Tổng quan về luận án
Nghiên cứu cấu tạo và hoạt tính sinh học của các phức chất kim loại chuyển tiếp với các phối tử hữu cơ đa càng đóng vai trò nền tảng trong sự phát triển của Hóa sinh vô cơ (Bioinorganic Chemistry) và Dược lý hóa vô cơ hiện đại. Luận án Phó tiến sĩ Khoa học Hóa học của nghiên cứu sinh Trịnh Ngọc Châu, thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. PTS. Vũ Đăng Độ và PTS. Lê Chí Kiên tại Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội (1993), mang tiêu đề: "Tổng hợp, nghiên cứu cấu tạo của các phức chất coban, niken, đồng, và molipđen với một số thiosemicacbazon và thăm dò hoạt tính sinh học của chúng" (Chuyên ngành Hóa vô cơ, Mã số: 1.01). Công trình đặt trọng tâm vào việc giải mã cơ chế phối trí, cấu trúc không gian, và động học quang phổ của phức chất giữa các kim loại chuyển tiếp dãy $3d$ ($\text{Co}^{II}, \text{Co}^{III}, \text{Ni}^{II}, \text{Cu}^{II}$) và kim loại $4d$ thiết yếu duy nhất của sự sống là Molipđen ($\text{Mo}^{III}, \text{Mo}^V, \text{Mo}^{VI}$) với các phối tử thiosemicarbazon hoạt tính cao.
Về mặt lịch sử khoa học, kể từ khi Gerhard Domagk (1946) phát hiện hoạt tính kháng khuẩn vượt bậc của thiosemicarbazon và K. A. Jensen (1934) tiên phong tổng hợp phức chất kim loại của thiosemicarbazit, hướng nghiên cứu phức chất phối tử chứa lưu huỳnh - nitơ đã mở ra tiềm năng to lớn trong việc mô phỏng tâm hoạt động của các metaloenzim (enzym chứa kim loại). Tuy nhiên, khoảng trống nghiên cứu (research gap) lớn tồn tại trong y văn giai đoạn trước năm 1993 là:
- Thiếu các công trình nghiên cứu hệ thống và đồng bộ về phổ hấp thụ electron (UV-Vis) và phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) nhằm quy kết chuẩn xác các dao động nhóm ($\nu_{\text{C=S}}, \nu_{\text{C=N}}, \delta_{\text{NH}_2}$) vốn có sự chồng chéo phức tạp trong các phối tử thiosemicarbazon ba càng (tridentate) và bốn càng (tetradentate).
- Hóa học phối trí của Molipđen ở các trạng thái oxi hóa khác nhau ($\text{Mo}^{III}, \text{Mo}^V, \text{Mo}^{VI}$) với phối tử họ thiosemicarbazit hầu như chưa được khai phá do tính khử mạnh của $\text{Mo}^{III}$ và tính nhạy cảm thủy phân của các oxocomplex molipđen.
- Thiếu dữ liệu thực nghiệm định lượng in vivo về khả năng ức chế khối u ác tính của các phức chất kim loại chuyển tiếp phối tử thiosemicarbazon trên các mô hình động vật chuẩn hóa.
Để giải quyết khoảng trống học thuật này, luận án xác lập hệ thống 4 câu hỏi nghiên cứu (Research Questions - RQ) và 4 giả thuyết khoa học (Hypotheses - H):
-
RQ1: Các phối tử thiosemicarbazon dẫn xuất từ salixilandehit ($\text{H}_2\text{thsa}$), isatin ($\text{H}_2\text{this}$) và axetylaxeton ($\text{H}_2\text{thac}$) thể hiện dung lượng phối trí và kiểu liên kết phối trí như thế nào khi tương tác với các ion $\text{Ni}^{II}, \text{Cu}^{II}, \text{Co}^{II}, \text{Co}^{III}$?
-
RQ2: Quy luật dịch chuyển các dải hấp thụ chuyển mức $d-d$, chuyển điện tích (Charge Transfer: $\text{L}\to\text{M}$ và $\text{M}\to\text{L}$) và chuyển mức nội bộ phối tử ($\pi\to\pi^, n\to\pi^$) diễn ra như thế nào trong trường phối tử có đối xứng bát diện lệch, vuông phẳng và tứ diện?
-
RQ3: Có thể thực hiện phản ứng trên khuôn (template reaction) giữa ion molipđenyl với thiosemicarbazit và các hợp chất cacbonyl để tổng hợp phức chất chứa phối tử vòng lớn 4 càng hay không?
-
RQ4: Phức chất tạo thành có nâng cao hiệu lực kháng khuẩn và ức chế tế bào ung thư biểu mô thực nghiệm so với các phối tử tự do hay không?
-
H1: Các thiosemicarbazon thể hiện tính chất phối tử 3 càng với bộ nguyên tử cho hoạt động là $(\text{O}, \text{N}, \text{S})$ qua sự chuyển hóa tautome hóa thion - thiol $(\text{C=S}\rightleftharpoons\text{C-SH})$.
-
H2: Vị trí của thiosemicarbazit trong dãy hóa phổ (Spectrochemical Series) cao hơn đáng kể so với semicacbazit tương ứng do sự tham gia của orbital $d_\pi$ từ nguyên tử lưu huỳnh.
-
H3: Phản ứng trên khuôn trên tâm $\text{MoO}_2^{2+}$ định hướng sự ngưng tụ cả hai nhóm $-\text{NH}_2$ của thiosemicarbazit với hợp chất đicacbonyl/cacbonyl tạo phức vòng càng khép kín 4 càng $(\text{N}, \text{N}, \text{O}, \text{O})$.
-
H4: Hoạt tính sinh học của phức chất kim loại cao hơn phối tử tự do nhờ hiệu ứng tạo vòng càng (chelation effect), làm tăng tính thân dầu và tối ưu hóa khả năng can thiệp vào pha gián phân (Anaphase) của chu kỳ tế bào khối u.
Khung lý thuyết của luận án tích hợp Thuyết trường phối tử (Ligand Field Theory), Giản đồ Tanabe-Sugano, Hiệu ứng Jahn-Teller, Thuyết dao động phân tử nhóm và Mô hình dược lý hóa sinh tế bào. Với quy mô tổng hợp thành công 34 phức chất đơn nhân, đa nhân và phức template, khảo sát hoạt tính kháng khuẩn trên 9 chủng vi khuẩn chuẩn và thử nghiệm ức chế ung thư u báng Sarcoma-TG180 trên 320 cá thể chuột nhắt trắng Swiss (chia thành 8 lô khảo sát độc tính cấp $\text{LD}_{50}$ và 4 loạt thử nghiệm điều trị với 40 chuột/lô), luận án khẳng định tính đột phá trong việc kết nối hóa học vô cơ thực nghiệm với hóa sinh y dược tại Việt Nam.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| KHUNG NGHIÊN CỨU TỔNG THỂ |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| PHỐI TỬ HỮU CƠ (L) ION KIM LOẠI TRUNG TÂM |
| - Thiosemicarbazit (Hth) - Nhóm 3d: Ni(II), Cu(II), |
| - Salicylaldehyde thiosemicarbazone (H2thsa) Co(II), Co(III) |
| - Isatin thiosemicarbazone (H2this) - Nhóm 4d: Mo(III), Mo(V), |
| - Acetylacetone thiosemicarbazone (H2thac) Mo(VI) |
+-----------------------------------------+-----------------------------------------+
|
v
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| TỔNG HỢP VÀ PHẢN ỨNG TRÊN KHUÔN (TEMPLATE) |
| - Phức đa dạng dung lượng phối trí: 1 càng (monodentate), 2 càng (bidentate S,N), |
| 3 càng (tridentate O,N,S), 4 càng khép vòng (tetradentate ONNO) |
| - Ngưng tụ trực tiếp & ngưng tụ trên khuôn MoO2(sal)2 / MoO2(ac)2.H2O |
+-----------------------------------------+-----------------------------------------+
|
v
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| KHẢO SÁT CẤU TRÚC VÀ QUANG PHỔ HỌC |
| - Phổ UV-Vis: Chuyển mức d-d, truyền điện tích L->M, M->L (Tanabe-Sugano, D4h/Oh)|
| - Phổ IR: Nhận diện dao động v(C=S), v(C=N), v(Mo=O), v(Mo-O-Mo), biến dạng d(NH2)|
| - Phân tích nhiệt vi sai TG/DTA & Độ dẫn điện phân tử & Phân tích nguyên tố |
+-----------------------------------------+-----------------------------------------+
|
v
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC |
| - In vitro: Kháng 4 chủng Gram (+) & 5 chủng Gram (-) (phương pháp đĩa thạch) |
| - In vivo: Độc tính cấp LD50 & Ức chế u báng Sarcoma-TG180 trên chuột Swiss |
| (Thể tích khối u, Mật độ tế bào, Chỉ số phân bào MI, Tích lũy pha Anaphase) |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
Literature Review và Positioning
Nghiên cứu phức chất thiosemicarbazit và dẫn xuất thiosemicarbazon hình thành từ cuối thế kỷ 19 và phát triển mạnh mẽ qua ba trường phái học thuật quốc tế:
-
Trường phái Cấu trúc và Phối trí Hóa học: Khởi xướng bởi Jensen (1934, 1937, 1968) [101, 102, 103], chứng minh thiosemicarbazit khi tạo phức với $\text{Ni}^{II}, \text{Cu}^{II}, \text{Co}^{II}$ đóng vai trò phối tử hai càng qua lưu huỳnh và nitơ của nhóm hydrazin. Quá trình này đòi hỏi sự chuyển cấu hình từ trans sang cis, kèm theo sự di chuyển nguyên tử hydro từ nhóm imin sang nguyên tử lưu huỳnh để tạo vòng chelate nội phức. Nardelli và cộng sự (1962, 1970) [75, 86] sử dụng nhiễu xạ tia X đơn tinh thể xác nhận cấu trúc tinh thể của $\text{Hth}$ tự do ở dạng trans, được bảo toàn trong các phức đơn càng qua lưu huỳnh như phức $\text{Ag}^I, \text{Hg}^{II}$ [83, 90] và phức hỗn hợp dioximin của $\text{Co}^{III}$ [11]. Fava Gasparri (1970) [81] và Boldrini (1976) [118] khẳng định sự co ngắn khoảng cách liên kết $\text{N}{(1)}-\text{C}$ và sự hình thành liên kết đôi $\text{C}=\text{N}{(1)}$ khi tạo phức vòng càng.
-
Trường phái Quang phổ học và Cấu trúc điện tử: Lever (1968) [109], Jørgensen (1962) [106], Gray và Ballhausen (1963) [98] đã đặt nền móng cho việc phân tích quang phổ electron của phức chất bát diện ($O_h$), bát diện méo ($D_{4h}$) và vuông phẳng. Tuy nhiên, trong lĩnh vực phổ hồng ngoại của phối tử chứa lưu huỳnh, tồn tại cuộc tranh luận học thuật kéo dài về việc gán dải dao động $\nu_{\text{C=S}}$:
- Sadler (1961) [121] gán dải $\nu_{\text{C=S}}$ ở vùng $1366 - 1408\text{ cm}^{-1}$ khi so sánh với S-metyl thiosemicarbazon.
- Gingras (1960, 1962) [94, 95] khẳng định dải $\nu_{\text{C=S}}$ nằm ở vùng $1080 - 1100\text{ cm}^{-1}$ dựa trên sự biến mất của dải này khi tạo phức đồng(I).
- Campbell và Grzeskowiak (1967, 1975) [76, 84] cùng các tác giả Liên Xô như Kharitonov (1975) [56] và Gărbalău (1980) [36] chứng minh dao động của liên kết $\text{C=S}$ là dao động hỗn hợp phức tạp, đóng góp vào các dải $805 - 830\text{ cm}^{-1}$, $1315\text{ cm}^{-1}$ và $1486\text{ cm}^{-1}$. Tính toán chuẩn tắc của Mashima (1964) [64] trên cơ sở dữ liệu tia X chỉ ra rằng dải ở $1005\text{ cm}^{-1}$ có sự đóng góp tới gần 60% của dao động biến dạng nhóm $\text{NH}2$ amit kết hợp $\nu{\text{N-N}}$.
-
Trường phái Dược lý sinh học và Hóa sinh Vô cơ: Gerhard Domagk (1946) [85] chứng minh hoạt tính diệt trực khuẩn lao (Mycobacterium tuberculosis) của dẫn xuất thiosemicarbazon benzandehit thế para (Thiacetazon - $\text{TB}_1$). Về cơ chế tác dụng:
- Kaufmann (1953) [106] đưa ra giả thuyết thiosemicarbazon trung hòa độc tố do vi khuẩn tiết ra, giải thích hiện tượng hoạt tính in vivo cao hơn in vitro hàng vạn lần.
- Gingras (1965) [95] đối lập khi cho rằng phối tử hoạt động như một chất bẫy (chelating agent), tước đoạt các ion kim loại vi lượng thiết yếu của tế bào vi khuẩn.
- Ngược lại, Saryan và Petering (1974) [51], cùng các công trình của Beraldo (1985) chỉ ra rằng chính phức chất kim loại của thiosemicarbazon mới là tác nhân kìm hãm mạnh mẽ sự nhân đôi DNA/RNA lạ thông qua việc ức chế enzym ribonucleotide reductase.
| Tiêu chí so sánh |
Nghiên cứu Campbell & Grzeskowiak (1975) [84] |
Nghiên cứu Jones & McCleverty (1970) [105] |
Luận án Trịnh Ngọc Châu (1993) |
| Hệ đối tượng nghiên cứu |
Phức đơn nhân của $\text{Cu}^{II}, \text{Ni}^{II}$ với thiosemicarbazit đơn giản ($\text{Hth}$). |
Phức $\text{Ni}^{II}, \text{Cu}^{II}$ với bis-thiosemicarbazon của đixeton mạch hở. |
Khảo sát hệ thống $3d$ ($\text{Co, Ni, Cu}$) và $4d$ ($\text{Mo}^{III}, \text{Mo}^V, \text{Mo}^{VI}$) với $\text{H}_2\text{thsa}, \text{H}_2\text{this}, \text{H}_2\text{thac}$. |
| Phạm vi trạng thái oxi hóa |
Giới hạn ở mức oxi hóa $+2$. |
Giới hạn ở mức oxi hóa $+2$. |
Mở rộng biên độ oxi hóa từ $+2, +3$ đến $+5, +6$ (đặc biệt là oxocomplex Molipđen). |
| Phương pháp cấu trúc |
Đo từ hóa và phổ phản xạ khuếch tán. |
Phổ hấp thụ electron và từ hóa sơ bộ. |
Tích hợp UV-Vis, FT-IR (KBr/Nujol), DTA/TG, phân tích nhiệt lượng, độ dẫn và phản ứng khuôn. |
| Khảo sát sinh học |
Dừng lại ở mức độ tổng quan tài liệu. |
Không khảo sát hoạt tính sinh học. |
Thực nghiệm in vitro trên 9 chủng khuẩn và in vivo ức chế u Sarcoma-TG180 trên chuột Swiss. |
Luận án của Trịnh Ngọc Châu đã định vị xuất sắc ở giao điểm của hóa học phối trí cấu trúc và hóa sinh thực nghiệm, tiên phong hiện thực hóa phản ứng trên khuôn tổng hợp phức chất vòng lớn của Molipđen(VI) và cung cấp các bằng chứng định lượng về cơ chế can thiệp chu kỳ tế bào ung thư.
Đóng góp lý thuyết và khung phân tích
Đóng góp cho lý thuyết
Luận án mở rộng và làm sâu sắc thêm các lý thuyết nền tảng của Hóa học vô cơ hiện đại:
-
Phát triển Thuyết Trường Phối tử trong các hệ phức đối xứng thấp:
Luận án làm sáng tỏ bức tranh phân tách các số hạng năng lượng Russell-Saunders ($^2D, ^3F, ^4F, ^6S$) của các cấu hình $d^7 (\text{Co}^{II}), d^8 (\text{Ni}^{II}), d^9 (\text{Cu}^{II}), d^3 (\text{Mo}^{III})$ dưới ảnh hưởng của trường phối tử có đối xứng thấp ($D_{4h}, C_{4v}, C_{2v}$). Cụ thể, với phức chất $\text{Ni}^{II}$ vuông phẳng nghịch từ ($D_{4h}$), luận án chứng minh thành công sự xuất hiện của các dải chuyển mức điện tích phối tử - kim loại xen kẽ với các bước chuyển $d-d$ ($^1A_{1g}\to ^1A_{2g}, ^1A_{1g}\to ^1B_{1g}, ^1A_{1g}\to ^1E_g$), giải thích thỏa đáng nguyên nhân hệ số tắt phân tử ($\varepsilon$) tăng đột biến so với phức bát diện tâm đối xứng ($O_h$) tuân theo quy tắc cấm Laporte.
-
Xác lập vị trí của họ phối tử Thiosemicarbazon trong Dãy Hóa phổ (Spectrochemical Series):
Thông qua việc so sánh thực nghiệm thông số tách trường tinh thể $\Delta$ ($10Dq$) giữa phức chất $\text{Cu}^{II}, \text{Ni}^{II}$ của thiosemicarbazit với semicacbazit tương ứng, công trình chứng minh cực đại hấp thụ của phức thiosemicarbazit chuyển dịch về phía tần số thấp hơn khoảng $2000\text{ cm}^{-1}$. Điều này xác lập luận điểm lý thuyết: thiosemicarbazit tạo trường phối tử mạnh hơn semicacbazit nhờ hiệu ứng cho nhận $\pi$ mạnh mẽ của orbital $3d$ tự do trên nguyên tử lưu huỳnh, củng cố nguyên lý Pearson về tương tác axit - bazơ cứng - mềm (HSAB).
-
Cơ chế Phản ứng trên khuôn (Template Effect) trên tâm oxo-kim loại:
Luận án phát hiện quy luật tổ chức định hướng không gian của cation $\text{MoO}_2^{2+}$. Dưới tác dụng định hướng khuôn của ion trung tâm, hai phân tử cacbonyl (salixilandehit hoặc axetylaxeton) đã ngưng tụ đồng thời với cả hai nhóm $-\text{NH}_2$ (nhóm hydrazin và nhóm amit) của phân tử thiosemicarbazit trong môi trường kiềm, khép thành công hệ phối tử vòng 4 càng $(\text{N}, \text{N}, \text{O}, \text{O})$ hoặc $(\text{N}, \text{N}, \text{O}, \text{S})$ mà trong điều kiện hóa học hữu cơ thông thường phản ứng ngưng tụ ở nhóm amit hoàn toàn không thể diễn ra.
MÔ HÌNH PHẢN ỨNG TRÊN KHUÔN Mo(VI)
O O O O
\ / \ /
Mo(=O)2(sal)2 Mo
/ \ Template Reaction / || \
Sal-O O-Sal + H2N-NH-CS-NH2 (Hth) O N O
\ / --------------------> \ / \ /
(Phối tử 2 càng) (Kiềm, t°) C == N
(Phối tử 4 càng
khép vòng lớn)
Khung phân tích độc đáo
Khung phân tích của luận án tích hợp bốn phương pháp luận cốt lõi:
- Phương pháp tiếp cận dao động nhóm gần đúng và phân tích dịch chuyển tần số: Khảo sát tương quan giữa độ bền liên kết phối trí $\text{M}-\text{N}, \text{M}-\text{S}, \text{M}-\text{O}$ với sự biến thiên số sóng của các dải $\nu_{\text{C=S}}$ (giảm từ $805\text{ cm}^{-1}$ xuống $720 - 750\text{ cm}^{-1}$ khi tạo phức thionat), $\nu_{\text{C=N}}$ (dịch chuyển về vùng $1590 - 1620\text{ cm}^{-1}$), và $\nu_{\text{Mo=O}}$ đặc trưng cho cấu hình cis-dioxo ($905 - 909\text{ cm}^{-1}$ và $939 - 948\text{ cm}^{-1}$).
- Phương pháp phân tích quang phổ electron chuyển mức phối hợp: Giải mã phổ hấp thụ trong dung dịch nồng độ $10^{-3}\text{ M}$ và phổ phản xạ khuếch tán trạng thái rắn, bóc tách các dải chuyển điện tích $\text{S}(p_\pi/\sigma)\to \text{Cu}(d_{x^2-y^2})$ ở vùng số sóng cao ($24000 - 28200\text{ cm}^{-1}$) ra khỏi các dải $d-d$ ở vùng $14000 - 16000\text{ cm}^{-1}$.
- Phương pháp đánh giá dược lực học tế bào học (Cytological Pharmacodynamics): Kết hợp chỉ số ức chế khối lượng u ($GR%$) với sự biến đổi phân bố tỷ lệ 4 pha nguyên phân (Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase) để xác định chính xác điểm chốt ức chế chu kỳ tế bào.
Phương pháp nghiên cứu tiên tiến
Thiết kế nghiên cứu
Luận án tuân thủ nghiêm ngặt chuẩn mực của chủ nghĩa thực chứng thực nghiệm (Positivism). Thiết kế nghiên cứu đa tầng (Multi-level Triangulation Design) bao gồm:
- Tầng tổng hợp hóa học: Tổng hợp chất đầu, phối tử tự do, phức chất đơn phối tử, phức chất dị phối tử và sản phẩm ngưng tụ trên khuôn.
- Tầng cấu trúc và hóa lý vô cơ: Xác định công thức nguyên, phân tích nhiệt, đo độ dẫn điện phân tử để xác định kiểu chất điện ly, đo quang phổ IR và UV-Vis.
- Tầng khảo nghiệm vi sinh vật học: Thử nghiệm in vitro đánh giá hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng.
- Tầng khảo nghiệm sinh học tế bào in vivo: Đánh giá độc tính cấp tính $\text{LD}_{50}$ và thử nghiệm tác dụng chống ung thư thực nghiệm trên chuột thuần chủng.
Quy trình nghiên cứu rigorous
1. Quy trình tổng hợp và tinh chế
- Tổng hợp phối tử: $\text{H}_2\text{thsa}$ (ngưng tụ salixilandehit với $\text{Hth}$, nhiệt độ nóng chảy $231^\circ\text{C}$), $\text{H}_2\text{this}$ (ngưng tụ isatin với $\text{Hth}$, nhiệt độ nóng chảy $252^\circ\text{C}$), $\text{H}_2\text{thac}$ (ngưng tụ axetylaxeton với $\text{Hth}$, phân hủy ở $200^\circ\text{C}$).
- Tổng hợp phức chất: Phản ứng trong môi trường dung môi metanol/nước ở các điều kiện pH khác nhau (axit, trung tính, kiềm hóa bằng $\text{NH}_3, \text{Py}, \text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2$). Tinh thể sản phẩm được lọc qua phễu lọc thủy tinh xốp, rửa nhiều lần bằng metanol và ete khan, làm khô trong bình hút ẩm chân không chứa $\text{P}_2\text{O}_5$.
2. Kỹ thuật vô cơ hóa mẫu và phân tích định lượng
- Vô cơ hóa phức chất $\text{Cu, Co, Ni}$: Phá hủy mẫu bằng hỗn hợp $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc và $\text{H}_2\text{O}_2$ trong bình Kjeldahl đun trên bếp điện đến khi bốc khói trắng $\text{SO}_3$, tạo dung dịch trong suốt mang màu ion kim loại.
- Vô cơ hóa phức chất Molipđen: Nung mẫu chính xác trong chén sứ ở $640^\circ\text{C}$ trong 4 giờ liên tục để oxy hóa hoàn toàn khung hữu cơ thành $\text{MoO}_3$ màu trắng, hòa tan bằng $\text{NH}_4\text{OH}$ loãng ($1:9$).
- Phương pháp chuẩn độ và trọng lượng:
- $\text{Co}^{II}, \text{Co}^{III}$: Chuẩn độ Complexon III (EDTA) lượng dư bằng dung dịch $\text{ZnCl}_2$ chuẩn ở $\text{pH} = 10$, chỉ thị Eriocrom đen T.
- $\text{Cu}^{II}$: Chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA ở $\text{pH} = 8$, chỉ thị Murexit.
- $\text{Ni}^{II}$: Phương pháp trọng lượng, kết tủa dưới dạng Niken dimetylglyoximat $[\text{Ni}(\text{DH})_2]$ trong môi trường amoniac.
- $\text{Mo}$: Phương pháp trọng lượng, kết tủa và cân dưới dạng Chì molipdat ($\text{PbMoO}_4$).
- $\text{C, H, N}$: Phân tích tự động trên máy sắc ký khí Elemental Analyzer MOD 1106 kết hợp phương pháp Dumas cổ điển.
SƠ ĐỒ PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG MẪU PHỨC
+-----------------------------+
| MẪU PHỨC CHẤT KHÔ |
+--------------+--------------+
|
+-----------------------+-----------------------+
| |
v (Vô cơ hóa H2SO4 + H2O2) v (Nung 640°C, 4h)
+----------------------------+ +----------------------------+
| Phức Cu(II), Co(II/III), Ni| | Phức Molipđen (Mo) |
+--------------+-------------+ +--------------+-------------+
| |
+---------+---------+ +---------+---------+
| | | | |
v v v v v
Co(II) Cu(II) Ni(II) C, H, N PbMoO4
EDTA+Zn EDTA+Mur Trọng lượng (Elemental (Trọng lượng
(pH 10) (pH 8) [Ni(DMG)2] Analyzer) kết tủa)
Data và phân tích
1. Thiết bị quang phổ và phân tích nhiệt
- Phổ UV-Vis: Máy tự ghi SPECORD UV-VIS (Carl Zeiss Jena) và VARIAN-634 trong dải bước sóng $200 - 750\text{ nm}$, cuvet thạch anh $1\text{ cm}$. Dung môi đo: Metanol tuyệt đối ($10^{-3}\text{ M}$ cho phức $3d$), $\text{HCl } 0.1\text{N}$ (cho $\text{Mo}^{III}$), Đimetylfocmamit - DMF (cho $\text{Mo}^V, \text{Mo}^{VI}$).
- Phổ IR: Máy quang phổ tự ghi UR-20 (ép viên nén $\text{KBr}$) và JASCO A-200 (mẫu huyền phù trong dầu Vaseline/Nujol) trong vùng số sóng $400 - 4000\text{ cm}^{-1}$.
- Giản đồ nhiệt vi sai (DTA/TG): Thiết bị TA-HE 20 (Thụy Sĩ), tốc độ gia nhiệt tiêu chuẩn $10^\circ\text{C/phút}$ trong môi trường không khí từ nhiệt độ phòng đến $800^\circ\text{C}$.
2. Thiết kế khảo nghiệm sinh học và mô hình động vật
- Khảo nghiệm kháng khuẩn (In vitro): Đánh giá theo phương pháp khuếch tán trong thạch (Agar Diffusion Method) chuẩn hóa theo Dược điển Việt Nam (Tập I, trang 754) tại Phòng thí nghiệm Kháng sinh, Trường Đại học Dược khoa Hà Nội. Khảo sát trên 9 chủng vi sinh vật:
- 4 chủng Gram dương: Bacillus pumilus (BP), Bacillus subtilis (BS), Sarcina lutea (SL), Staphylococcus aureus (Sta).
- 5 chủng Gram âm: Escherichia coli (EC), Shigella flexneri (Shi), Salmonella typhi (Ty), Proteus mirabilis (Pro), Pseudomonas aeruginosa (Pseu).
- Khảo sát độc tính cấp $\text{LD}_{50}$ (In vivo): Xác định trên 8 lô chuột nhắt trắng Swiss thuần chủng ($n = 6\text{ con/lô}$, trọng lượng $20 - 22\text{ g}$). Đường tiêm phúc mạc (IP), theo dõi tỷ lệ tử vong sau 48 giờ để xác lập phương trình liều - đáp ứng.
- Mô hình chống ung thư u báng SARCOMA-TG180: Thực hiện tại Phòng thí nghiệm Tế bào và Lý sinh, Khoa Sinh học, Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội. Cấy truyền $5\cdot 10^6$ tế bào ung thư ($0.2\text{ ml}$ dịch báng mật độ $25\cdot 10^6\text{ tế bào/ml}$) vào xoang bụng chuột. Sau 5 ngày ủ bệnh, tiến hành phác đồ điều trị bằng tiêm tĩnh mạch/phúc mạc phức chất khảo sát liên tục, mổ xét nghiệm ở ngày thứ 12.
Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm:
- Thể tích dịch báng ($V\text{ ml}$) thu thập trực tiếp qua phẫu thuật xoang bụng.
- Mật độ tế bào ung thư ($D\text{ tế bào/ml}$) đếm trên buồng đếm Bürker ($h = 0.1\text{ mm}$, $S = 1/400\text{ mm}^2$, độ pha loãng $1/150$): $D = A \times 1500$ (với $A$ là số tế bào đếm được trong 400 ô vuông).
- Tổng số tế bào ung thư ($T = D \times V$).
- Chỉ số phát triển khối u:
$$\text{GR} = \frac{T_{\text{điều trị}}}{C_{\text{đối chứng}}} \times 100%$$
- Chỉ số gián phân:
$$\text{MI} = \frac{\text{Tổng số tế bào đang phân chia (P+M+A+T)}}{1000\text{ tế bào đếm}} \times 1000\text{ (\textperthousand)}$$
Phát hiện đột phá và implications
Những phát hiện then chốt
-
Làm sáng tỏ bản chất đa phối trí và cấu hình không gian của phức chất $3d$:
- Với phối tử $\text{H}_2\text{thsa}$: Khi phản ứng với $\text{Ni}^{II}$, tạo ra hai chuỗi phức chất có cấu hình không gian đối lập: phức thuận từ màu xanh $\text{Ni}(\text{H}_2\text{thsa})_2(\text{NO}_3)_2$ có cấu hình bát diện lệch ($O_h$) và phức nghịch từ màu đỏ nâu $\text{Ni}(\text{thsa})\text{A}$ ($\text{A} = 1.5\text{H}_2\text{O}, \text{NH}_3, \text{Py}, \text{C}_6\text{H}_5\text{NH}2$) có cấu trúc vuông phẳng ($D{4h}$).
- Với $\text{Cu}^{II}$: Phức chất $\text{Cu}(\text{Hthsa})\text{Cl}\cdot\text{H}_2\text{O}$ và $\text{Cu}(\text{Hthis})\text{Cl}$ có cấu hình vuông phẳng méo tứ phương do hiệu ứng Jahn-Teller bậc một mạnh mẽ của ion $d^9$.
- Với $\text{Co}^{III}$: Tạo thành phức chất bát diện nghịch từ $[\text{CoCl}(\text{DH})_2(\text{H}_2\text{thsa})]\cdot 3\text{H}_2\text{O}$, trong đó $\text{H}_2\text{thsa}$ đóng vai trò phối tử 1 càng liên kết duy nhất qua nguyên tử lưu huỳnh thion.
-
Tổng hợp thành công các phức chất hiếm của Molipđen $(\text{Mo}^{III}, \text{Mo}^V, \text{Mo}^{VI})$:
- Điều chế thành công phức chất bát diện $\text{Mo}(\text{Hth})_3\text{Cl}_3$ từ $\text{K}_3[\text{MoCl}_6]$ và $\text{Hth}$ trong rượu/$\text{HCl}$, giữ nguyên mức oxi hóa $+3$ của Molipđen.
- Tổng hợp phức dime nghịch từ $\text{Mo}_2\text{O}_4(\text{th})_2\cdot 2\text{H}_2\text{O}$ chứa cầu nối oxo kép kiểu $\text{Mo}_2\text{O}_4^{2+}$ ($\text{Mo}(\mu\text{-O})_2\text{Mo}$), với hai phân tử nước nằm bên trong cầu nội phối trí.
- Phát hiện phản ứng ngưng tụ trên khuôn giữa tiền chất $\text{MoO}_2(\text{sal})_2$, $\text{MoO}_2(\text{ac})_2\cdot\text{H}_2\text{O}$ với thiosemicarbazit tạo thành phức chất $\text{MoO}_2(\text{sal}_2\text{th})$ và $\text{MoO}_2(\text{ac}2\text{th})$ chứa phối tử 4 càng khép vòng kín. Phổ IR xác nhận sự biến mất hoàn toàn của dải dao động nhóm $\text{NH}2$ tự do ở $3400\text{ cm}^{-1}$, thay thế bằng dải $\nu{\text{C=N}}$ mới ở $1600\text{ cm}^{-1}$ và hệ vạch đôi $\nu{\text{Mo=O}}$ cis ở $905, 990\text{ cm}^{-1}$.
-
Hoạt lực kháng khuẩn vượt trội của phức chất kim loại:
Dữ liệu thực nghiệm khuếch tán thạch cho thấy hoạt lực kháng khuẩn tuân theo trật tự tăng tiến rõ rệt: $\text{Thiosemicarbazit} < \text{Thiosemicarbazon tự do} < \text{Phức chất kim loại}$.
Đặc biệt, phức chất $\text{Cu}(\text{Hthsa})\text{Cl}\cdot\text{H}_2\text{O}$ thể hiện đường kính vòng vô khuẩn tuyệt đối $(+++)$ trên toàn bộ 9 chủng vi khuẩn Gram dương và Gram âm khảo sát, vượt trội hoàn toàn so với phối tử tự do $\text{H}_2\text{thsa}$ và muối vô cơ $\text{CuCl}_2$.
| Hợp chất khảo nghiệm |
BP |
BS |
SL |
Sta |
EC |
Shi |
Ty |
Pro |
Pseu |
| $\text{Hth}$ (Thiosemicarbazit) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
| $\text{H}_2\text{thsa}$ (Salicylaldehyde thiosemicarbazone) |
++ |
++ |
+ |
- |
+ |
++ |
+ |
++ |
+ |
| $\text{H}_2\text{this}$ (Isatin thiosemicarbazone) |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
| $\text{H}_2\text{thac}$ (Acetylacetone thiosemicarbazone) |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
+ |
- |
- |
- |
| $\text{Cu}(\text{Hthsa})\text{Cl}\cdot\text{H}_2\text{O}$ |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
| $\text{Mo}(\text{Hth})_3\text{Cl}_3$ |
- |
+ |
- |
- |
+ |
- |
- |
+++ |
+++ |
| $\text{CuCl}_2\cdot 2\text{H}_2\text{O}$ |
+ |
++ |
- |
- |
- |
- |
- |
+ |
- |
(Ghi chú: (-) Không kháng khuẩn; (+) Kháng khuẩn yếu; (++) Kháng khuẩn trung bình; (+++) Kháng khuẩn rất mạnh).
- Hiệu quả ức chế u báng Sarcoma-TG180 in vivo:
- Khảo sát độc tính cấp xác lập: $\text{LD}{50}$ của $\text{Cu}(\text{Hthis})\text{Cl}$ là $0.6\text{ mg/con}$ ($30.0\text{ mg/kg}$); $\text{LD}{50}$ của $\text{Mo}(\text{Hth})_3\text{Cl}_3$ là $0.77\text{ mg/con}$ ($38.5\text{ mg/kg}$). Liều điều trị an toàn được xác lập tương ứng là $20.0\text{ mg/kg}$ và $30.0\text{ mg/kg}$.
- Kết quả điều trị trung bình qua 4 loạt thí nghiệm trên chuột Swiss mang u Sarcoma-TG180:
- Phức chất $\text{Cu}(\text{Hthis})\text{Cl}$ (liều $20\text{ mg/kg}$): Giảm thể tích dịch báng từ $6.00\text{ ml}$ xuống $4.74\text{ ml}$; mật độ tế bào ung thư giảm từ $158\cdot 10^6/\text{ml}$ xuống $112\cdot 10^6/\text{ml}$; chỉ số phát triển u $\text{GR} = 56.01%$, tương ứng tỷ lệ ức chế đạt $43.99%$.
- Phức chất $\text{Mo}(\text{Hth})_3\text{Cl}_3$ (liều $30\text{ mg/kg}$): Giảm thể tích dịch báng xuống $4.84\text{ ml}$; tổng số tế bào u giảm từ $948\cdot 10^6$ xuống $599\cdot 10^6$; chỉ số $\text{GR} = 63.20%$, tương ứng tỷ lệ ức chế đạt $36.80%$ (có 4/40 chuột khỏi u hoàn toàn).
| Chỉ tiêu sinh học khảo sát |
Lô Đối chứng (Placebo) |
Lô $\text{Cu}(\text{Hthis})\text{Cl}$ ($20\text{ mg/kg}$) |
Lô $\text{Mo}(\text{Hth})_3\text{Cl}_3$ ($30\text{ mg/kg}$) |
| Số lượng chuột thí nghiệm ($n$) |
40 chuột đực |
40 chuột đực |
40 chuột đực |
| Trọng lượng trung bình |
$22.0\text{ g}$ |
$22.0\text{ g}$ |
$22.0\text{ g}$ |
| Tỷ lệ sống sót sau 12 ngày |
$37/40$ ($92.5%$) |
$34/40$ ($85.0%$) |
$35/40$ ($87.5%$) |
| Số chuột sạch hoàn toàn u |
$1/40$ |
$1/40$ |
$4/40$ |
| Thể tích dịch báng khối u |
$6.00\text{ ml}$ |
$4.74\text{ ml}$ |
$4.84\text{ ml}$ |
| Mật độ tế bào ung thư |
$158\cdot 10^6\text{ TB/ml}$ |
$112\cdot 10^6\text{ TB/ml}$ |
$124\cdot 10^6\text{ TB/ml}$ |
| Tổng số tế bào ung thư ($T$) |
$948\cdot 10^6\text{ TB}$ |
$531\cdot 10^6\text{ TB}$ |
$599\cdot 10^6\text{ TB}$ |
| Chỉ số phát triển u ($\text{GR}$) |
$100.0%$ |
$56.01%$ |
$63.20%$ |
| Chỉ số gián phân ($\text{MI}$) |
$11.31\text{ \textperthousand}$ |
$9.07\text{ \textperthousand}$ |
$7.89\text{ \textperthousand}$ |
| Mức độ ức chế gián phân |
Gốc đối chứng |
$2.24\text{ \textperthousand}$ |
$3.42\text{ \textperthousand}$ |
PHÂN BỐ CÁC PHA NGUYÊN PHÂN TẾ BÀO UNG THƯ SARCOMA-TG180
100% +-----------------------------------------------------------------------+
| |
80% | 77.14% 66.81% 73.16% 59.38% | ■ Metaphase (M)
| [Đối chứng Cu] [Điều trị Cu] [Đối chứng Mo] [Điều trị Mo]|
60% | |
| |
40% | |
| |
20% | 8.14% 13.02% 8.89% 17.55% | ■ Anaphase (A)
| (P: 6.64%) (P: 9.75%) (P: 8.71%) (P: 7.92%) | (Tăng mạnh ở
0% +---(T: 8.08%)--------(T: 10.42%)-------------(T: 8.24%)------(T: 6.40%)-+ các lô điều trị)
- Giải mã cơ chế tế bào học: Tích tụ tế bào tại pha Anaphase:
Phân tích tỷ lệ các pha phân bào chỉ ra hiện tượng bất thường: Ở lô điều trị bằng $\text{Cu}(\text{Hthis})\text{Cl}$, tỷ lệ tế bào ở pha sau (Anaphase) tăng từ $8.14%$ lên $13.02%$; ở lô điều trị bằng $\text{Mo}(\text{Hth})_3\text{Cl}_3$, tỷ lệ Anaphase tăng vọt từ $8.89%$ lên $17.55%$. Điều này chứng minh phức chất kìm hãm sự phân chia tế bào ung thư thông qua việc ức chế quá trình hoàn thiện các băng co rút ở vùng xích đạo tế bào, cản trở sự tách đôi nhiễm sắc thể và phân chia tế bào chất.
Implications đa chiều
- Về mặt lý thuyết Hóa học và Hóa sinh: Chứng minh tính khả thi của việc sử dụng các ion kim loại chuyển tiếp làm "khuôn mẫu điều phối" để tổng hợp các đại phân tử hoạt tính sinh học. Đặt nền tảng cho việc mô phỏng các trung tâm hoạt động molipdo-enzym (như xanthin oxidase, nitrogenase) có chứa liên kết $\text{Mo}-\text{S}$ và $\text{Mo}=\text{O}$.
- Về mặt Y Dược học thực nghiệm: Mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các phức chất kim loại phi platin (non-platinum metallodrugs) có độc tính toàn thân thấp hơn cisplatin nhưng sở hữu hoạt tính ức chế chọn lọc cao trên các dòng ung thư kháng thuốc.
Limitations và Future Research
- Giới hạn về kỹ thuật cấu trúc tinh thể: Tại thời điểm thực hiện (1993), luận án chưa có điều kiện đo nhiễu xạ tia X đơn tinh thể (Single-Crystal X-ray Diffraction) cho toàn bộ 34 phức chất mà chủ yếu dựa trên phân tích quang phổ kết hợp (UV-Vis, IR), phân tích nhiệt và đo độ dẫn điện phân tử.
- Giới hạn về mô hình dòng tế bào ung thư: Thử nghiệm tiền lâm sàng mới thực hiện trên 01 mô hình u báng chuột ($Sarcoma-TG180$), chưa khảo sát đa dạng trên các dòng tế bào ung thư biểu mô người (in vitro human cell lines) hoặc các khối u dạng đặc (solid tumors).
- Định hướng nghiên cứu tiếp nối:
- Ứng dụng phổ cộng hưởng từ hạt nhân đa nhân ($^{1}\text{H}, ^{13}\text{C}, ^{95}\text{Mo}\text{-NMR}$) và phổ cộng hưởng thuận từ điện tử (EPR/ESR) để khảo sát trạng thái hóa trị và hình học spin của các tâm $\text{Cu}^{II}, \text{Mo}^V$.
- Nghiên cứu động học gắn kết DNA plasmid và cơ chế ức chế enzym topoisomerase II hoặc ribonucleotide reductase của phức chất $\text{Cu}(\text{Hthis})\text{Cl}$.
- Tối ưu hóa công thức nano hóa (liposome/polymeric nanoparticles) nhằm hướng đích khối u và tăng sinh khả dụng của phức chất $\text{Mo}(\text{Hth})_3\text{Cl}_3$.
Tác động và ảnh hưởng
- Ảnh hưởng học thuật: Luận án là một trong những công trình tiên phong tại Việt Nam nghiên cứu chuyên sâu và có hệ thống về Hóa học phức chất phối tử thiosemicarbazon kết hợp thử nghiệm sinh học in vivo, tạo tiền đề cho nhiều đề tài cấp Nhà nước và bài báo quốc tế thuộc lĩnh vực Hóa sinh vô cơ.
- Tác động đến công nghệ Dược: Cung cấp quy trình tổng hợp ổn định, hiệu suất cao cho các phức chất $\text{Cu}^{II}$ và $\text{Mo}^{III}$ có hoạt tính diệt khuẩn mạnh, mở ra triển vọng phát triển thuốc kháng khuẩn và thuốc hỗ trợ điều trị ung thư từ nguồn nguyên liệu tổng hợp trong nước.
- Ý nghĩa xã hội và đào tạo: Đặt nền móng xây dựng phòng thí nghiệm phối hợp liên ngành giữa Khoa Hóa học và Khoa Sinh học (Đại học Tổng hợp Hà Nội) cùng Đại học Dược khoa Hà Nội.
Đối tượng hưởng lợi
- Nghiên cứu sinh và Giảng viên Hóa Vô cơ / Hóa Dược: Tiếp cận tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp tổng hợp phức chất kim loại chuyển tiếp, kỹ thuật quy kết phổ IR dao động nhóm phức tạp và giải mã phổ UV-Vis bằng giản đồ Tanabe-Sugano.
- Các nhà nghiên cứu Sinh học Thực nghiệm và Ung thư học: Kế thừa giao thức chuẩn hóa về mô hình gây u báng $Sarcoma-TG180$, phương pháp xác định $\text{LD}_{50}$ và kỹ thuật phân tích chỉ số gián phân $\text{MI}$ trên chuột Swiss.
- Doanh nghiệp R&D Dược phẩm: Khai thác các dẫn chất phức chất thiosemicarbazon có tiềm năng kháng khuẩn phổ rộng (đặc biệt trên các chủng Gram âm kháng thuốc như Pseudomonas aeruginosa và Proteus mirabilis).
Câu hỏi chuyên sâu
1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì và đã mở rộng lý thuyết nào?
Đóng góp độc đáo nhất là việc phát hiện và chứng minh cơ chế Phản ứng trên khuôn (Template Reaction) của $\text{Mo}^{VI}$ cis-dioxo với thiosemicarbazit và hợp chất cacbonyl, qua đó mở rộng Thuyết Phối trí Khóa vòng (Macrocyclic Coordination Theory) của Gărbalău và Busch. Luận án chứng minh rằng ion $\text{MoO}_2^{2+}$ đóng vai trò chất tổ chức trung tâm, làm biến đổi mật độ điện tích trên nhóm $-\text{NH}_2$ amit của thiosemicarbazit, kích hoạt phản ứng ngưng tụ nucleophil thứ hai tạo phối tử 4 càng tetradentate khép vòng mà hóa học hữu cơ thuần túy không thể thực hiện được.
2. Sự đổi mới về phương pháp luận so với các nghiên cứu tiền biên quốc tế thể hiện ở điểm nào?
So với nghiên cứu của Campbell (1975) [84] (chỉ khảo sát phức chất $3d$ đơn giản) và Mitchell (1974) [107] (chỉ nghiên cứu phức $\text{Mo}^V$ với cystein), luận án đã thiết lập một hệ thống phân tích tích hợp toàn diện 4 chiều:
- Phân tích cấu trúc phổ liên hoàn (UV-Vis đa dung môi + IR viên nén/huyền dầu).
- Đo độ dẫn điện phân tử kết hợp phân tích nhiệt lượng vi sai TG/DTA để xác định chính xác cầu nội/cầu ngoại.
- Khảo sát hoạt tính vi sinh vật in vitro đa chủng.
- Đánh giá dược lực học tế bào in vivo qua chỉ số gián phân $\text{MI}$ và phân tích pha phân bào.
3. Phát hiện thực nghiệm nào gây bất ngờ nhất và có bằng chứng dữ liệu hỗ trợ ra sao?
Phát hiện bất ngờ nhất là cơ chế ức chế chọn lọc cao tại pha Anaphase của tế bào ung thư. Thông thường, các chất chống phân bào kinh điển (như Colchicine, Vinblastine) kìm hãm tế bào ở pha giữa (Metaphase) bằng cách phá hủy thoi phân bào. Tuy nhiên, phức chất $\text{Mo}(\text{Hth})_3\text{Cl}_3$ làm tăng vọt tỷ lệ tế bào ở pha Anaphase từ $8.89%$ lên $17.55%$ (tăng gần gấp đôi), chứng minh phức chất không phá hủy thoi vô sắc mà ngăn cản sự hình thành vòng co rút actin-myosin ở vùng xích đạo, giữ tế bào ung thư không thể hoàn tất quá trình phân đôi.
4. Luận án có cung cấp quy trình tái lặp thực nghiệm (Replication Protocol) chuẩn xác không?
Có. Toàn bộ quy trình tổng hợp 34 phức chất được mô tả chi tiết với thông số nồng độ mol, thể tích dung môi, nhiệt độ, thời gian phản ứng và các bước cô lập tinh thể. Quy trình phá mẫu vô cơ hóa (sử dụng $\text{H}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O}_2$ hoặc nung $640^\circ\text{C}$), quy trình chuẩn độ Complexon, phương pháp đo phổ UV-Vis trong metanol/DMF ($10^{-3}\text{ M}$) và giao thức nuôi cấy/truyền tế bào Sarcoma-TG180 ($5\cdot 10^6\text{ TB/chuột}$) đều được quy chuẩn hóa với độ lặp lại cao qua 4 loạt thí nghiệm độc lập.
5. Luận án vạch ra chương trình nghiên cứu tiếp nối (Research Agenda) như thế nào?
Luận án vạch ra lộ trình 3 bước cho giai đoạn tiếp theo:
- Mở rộng phản ứng trên khuôn sang các kim loại chuyển tiếp dãy $4d/5d$ khác như Wolfam ($\text{W}$), Reni ($\text{Re}$) và Ruteni ($\text{Ru}$).
- Thử nghiệm hoạt tính kìm hãm các chủng virus (đặc biệt là virus cúm và đậu mùa dựa trên khung isatin thiosemicarbazon).
- Nghiên cứu độc tính mạn tính, dược động học (ADME) và khả năng phân bố mô của phức chất $\text{Cu}(\text{Hthis})\text{Cl}$ nhằm hoàn thiện hồ sơ tiền lâm sàng cho hướng thuốc điều trị ung thư mới.
Kết luận
- Đã tổng hợp thành công và xác định cấu tạo của 34 phức chất của $\text{Ni}^{II}, \text{Cu}^{II}, \text{Co}^{II}, \text{Co}^{III}, \text{Mo}^{III}, \text{Mo}^V, \text{Mo}^{VI}$ với thiosemicarbazit và các thiosemicarbazon của salixilandehit, isatin, axetylaxeton.
- Xác lập hệ thống dữ liệu quang phổ UV-Vis và IR chuẩn tắc, giải quyết triệt để sự tranh luận học thuật về việc gán dải dao động nhóm $\nu_{\text{C=S}}$ ($805\text{ cm}^{-1}$ và $720 - 750\text{ cm}^{-1}$ khi tạo phức) và chứng minh thiosemicarbazit đứng ở vị trí trường mạnh hơn semicacbazit trong dãy hóa phổ.
- Khám phá và thực hiện thành công phản ứng trên khuôn giữa $\text{MoO}_2^{2+}$ với thiosemicarbazit và các hợp chất cacbonyl, tổng hợp phức chất vòng lớn 4 càng chứa bộ nguyên tử cho $(\text{N}, \text{N}, \text{O}, \text{O})$.
- Chứng minh quy luật sinh học: phức chất kim loại chuyển tiếp có hoạt tính kháng khuẩn cao hơn hẳn các phối tử và muối vô cơ ban đầu; phức $\text{Cu}(\text{Hthsa})\text{Cl}\cdot\text{H}_2\text{O}$ kháng khuẩn tuyệt đối trên cả 9 chủng vi khuẩn Gram (+) và Gram (-).
- Phát hiện hoạt tính chống ung thư in vivo xuất sắc của $\text{Cu}(\text{Hthis})\text{Cl}$ (ức chế u $43.99%$ ở liều $20\text{ mg/kg}$) và $\text{Mo}(\text{Hth})_3\text{Cl}_3$ (ức chế u $36.80%$ ở liều $30\text{ mg/kg}$) trên mô hình u báng Sarcoma-TG180 ở chuột nhắt trắng Swiss.
- Làm sáng tỏ cơ chế kìm hãm phân bào của các phức chất thông qua việc hạ thấp chỉ số gián phân $\text{MI}$ và gây tích tụ tế bào ung thư đặc hiệu ở giai đoạn chuẩn bị tách đôi tế bào (pha Anaphase).
