phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo, luận văn được chia thành 3 chương như sau: Chƣơng 1: Tetracycline và tán xạ Raman tăng cường bề mặt Chƣơng 2: Thiết bị sử dụng và phương pháp nghiên cứu Chƣơng 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TETRACYCLINE VÀ TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƢỜNG BỀ MẶT 1. Giới thiệu về kháng sinh nhóm Tetracycline Việc phát minh ra kháng sinh và các đặc tính của chúng đã tạo ra một cuộc cách mạng trong y học và cứu loài người thoát khỏi nhiều thảm dịch do vi trùng gây ra. Việc sử dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi được đánh dấu bằng một thí nghiệm của Stokstad và Juke (1949) khi cho gia cầm ăn thức ăn có bổ sung Aureomycin thấy rằng tốc độ sinh trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của gia cầm tăng rõ rệt. Từ đó rất nhiều công trình nghiên cứu về kháng sinh như chất bổ sung trong thức ăn chăn nuôi được thực hiện và bắt đầu từ những năm 1950 và 1960 của thế kỷ 20, một kỷ nguyên mới của ngành chăn nuôi đã được mở ra khi kháng sinh được coi như một yếu tố không thể thiếu và đã tạo nên một bước đột phá về năng suất và hiệu quả chăn nuôi ở nhiều nước trên thế giới.
Tên kháng sinh X1 X2 R X3 Tetracycline H OH CH3 H Chlortetracycline Cl OH CH3 H Oxytetracycline H OH CH3 OH Minocycline N(Me)2 H H H Doxycycline H H CH3 OH Hình 1.1: Công thức cấu tạo của các phân tử kháng sinh nhóm Tetracycline [42] 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong số đó, Tetracycline là kháng sinh phổ rộng được sử dụng rộng rãi trong thú y để điều trị các bệnh nhiễm khuẩn của gia súc, gia cầm. Tetracycline được cấp bằng sáng chế vào năm 1953 và được đưa vào sử dụng năm 1978. Ba loại kháng sinh nhóm Tetracycline quan trọng và được dùng phổ biến hiện nay ở nước ta là: Oxytetracycline - C22H24N209 (gọi tắt là OTC), Tetracycline - C22H24N208 (gọi tắt là TC), và Chlotetracycline - C22H23ClN208 (gọi tắt là CTC) [2]. Công thức cấu tạo của một số phân tử kháng sinh nhóm Tetracycline (bao gồm ba nhóm chính OTC, TC, CTC) được trình bày trong hình 1.
Nhóm kháng sinh này có cấu trúc rất phức tạp, cơ bản gồm bốn vòng benzen với các thành phần khác nhau trên mỗi vòng. Tác dụng kháng sinh của Tetracycline Cơ chế tác dụng: Tetracycline được vận chuyển theo phương thức tích cực qua màng bào tương của các vi khuẩn mẫn cảm với thuốc. Các yếu tố vận chuyển tích cực này chỉ có ở vi khuẩn mà không có ở tế bào cơ thể vật chủ. Sau khi thuốc vượt qua màng bào tương, sẽ gắn vào tiểu phần 30s của Ribosom và đồng thời cũng gắn cả vào ARN thông tin, từ đó ngăn cản sự gắn kết các axít amin vào chuỗi Peptid qua đó ức chế quá trình tổng hợp Protein của vi khuẩn.
Kháng sinh nhóm Tetracycline đều có tác dụng kìm khuẩn. Cả ở khu vực nội dịch và ngoại dịch tế bào, đều có tác dụng như nhau. Thuốc này sẽ không có hiệu quả đối với các bệnh nhiễm trùng do virus (ví dụ như bệnh cảm, cúm thông thường). Phổ tác dụng: Kháng sinh nhóm Tetracycline có phổ tác dụng rất rộng.
Chúng tác dụng với rất nhiều loại vi khuẩn Gram dương và âm, nhiều loại Mycoplasma, Clamidia, Richketsia; tác dụng cả với các Protozoa (ở nồng độ cao) như Theileria, Anaplasma, Eperythrozoom. Tác dụng tốt với các Clostridium, Listeria, Streptococcus, E.rhusiopathiae, Brucella, B,bronchiseptica, Klebsiella. Không tác dụng với P. Hấp thu vào cơ thể: Tetracycline thường được hấp thu theo đường uống, hoặc cũng có thể tiêm tĩnh mạch, tiêm bắp cho động vật, tiêm dưới da cho gia cầm.
Nếu đưa thuốc bằng đường miệng, kháng sinh nhóm Tetracycline có thể giữ được 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nồng độ tác dụng trong máu từ 2 - 4 giờ. OTC được thải qua phân với nồng độ 2,5 mg/g phân khi cho uống ở người. Khả năng hấp thu của thuốc sẽ giảm đi nhiều nếu cho uống cùng với sữa, các sản phẩm của sữa và các muối của các ion Al2+, Mn2+ , Mg2+, Ca2+… Trong trường hợp tiêm, thuốc được hấp thu gần như hoàn toàn, nhanh chóng đạt nồng độ hữu hiệu trong máu hơn đường uống. Tiêm cũng giúp thuốc phân bố trong dịch tổ chức đồng đều hơn, rộng hơn so với uống.
Do vậy hiệu quả điều trị cũng cao hơn. Sau khi uống khoảng 2 - 4 giờ, thuốc sẽ đạt nồng độ hữu hiệu trong máu và có thể giữ trong khoảng 6 giờ hoặc lâu hơn, đôi khi có thể kéo dài tới 24 giờ đến 30 giờ. Nếu cứ sau 6 giờ lại uống 250 mg, nồng độ thuốc trong máu đạt 1 - 3 µg/ml. Còn với liều 500 mg, nồng độ thuốc trong máu đạt 3 - 5 µg/ml.
Liều 1 g nồng độ sẽ còn cao hơn 5 µg/ml. Nồng độ này duy trì trong suốt thời gian điều trị. Khi tiêm liều 250 - 500 mg, nồng độ thuốc trong máu đạt từ 5 - 10 µg/ml. Ứng dụng: Tetracycline có thể sử dụng để phòng trị các bệnh Actinobacillosis, Anaplasmosis, Babeliosis, Leptospirosis, Listeriosis, Mycoplasmosis, Pasteurellosis, Shigellosis, viêm da do Streptococcus (Dermatitis), Mastitis, viêm xoang mũi lợn, viêm phổi do Mycoplasma, CRD - gia cầm.
Khi điều trị các bệnh do Ecoli và Salmonella gây nên, nhất thiết phải kiểm tra kháng sinh đồ để biết chắc chắn vi khuẩn còn mẫn cảm với thuốc mới sử dụng. Ngoài ra, các vi khuẩn P.aureus cũng đã xuất hiện hiện tượng kháng thuốc. Tác dụng phụ của Tetracycline: Tetracycline và Oxytetracycline sử dụng cho thú non có thể là nguyên nhân gây đổi màu của xương, vàng răng, nâu hoặc xám màu. Liều cao hay uống kéo dài có thể làm xương chậm phát triển hoặc vết thương lâu lành.
Tetracycline sử dụng ở nồng độ cao có thể gây ra tổn thương cho gan (nguyên sinh chất tế bào gan bị thay đổi gây gan nhiễm mỡ, thùy gan nhỏ lại), đặc biệt trong những bệnh nhân suy giảm chức năng thận. Trong những nghiên cứu trên động vật nhai lại, liều cao Tetracycline có thể gây trì trệ sự nhai lại do giảm 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nhu động tiêu hóa. Trên những loài thú nhỏ, Tetracycline có thể là nguyên nhân gây ra buồn nôn, ói mửa, biếng ăn và tiêu chảy. Không sử dụng được Tetracycline cho mèo vì nó gây ra đau bụng, sốt, rụng lông và suy nhược.
Tetracycline có thể gây ra phản ứng nhạy cảm với ánh sáng (hiếm), gây độc cho gan hoặc loạn huyết. Quy định về tồn dƣ kháng sinh nhóm Tetracycline trong thực phẩm của quốc tế và Việt Nam Những tác hại nghiêm trọng khi sử dụng kháng sinh bừa bãi trong chăn nuôi hiện nay là một vấn đề đã được nhìn nhận rõ ràng. Tuy nhiên nếu loại bỏ hoàn toàn kháng sinh ra khỏi điều trị và thức ăn chăn nuôi thì chắc chắn sẽ làm tăng chi phí sản xuất; sản lượng gia súc, gia cầm hàng năm sẽ không đáp ứng được nhu cầu trong nước và suất khẩu. Vấn đề đặt ra là các cơ quan quản lý về chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, chất lượng thuốc thú y mà trong đó có sử dụng kháng sinh phải quy định sao cho đúng và an toàn cho sức khỏe con người.
Trên thế giới, Uỷ ban Châu Âu, Mỹ và các nước phát triển khác đã ban hành các quy định giới hạn cho phép thuốc, hoá chất dùng trong thú y bao gồm cả thuốc kháng sinh được dùng trong sản phẩm động vật (quyết định số 2377/90 EC), theo đó các sản phẩm có nguồn gốc từ động vật phải được kiểm soát dư lượng và tuân thủ các quy trình cụ thể (chỉ thị số 96/23 EC). Uỷ ban Tiêu chuẩn về Thực phẩm quốc tế (Codex) đã đưa ra các quy định giới hạn tối đa dư lượng (MRL) của các nhóm Tetracycline trong gia súc lớn, lợn, cừu, gia cầm, cá, tôm hùm. Tức là hàm lượng kháng sinh cao nhất được phép tồn dư trong thực phẩm mà không ảnh hưởng đến cơ thể người và vật nuôi khi sử dụng sản phẩm đó làm thức ăn. Giá trị MRL được xác định bởi 3 yếu tố: (1) Lượng tối thiểu có tác dụng được kiểm chứng trên động vật thí nghiệm hay điều trị.
(2) Mức an toàn trong khoảng 1% hay thấp hơn, nếu được chấp nhận trong y học, hoặc mức an toàn cao hơn 1% nếu có bất cứ bằng chứng nào cho thấy có nguy cơ giống như các thí nghiệm trên những hợp chất tương tự. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com (3) Các yếu tố dẫn đến sự cân bằng trong các mô ở một khẩu phần ăn trung bình. Tại Việt Nam, do chưa có các nghiên cứu đánh giá nguy cơ toàn diện cho kháng sinh loại này nên chưa đưa ra được các quy định riêng. Hiện nay, Việt Nam đang sử dụng các tiêu chuẩn quốc tế Codex làm quy định.
Ngày 19/12/2007, Bộ Y Tế ban hành thông tư giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm kèm Quyết định số 50/2016/TT-BYT, trong đó có đề cập giới hạn tối đa dư lượng kháng sinh nhóm Tetracycline trong thực phẩm như sau: Bảng 1.1: Quy định của nhà nước về dư lượng tối đa kháng sinh nhóm Tetracycline trong một số loại thực phẩm (Oxytetracycline / Tetracycline / Chlotetracycline) Thực phẩm MRL ( ) Ghi chú Trâu, bò Thịt 200 Gan 600 Thận 1200 Sữa ( ) 100 Lợn Thịt 200 Gan 600 Thận 1200 Cừu Thịt 200 Gan 600 Thận 1200 Sữa ( ) 100 Gia cầm Thịt 200 Gan 600 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thận 1200 Trứng 400 Cá Chỉ áp dụng với Thịt 200 Oxytetracycline Tôm hùm Chỉ áp dụng với Thịt 200 Oxytetracycline 1. Phổ Raman của tetracycline Quang phổ học Raman là một phương pháp nghiên cứu rất hữu hiệu, mang lại nhiều thông tin về môi trường vật chất như cấu trúc và các liên kết trong phân tử. Một trong những ưu điểm của phương pháp này là dịch chuyển Raman không phụ thuộc vào bước sóng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bản chất môi trường tán xạ. Bằng việc thu phổ Raman của Tetracycline, ta có thể thu được những thông tin giúp ích trong việc xác định đặc tính và chất lượng của thuốc.
Tuy nhiên, Tetracycline là một chất hữu cơ có cấu trúc phân tử rất phức tạp bao gồm 4 vòng Benzene với các thành phần khác nhau trên mỗi vòng, có nhiều loại dẫn xuất khác nhau, dễ bị oxi hóa và bị biến đổi tính chất khi ở các điều kiện khác nhau của độ pH, nhiệt độ, ở dạng tinh thể, bột hay dung dịch và thời gian oxy hóa. Do đó phổ Raman của Tetracycline cũng chịu ảnh hưởng của các yếu tố này.