Nghiên cứu ảnh hưởng của chất trung gian trong phân hủy Chlorpyrifos bằng enzyme Laccase từ nấm đảm Basidiomycetes

• Tác giả: Hoàng Thị Ngọc Anh
• Người hướng dẫn: TS. Chu Nhật Huy
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất trung gian nhằm phân hủy thuốc bảo vệ thực vật Chlorpyrifos bởi enzyme Laccase từ nấm đảm Basidiomycetes
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC BẢNG
• 3. DANH MỤC HÌNH
• 4. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• 5. TÓM TẮT
• 6. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 7. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
• 8. YÊU CẦU NGHIÊN CỨU
• 9. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 9.1. Tổng quan về thuốc bảo vệ thực vật chlorpyrifos
• 9.1.1. Tính chất của chlorpyrifos
• 9.1.2. Ảnh hưởng của chlorpyrifos đến môi trường và con người
• 9.1.3. Tình hình sử dụng chlorpyrifos tại Việt Nam
• 9.2. Tổng quan về enzyme laccase
• 9.2.1. Giới thiệu về enzyme laccase
• 9.2.2. Cấu tạo của enzyme laccase
• 9.2.3. Cơ chế xúc tác của enzyme laccase
• 9.2.4. Tính chất của enzyme laccase
• 9.2.5. Sinh tổng hợp enzyme laccase từ vi sinh vật
• 9.2.6. Vai trò và ứng dụng của enzyme laccase
• 9.3. Tổng quan về nấm đảm basidiomycetes
• 9.4. Tổng quan về chất trung gian
• 9.5. Một số nghiên cứu về sử dụng enzyme laccase phân hủy chlorpyrifos
• 9.6. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography)
• 9.6.1. Pha tĩnh trong sắc ký pha đảo
• 9.6.2. Pha động trong sắc ký pha đảo
• 9.7. Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng
• 9.8. Tổng quan về vùng ITS
• 10. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 10.1. Vật liệu và hóa chất
• 10.2. Vật liệu và thiết bị
• 10.3. Phương pháp nghiên cứu
• 10.3.1. Nuôi cấy và sinh tổng hợp enzyme laccase
• 10.3.2. Định danh vi nấm
• 10.3.3. Tách chiết DNA tổng số từ vi nấm FAL1
• 10.3.4. Phương pháp PCR và định danh vi nấm
• 10.3.5. Phương pháp xác định hoạt độ của laccase sử dụng cơ chất ABTS
• 10.3.6. Phương pháp chiết chlorpyrifos từ môi trường nuôi cấy
• 10.3.7. Ảnh hưởng của chất trung gian đến sự phân hủy chlorpyrifos
• 10.3.8. Xác định hàm lượng chlorpyrifos bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)
• 10.3.9. Phân tích số liệu
• 11. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 11.1. Xác định hoạt tính enzyme laccase từ các chủng nấm trong bộ sưu tập giống
• 11.2. Định danh vi nấm
• 11.3. Xây dựng đường chuẩn chlorpyrifos
• 11.4. Phương pháp chiết xuất chlorpyrifos
• 11.5. Khả năng phân hủy và ảnh hưởng của chất trung gian đến sự phân hủy chlorpyrifos của enzyme laccase
• 12. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Chlorpyrifos

Chlorpyrifos (CPF) là một loại thuốc bảo vệ thực vật thuộc nhóm lân hữu cơ, được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp để kiểm soát nhiều loại sâu bệnh. CPF có công thức phân tử C9H11Cl3NO3PS và thường tồn tại dưới dạng tinh thể màu trắng. Thời gian phân hủy tự nhiên của CPF trong đất có thể từ 60 đến 120 ngày, tuy nhiên, nó có thể kéo dài đến một năm tùy thuộc vào điều kiện môi trường. CPF hoạt động bằng cách ức chế enzyme acetylcholine esterase, gây ra các triệu chứng thần kinh nghiêm trọng cho cả sinh vật mục tiêu và con người. Việc tồn đọng CPF trong môi trường đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Theo WHO, CPF đã được xếp vào danh sách các chất cấm sử dụng từ năm 2016. Do đó, việc nghiên cứu các phương pháp phân hủy CPF là rất cần thiết.

II. Enzyme Laccase và vai trò của nó

Enzyme Laccase là một loại enzyme oxy hóa, thuộc nhóm polyphenol oxidase, có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp. Laccase được sản xuất chủ yếu bởi các loài nấm thuộc họ Basidiomycetes. Enzyme này có cấu trúc phức tạp với nhiều isozyme khác nhau, mỗi loại có tính chất và hoạt tính riêng. Laccase có khả năng oxy hóa các phenol và các hợp chất hữu cơ khác, giúp phân hủy các chất ô nhiễm như CPF. Nghiên cứu cho thấy laccase có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện pH và nhiệt độ khác nhau, và hoạt tính của nó có thể được tăng cường bằng cách sử dụng các chất trung gian. Việc sử dụng laccase trong phân hủy CPF không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn mang lại lợi ích cho môi trường.

III. Nấm Basidiomycetes và khả năng phân hủy

Nấm Basidiomycetes là một nhóm nấm có khả năng sản xuất enzyme laccase cao, được biết đến với khả năng phân hủy lignin và các hợp chất hữu cơ khác. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một số chủng nấm trong nhóm này có thể phân hủy CPF hiệu quả. Việc nuôi cấy và hoạt hóa các chủng nấm này trong môi trường thích hợp có thể tối ưu hóa hoạt tính của enzyme laccase. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chủng nấm Pycnoporus FAL1 có hoạt tính laccase cao nhất trong số các chủng được thử nghiệm, cho thấy tiềm năng lớn trong việc sử dụng nấm Basidiomycetes để phân hủy CPF trong môi trường.

IV. Ảnh hưởng của chất trung gian đến hoạt tính enzyme

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng các chất trung gian có thể làm tăng khả năng phân hủy CPF của enzyme laccase. Trong số các chất trung gian được thử nghiệm, HBT đã cho thấy khả năng làm tăng đáng kể hoạt tính phân hủy, đạt 9,25%. Ngược lại, một số chất như acetosyringone lại có tác dụng ức chế hoạt tính của enzyme. Điều này cho thấy rằng việc lựa chọn chất trung gian phù hợp là rất quan trọng trong quá trình phân hủy CPF. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc xác định các chất trung gian khác có thể tối ưu hóa hoạt động của laccase trong việc phân hủy các chất ô nhiễm.

V. Kết luận và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu về phân hủy CPF bằng enzyme laccase từ nấm Basidiomycetes không chỉ cung cấp thông tin quý giá về khả năng phân hủy của enzyme này mà còn mở ra hướng đi mới trong việc xử lý ô nhiễm môi trường. Việc áp dụng các phương pháp sinh học để phân hủy CPF có thể giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của thuốc bảo vệ thực vật đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Các kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong thực tiễn để phát triển các giải pháp xử lý ô nhiễm hiệu quả và bền vững hơn.