi kiến thức tại phòng, giúp đỡ em tận tình để hoàn
thành tốt đề tài tốt nghiệp này.
Em cũng xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Minh Hƣờng cùng các
anh chị đang làm việc và nghiên cứu tại phòng Vi sinh vật Phân tử đã tận tình
truyền đạt kiến thức, cùng các kĩ năng và thao tác trong suốt quá trình nghiên
cứu tại phòng. Để từ đó em có một nền tảng kiến thức và kĩ năng thao tác
hoàn thiện, vững chắc hơn giúp em hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn ThS. Bùi Đình Lãm đã hƣớng dẫn và tạo
điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đề tài.
Qua đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Cha Mẹ, Anh Chị Em trong
gia đình và họ hàng, bạn bè đã động viên giúp cho em có tinh thần để hoàn

thành tốt qua trình nghiên cứu vừa qua,
Xin Chân Thành Cảm Ơn!
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 5 năm 2016

SINH VIÊN THỰC HIỆN
Đỗ Văn Tùng


ii

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1:

Các tác nhân hóa học sử dụng trong đề tài. ................................ 27

Bảng 2:

Các công thức thí nghiệm nghiên cứu tối ƣu quy trình tạo vỏ
rỗng ............................................................................................. 32

Bảng 3:

Ảnh hƣởng của nồng độ tế bào đƣợc pha loãng sử dụng trong
các thí nghiệm đến kết quả của các quy trình tạo vỏ rỗng tế
bào vi khuẩn................................................................................ 33

Bảng 4:

Hình ảnh tế bào vỏ rỗng vi khuẩn tạo ra dƣới các điều kiện

nhiệt độ khác nhau soi dƣới kinh hiển vi quang học độ phóng
đại 100X. .................................................................................... 35

Bảng 5:

Ảnh hƣởng của thời gian ủ tới sự bất hoạt vỏ tế bào vi khuẩn
rỗng. ............................................................................................ 37

Bảng 6:

Ảnh hƣởng của nồng độ tác nhân NaOH đến hình thái ............. 38


iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1: Hình thái các loại vi khuẩn [3] .......................................................... 6
Hình 2: Cấu tạo tế bào vi khuẩn [3] ................................................................ 7
Hình 3: Vi khuẩn Salmonella........................................................................ 12
Hình 4: Quá trình phân giải tế bào vi khuẩn tạo vỏ tế bào rỗng................... 20
Hình 5:

Kết quả kính hiển vi điện tử quét cho thấy cấu trúc vỏ tế bào vi
khuẩn rỗng tạo ra bằng phƣơng pháp “Sponge-like”. ..................... 23

Hình 6: Hình ảnh tế bào vỏ rỗng vi khuẩn và biểu đồ thể hiện quá trình
gây đáp ứng miễn dịch bằng vỏ tế bào rỗng vi khuẩn theo các
cách tác động khác nhau Vinod và cs năm 2014. ............................ 24
Hình 7: Ảnh hiển vi quang học. .................................................................... 36

iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
VSV

: Vi sinh vật

DNA

: Deoxyribonucleic acid

RNA

: Ribonucleic acid

Cs

: Cộng sự

PBS

: Dung dịch đệm

SDS

: Sodium dodecyl sulfate

LPS

: Lipopolysaccharide

BGs

: Bacterial ghost

đvC

: Đơn vị cacbon


v

MỤC LỤC
PHẦN 1: MỞ ĐẦU .....................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề. ...........................................................................................................1
1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài. ............................................................................2
1.2.1. Mục tiêu của đề tài. ...........................................................................................2
1.2.2. Yêu cầu của đề tài. ............................................................................................2
1.3. Ý nghĩa của đề tài. ................................................................................................3
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................4
2.1. Giới thiệu chung về vi khuẩn. .............................................................................4
2.1.1. Đặc điểm hình thái và cấu tạo. ..........................................................................4
2.1.1.1. Hình thái vi khuẩn. .........................................................................................4
2.1.1.2. Cấu tạo tế bào vi khuẩn. .................................................................................7
2.1.2. Phân loại vi khuẩn. ..........................................................................................10
2.2. Giới thiệu chung về chi Salmonella. ..................................................................11
2.2.1. Nguồn gốc của vi khuẩn Salmonella...............................................................11
2.2.2. Đặc điểm hình thái và phân loại......................................................................12
2.2.2.1. Hình thái và cấu trúc của vi khuẩn Salmonella. ...........................................12

2.2.2.2. Phân loại vi khuẩn Salmonella. ....................................................................14
2.3. Khả năng và cơ chế gây bệnh.............................................................................16
2.4. Tình trạng kháng kháng sinh của chủng Salmonella gây bệnh. .........................18
2.5. Giới thiệu về vỏ vi khuẩn rỗng (bacterial ghost). ..............................................19
2.6. Vai trò của vi khuẩn rỗng. ..................................................................................21
2.6.1. Giá trị về y học. ...............................................................................................21
2.6.2. Giá trị về kinh tế. .............................................................................................22
2.7. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc và thế giới. ....................................................22
2.7.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới. .................................................................22
2.7.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc. ...................................................................25
PHẦN 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........26
3.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. .....................................................................26


vi
3.1.1. Đối tƣớng nghiên cứu......................................................................................26
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu. ........................................................................................26
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu. .....................................................26
3.3. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất. ............................................................................26
3.4. Nội dung nghiên cứu. .........................................................................................27
3.5. Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................................27
3.5.1. chuẩn bị môi trƣờng nuôi cấy vi khuẩn. .........................................................27
3.5.2. Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................27
PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................31
4.1. Kết quả ...............................................................................................................31
4.1.1. Xác định nồng độ tế bào thích hợp nhất trong quy trình tạo vỏ rỗng tế bào vi
khuẩn..........................................................................................................................32
4.1.2. Xác định ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến quy trình tạo vỏ tế bào vi
khuẩn rỗng. ................................................................................................................35
4.1.3. Đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ các tác nhân NaOH đến hình thái và hiệu

suất tạo vỏ rỗng tế bào vi khuẩn................................................................................37
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................40
5.1. Kết luận. .............................................................................................................40
5.2. Kiến nghị. ...........................................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................41
I.Tài liệu tiếng việt. ...................................................................................................41
II. Tài liệu tiếng anh. .................................................................................................41
III. Tài liệu internet ...................................................................................................44


1
PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề.
Ở Việt Nam hiện nay đang trong thời kì phát triển kinh tế, các hoạt
động kinh tế và sản xuất làm thay đổi môi trƣờng một cách nhanh chóng,
cùng với đó là điều kiện khí hậu nóng ẩm nhiệt đới. Điều này đã dẫn đến sự
xuất hiện nhiều loài vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm gây thiệt hại về kinh tế
cũng nhƣ sức khỏe con ngƣời nhƣ : vi khuẩn tả lợn (Vibrio cholera), vi khuẩn
gây bệnh viêm phổi lợn, vi khuẩn gây bệnh đƣờng tiêu hóa(Salmonella, E.
coli)… Trong khi đó, việc sử dụng lạm dụng các chất kháng sinh dẫn đến tình
trạng gia tăng các chủng kháng thuốc trong quần thể. Các nghiên cứu gần đây
cho thấy tỷ lệ cao các chủng E. coli và Salmonella đa kháng đƣợc phát hiện
trong các nguồn thức ăn ở Việt Nam [13] [21] [19]. Đây là một trong những
nguyên nhân dẫn đến việc bùng phát dịch bệnh ngộ độc thức phẩm hằng năm
ở nƣớc ta. Trƣớc tình hình trên, nhu cầu sử dụng vaccine ở nƣớc ta là rất lớn.
Tuy nhiên, số lƣợng vaccine đƣợc sản xuất ở nƣớc ta còn hạn chế. Vaccine
sản xuất ở Việt Nam chủ yếu là vaccine vi sinh vật bất hoạt. Tuy nhiên số
lƣợng sản xuất không đủ để đáp ứng khi dịch bệnh bùng phát. Các nghiên cứu
cần đƣợc thực hiện để tìm ra các phƣơng pháp chế tạo vaccine mới với thời

gian sản xuất ngắn và độ an toàn cao, nhằm giải quyết tình trạng dịch bệnh ở
nƣớc ta.
Vỏ tế bào vi khuẩn rỗng là một bƣớc tiến mới về khoa học, cũng nhƣ
trong y học động vật. Vỏ tế bào khuẩn rỗng có thể đƣợc dùng để chế tạo ra
một loại vaccine mới với nhiều ƣu điểm hơn, việc tạo ra vỏ vi khuẩn rỗng và
đóng gói nó tƣơng đối đơn giản [26]. Đặc biệt nữa là loại vaccine đƣợc chế
tạo từ vỏ vi khuẩn rỗng không cần bảo quản ở kho lạnh nên giảm đƣợc chi phí


2
vận chuyển và sử dụng, do chúng có thể tiến hành đông cô và bảo quản ở
nhiệt độ bình thƣờng [11]. Giúp tiết kiệm chi phí và thời gian cho ngƣời sử
dụng. Cách thức tạo vi khuẩn rỗng hiện nay chủ yếu là sử dụng các kĩ thuật
chuyển gen và kĩ thuật di truyền. Phƣơng pháp này hiệu quả nhƣng có thể
chứa nhiều nguy cơ tạo ra các chủng siêu vi khuẩn hay các loại vi khuẩn mới
khó kiểm soát.
Do đó, dƣới sự phát triển của khoa học kĩ thuật cũng nhƣ kinh nghiệm
từ nghiên cứu của một số tác giả, đã nghiên cứu các phƣơng pháp hóa học để
sản xuất vỏ tế bào vi khuẩn rỗng. Nguyên lý của phƣơng pháp dựa trên khả
năng phá vỡ thành tế bào vi khuẩn của một số chất hóa học ở nồng độ xác
định. Năm 2003, Amara và cs đã thành công sản xuất vỏ tế bào vi khuẩn rỗng
từ vi khuẩn E .coli ở pha cân bằng [6] qua đây ta có thể “Tối ƣu hóa các điều
kiện để tạo vỏ vi khuẩn rỗng (Bacterial ghost) sử dụng tác nhân hóa học”
phƣơng pháp này có thể là hƣớng phát triển đúng đắn và tránh đƣợc các nguy
cơ rủi ro. Việc hoàn thiện quy trình và nắm bắt đƣợc phƣơng pháp tái tạo
này, sẽ mở ra bƣớc tiến lớn về sinh học cũng nhƣ trong y học động vật, y học
của ngƣời.
1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài.
1.2.1. Mục tiêu của đề tài.
Lựa chọn các tác nhân hóa học cho hiệu suất tạo vỏ tế bào vi khuẩn

rỗng cao nhất và tối ƣu hóa quy trình tạo vỏ tế bào vi khuẩn rỗng. Đối tƣợng
vi khuẩn đƣợc lựa chọn trong đề tài này là một chủng Salmonella spp. thuộc
nhóm vi khuẩn Gram âm, một trong những nhóm vi khuẩn gây bệnh chủ yếu
ở nƣớc ta.
1.2.2. Yêu cầu của đề tài.
- Tìm ra nồng độ vi khuẩn cho số lƣợng vỏ tốt nhất và nhiều nhất.
- Độ sống sót của vi khuẩn rỗng sau quá trình tạo thành bị bất hoạt 100%.
- Hình thái vỏ rỗng không bị vỡ nát, nguyên vẹn và có độ rỗng cao nhất có thể.


Khóa luận đầy đủ ở file: Khóa luận full