tiểu luận kiểm nghiệm các quá trình sinh học chủ đề kiểm nghiệm hormone

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG THƯƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

KIỂM NGHIỆM CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌCChủ đề : Kiểm nghiệm hormone

3 Vai trò của hormone trong cơ thể con người [2] 4

II Các chỉ tiêu đánh giá hormone theo tiêu chuẩn việt nam và AOAC 11

III Phương pháp kiểm nghiệm 12

1 PHƯƠNG PHÁP HPLC 12

2.1 Nguyên tắc: 12

a Cấu tạo của hệ thống HPLC: 12

2.2 Tiến hành xác định dư lượng hoocmôn thyroxin bằng phương pháp HPLC

Chuẩn bị mẫu phân tích: 15

e Tiến hành kiểm nghiệm 15

f Tính kết quả 16

2 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ 16

2.1 Nguyên tắc : 16

2.2 Xác định hàm lượng diethylstilbestrol bằng phương pháp quang phổ theo

g Báo cáo thử nghiệm 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

I Giới thiệu chung về hormoneI.1Khái niệm

Hormone được đưa ra từ năm 1904 bởi Wiliam Bayliss và Ernest Starling để mô tả tác dụng của Secretin một chất được sản xuất bởi tá tràng, có tác dụng kích thích sự bài tiết của tụy (tiếng Hy lạp, Harman có nghĩa là kích thích)

Ở Việt Nam gọi là Nội tiết tố chỉ nguồn gốc tiết của hormone (các chất do tuyến nội tiết tiết ra) hay còn gọi là Kích thích tố chỉ chức năng kích thích của hormone

Hormone là những chất hữu cơ được tạo thành trong cơ thể có tác dụng điều hoà các hoạt động sống trong cơ thể Lượng hormone trong cơ thể thường rất thấp

Hormone có cả ở thực vật và động vật Ở động vật, hormone được sản xuất tại các tuyến nội tiết và tác động đến các mô khác nơi nó được tạo ra Hormone từ tuyến nội tiết được tiết trực tiếp vào máu và được máu vận chuyển đến các mô chịu tác dụng Hormone có tính đặc hiệu

Về mặt hóa học

Hormone là một nhóm các hợp chất hữu cơ có bản chất rất đa dạng: Là protein như Somatotropin thuỳ trước tuyến yên có 200 gốc acid amin

Là polipeptide như Insuline của tuyến tuỵ có 51 acid amin; oligopeptide như Oxitosine của thuỳ sau tuyến yên có 8 acid amin

Là dẫn xuất của acid amin như Adrenalin hormone của miền tuỷ thượng thận là dẫn xuất của Tyrosine

Là dẫn xuất của nhóm Steroid như Corticco Steroid hormone miền vỏ thượng thận hay các hormone sinh dục

Là dẫn xuất của các acid béo như Prostaglandin của tuyến tiền liệt có bản chất là dẫn xuất của acid béo không no

Về mặt sinh học

Được sản xuất với một lượng rất nhỏ bởi những tế bào đặc biệt ở các tuyến nội tiết

Nhiệm vụ điều chỉnh các quá trình trao đổi chất thích hợp với nhu cầu sống của cơ thể trong từng giai đoạn, từng thời điểm nhất định [ CITATION Hóa \l 1033 ].

Các cách tác dụng của hormone

 Ảnh hưởng đến tốc độ sinh tổng hợp enzyme và protein  Ảnh hưởng đến tốc độ xúc tác của enzyme

 Thay đổi tính thấm của màng tế bào  Điều khiển nhiều chức năng khác:

o Tăng trưởng mô và tế bào o Nhịp đập tim, áp suất máu

o Sự tiết các enzyme tiêu hóa và các hormone khác, o Sự tiết sữa và các họat động của hệ thống sinh sản Hormone có cả ở thực vật và động vật [ CITATION Hóa \l 1033 ]

I.2Phân loại hormone 2.1 Hormone động vật

- Hormone động vật có nhiều loại với cấu tạo và chức năng rất khác nhau Dựa vào cấu tạo hoá học có thể chia hormone động vật thành 3 nhóm

- Hormone steroid là dẫn xuất của cholesterol - Hormone là dẫn xuất của amino acid

- Hormone là peptide hay protein [ CITATION Hóa \l 1033 ]

2.2 Hormone thực vật

[ CITATION Hóa \l 1033 ] Hormone thực vật là các chất có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của thực vật Có nhiều loại hormone khác nhau trong cơ thể thực vật Các loại hormone này khác nhau về bản chất hoá học, về vai trò đối với thực vật Có thể chia hormone thực vật thành 5 nhóm:

Các loại hormone trong cơ thể người được sinh ra từ các cơ quan nội tạng, vùng não, tuyến yên, tuyến giáp, Như vậy, khi hormone bị rối loạn, mất cân bằng thì sẽ gây ảnh hưởng tiêu cực đến các cơ quan, bộ phận và sinh lý cơ thể.

Hormone đóng vai trò quan trọng trong cơ thể (Nguồn: Internet)

Vai trò của Hormone

Các loại hormone trong cơ thể tham gia trực tiếp vào quá trình sinh học của cơ thể Vai trò của hormone là điều tiết quá trình này diễn ra thông suốt, ổn định Sau đây là những vai trò cụ thể của hormone:

 Phát triển cơ quan sinh sản, duy trì chức năng tình dục ở cả nam giới và nữ giới.

 Thúc đẩy sự phát triển, tăng sinh của các mô, tế bào và điều tiết quá trình sinh trưởng, phát triển của cơ thể.

 Tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi chất, thúc đẩy quá trình chuyển hóa thức ăn thành năng lượng cũng như các dưỡng chất cần thiết cho cơ thể.

 Điều chỉnh, cân bằng cảm xúc, tâm trạng và cải thiện chức năng nhận thức của não bộ.

 Giúp cơ thể thích nghi nhanh chóng với sự thay đổi của môi trường  Đóng vai trò quan trọng trong quá trình cân bằng nội môi ở dịch nội bào và ngoại bào.

Các loại hormone trong cơ thể

Các hormone tuyến giáp

Trong các loại hormone trong cơ thể người thì 2 loại hormone được sinh ra bởi tuyến giáp là Triiodothyronine (T3) và Thyroxine (T4) Đây là 2 loại hormone có khả năng kiểm soát quá trình trao đổi chất trong cơ thể, giúp điều chỉnh nhiệt độ, cân nặng, xác định mức năng lượng, Nếu hormone tuyến giáp bị mất cân bằng sẽ gây nên các bệnh lý nguy hiểm như suy giáp, basedow.

Hormone được sản sinh từ tuyến giáp (Nguồn: Internet)

Insulin - Hormone tuyến tụy

Insulin là một loại hormone được sản sinh từ tuyến tụy Hormone này có nhiệm vụ biến đổi lượng đường từ carbohydrate có trong thức ăn thành năng lượng hoặc dự trữ trong cơ thể Quan trọng hơn, insulin giúp điều chỉnh lượng đường trong máu luôn ở mức ổn định, không gây tăng hay hạ đường huyết.

Insulin - hormone tuyến tụy giúp kiểm soát lượng đường trong máu (Nguồn: Internet)

Estrogen - Hormone sinh dục nữ

Là một loại hormone sinh dục nữ được sản sinh ra từ 2 buồng trứng, đóng vai trò quan trọng với kinh nguyệt, sinh sản, mãn kinh Nếu nồng độ estrogen giảm dưới mức bình thường sẽ dẫn đến tình trạng rụng tóc và gây nên các vấn đề về da, điển hình là mụn trứng cá Ngược lại, nếu nồng độ estrogen tăng cao sẽ dẫn đến trầm cảm, tăng

nguy cơ bị ung thư tử cung, ung thư vú Tuy nhiên, sinh lý nữ có thể điều chỉnh bằng các liệu pháp thay thế hormone sinh học.

Estrogen là một loại hormone sinh dục nữ (Nguồn: Internet)

Progesterone - Hormone nữ

Progesterone cũng là một loại hormone nữ được tiết ra từ 2 buồng trứng, nhau thai phụ nữ đang mang bầu và tuyến thượng thận Khác với các loại hormone trong cơ thể người, Progesterone có tác dụng điều chỉnh chu kỳ kinh nguyệt hàng tháng, đồng thời kích thích, điều tiết, giúp cơ thể chuẩn bị cho quá trình thụ thai, mang thai và duy trì thai kỳ ổn định Với những phụ nữ không mang thai, khi nồng độ progesterone hạ xuống cũng là lúc chu kỳ kinh nguyệt bắt đầu Ngoài ra, progesterone còn quyết định đến sự ham muốn tình dục ở nữ.

Progesterone - hormone sinh dục nữ được sản xuất từ buồng trứng (Nguồn:Internet)

Prolactin - Hormone nữ

Prolactin là hormone nữ được sinh ra từ tuyến yên sau khi phụ nữ mới sinh con, giúp tạo nguồn sữa mẹ Với những phụ nữ đang trong giai đoạn mang thai thì nồng độ

prolactin tăng cao hơn để ức chế hormone kích thích nang trứng FSH cũng như hormone giải phóng gonadotropin GnRH.

Prolactin- một loại hormone nữ giúp kích thích tuyến sữa sau sinh (Nguồn:Internet)

Testosterone - Hormone sinh dục nam

Testosterone là một trong các loại hormone trong cơ thể người, đây là một loại

hormone sinh dục nam giới, đóng vai trò với sự phát triển các mô sinh sản ở nam, bao gồm tinh hoàn và tuyến tiền liệt Hơn nữa, hormone này còn giúp tăng xương, tăng khối lượng cơ bắp, phát triển lông trên cơ thể Khi cơ thể thiếu hụt testosterone sẽ ảnh hưởng đến sự ham muốn, xương yếu, mất xương Nồng độ hormone testosterone sẽ giảm dần theo độ tuổi và dẫn đến mãn dục nam Hiện nay, điều chỉnh sinh lý nam cũng có thể được thực hiện bằng các liệu pháp thay thế hormone sinh học.

Serotonin - Hormone cảm xúc

Serotonin là một trong các loại hormone cảm xúc có tác dụng thúc đẩy cảm xúc và là “chất tạo cảm giác hạnh phúc” ở người Serotonin tham gia cải thiện trí nhớ, điều

hòa tâm trạng, giấc ngủ, tiêu hóa đồng thời thực hiện một số chức năng cơ bắp Khi nồng độ serotonin xuống thấp, có thể cơ thể bị đau đầu, mất ngủ, tăng cân, thèm ăn, nghiêm trọng hơn là bị trầm cảm Ngược lại, serotonin tăng cao lại gây buồn ngủ, kích động, lú lẫn.

Serotonin là một hormone giúp điều chỉnh cảm xúc, tâm trạng (Nguồn:Internet)

Cortisol - Hormone chống stress

Trong các loại hormone trong cơ thể người, cortisol là hormone được sản xuất bởi tuyến thượng thận, có tác dụng giúp cơ thể khỏe mạnh, luôn tràn đầy năng lượng, kiểm soát căng thẳng tâm lý Khi cơ thể rơi vào tình trạng nguy hiểm, cortisol sẽ được sản sinh làm tăng nhịp tim, huyết áp, hô hấp, để đối phó Tuy nhiên, nồng độ cortisol tăng quá cao cũng sẽ làm huyết áp tăng cao, gây rối loạn lo âu hay cortisol quá thấp sẽ gây mệt mỏi mãn tính, dẫn đến chứng nghiện rượu.

Adrenaline - Hormone sinh tồn

Adrenaline cũng là một loại hormone quan trọng trong các loại hormone trong cơ thể người Hormone này được tiết ra từ các tế bào thần kinh trung ương và tuyến thượng thận Đây còn được gọi là hormone khẩn cấp, giúp kích thích cơ thể phản ứng nhanh với căng thẳng Khi cơ thể rơi vào trạng thái căng thẳng, adrenaline sẽ được sản sinh và đi vào máu để truyền tín hiệu đến các cơ quan khác và tạo ra những phản ứng cụ thể Bên cạnh đó, adrenaline còn có tác dụng làm tăng tốc độ trao đổi chất, giãn nở mạch máu.

Adrenaline - hormone sinh tồn sản xuất bởi hệ thần kinh trung ương (Nguồn:Internet)

Somatotropin - Hormone tăng trưởng

Somatotropin hay còn gọi là hormone tăng trưởng, đây cũng là một loại hormone protein bao gồm 190 axit amin được tổng hợp và sản sinh từ somatotrophs -là một loại tế bào ở phần trước tuyến yên Nhiệm vụ của hormone này -là kích thích tăng trưởng, thúc đẩy trao đổi chất, tái tạo tế bào.

 Chính vì thế việc kiểm nghiệm hormone trong sinh học có tầm quan trọng

vô cùng lớn trong việc đánh giá sức khỏe và chẩn đoán các vấn đề liên quan đếnhormone trong cơ thể

II Các chỉ tiêu đánh giá hormone theo tiêu chuẩn việt nam và AOAC

Theo TCVN 7047:2009 : Thịt lạnh đông - yêu cầu kỹ thuật[ CITATION TCV \l 1033 ] và Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7046:2009 về thịt tươi - Yêu cầu kỹ thuật

Dư lượng hoocmon, được quy định trong Bảng 1.

Bảng 1 - Dư lượng hoocmon

4 Nhóm Beta-agonist (gồm: Salbutanol và Clenbutanol) Không cho phép

III Phương pháp kiểm nghiệm III.1PHƯƠNG PHÁP HPLC

2.1 Nguyên tắc:

HPLC là một phương pháp chia tách với pha động là chất lỏng, còn pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn được phân chia ở dạng tiểu phân hoặc một chất lỏng phủ lên trên một chất mang rắn hay là chất mang đã được biến đổi bằng

liên kết hóa học với những nhóm chức hữu cơ Quá trình này dựa trên cơ chế hấp thụ, phân bố và trao đổi ion hay phân loại theo kích cỡ (rây phân tử).

Nó được phân biệt với sắc ký lỏng truyền thống bởi áp suất hoạt động cao hơn nhiều (50 – 350 bar) Đây là phương pháp hiệu quả nhất với khả năng kiểm soát tốt và cung cấp lương chất đi qua tương đối cao, chúng đẩy dung môi đi qua ở áp suất cao thay vì sử dụng trọng lực như phương pháp truyền thống.

Về bản chất, sắc ký lỏng hiệu năng cao liên quan đến việc trộn một dung dịch từ một bể chứa với một vùng mẫu chứa các chất phân tích được tách ra, sau đó bơm hỗn hợp này vào bộ phận tiêm mẫu Tiếp theo, pha động mang chất phân tích đi qua cột sắc ký có chứa pha tĩnh Trong trường hợp chất phân tích không có màu cần có đầu dò để biết được khi nào nó đi qua cột Dữ liệu phát hiện sẽ được lưu trữ để phân tích và chất thải được thu vào.

III.1.1.a Cấu tạo của hệ thống HPLC: Bình dung môi

Pha động trong HPLC thường là hỗn hợp các thành phần chất lỏng phân cực và không phân cực có nồng độ tương ứng thay đổi tùy thuộc vào thành phần của mẫu.

Bơm - Bộ phận phân phối dung môi

Bơm pittong hút pha động từ bình dung môi đẩy vào hệ thống qua các bộ phận tiêm mẫu, cột và đầu dò sau đó qua bình đựng dung môi thải Tuỳ thuộc vào các cấu hình hệ thống (ví dụ kích thước cột, kích thước hạt của pha tĩnh, tốc độ chảy và thành phần của pha động) áp suất vận hành ở 6000psi (413 bar) có thể lên tới 18 000 psi (1240 bar).

Bộ tiêm mẫu

Bộ phận tiêm mẫu có thể là bộ phận tiêm mẫu tự động hoặc tiêm mẫu bằng tay có bộ phận kim phun Kim phun mẫu cho hệ thống HPLC sẽ cung cấp việc tiêm mẫu chất lỏng trong phạm vi 0,1-100 mL thể tích với độ tái lập cao và dưới áp suất cao (lên đến 18 000 psi).

Cột phân tích thường được làm bằng thép không gỉ, dài từ 50 - 300 mm và có đường kính trong từ 2 - 5 mm Thông thường, Cột được nhồi bằng các hạt silica / silica lai có kích thước từ 2,5 – 10

Trong quá trình hoạt động, nhiệt độ của pha động và cột nên được giữ ổn định trong quá trình phân tích Vì vậy trong thực tế, các hệ thống có thêm buồng điều nhiệt cột

Đầu dò - Detector

Detector nằm ở cuối cột có nhiệm vụ phát hiện các chất phân tích khi chúng được rửa giải từ cột sắc ký Các đầu dò thường được sử dụng là máy UV-VIS, huỳnh quang, khối phổ, tán xạ bay hơi…

Thiết bị thu thập dữ liệu

Tín hiệu từ đầu dò có thể được thu thập trên máy ghi biểu đồ hoặc bộ tích hợp điện tử khác nhau với các phần mềm lưu trữ, phân tích và xử lý dữ liệu sắc ký.

2.2 Tiến hành xác định dư lượng hoocmôn thyroxin bằng phương pháp HPLC theo TCVN 5150:1990 [ CITATION TIÊ \l 1033 ]:

III.1.2.a Nguyên tắc :

Sau khi xử lý mẫu, thyroxin được chiết vào dung dịch đệm phù hợp Thí dụ đệm xitrát - phốtphat Lấy phần dung dịch này bơm vào hệ HPLC với chất nhồi (pha tĩnh) là nhựa RP - 8, RP - 18 hay Hypersil CDS Khi đó, thyroxin bị hấp thụ trên chất nhồi trong cột sắc ký Để tách và phân tích thyroxin, người ta rửa giải nó bằng hỗn hợp dung môi (pha động) gồm MeOH/H2O với tỷ lệ 65/35 có thêm chất đệm và chất phụ gia axit propylic Thyroxin ra khỏi cột sắc ký được phát hiện bằng dêtếcto UV ở sóng 240 nm và nồng độ của nó được xác định theo phương pháp đường chuẩn.

III.1.2.b DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT

Hóa chất: dùng loại tinh khiết cho HPLC

+ Chất nhồi cột RP - 8 hay RP - 18 cỡ của Ø = 5 - 7 Mm

+ Nước cất 2 lần

+ Dung dịch gốc tiêu chuẩn của thyroxin nồng độ 1 mg/ml

III.1.2.c Lấy mẫu

Theo TCVN 4833-89 (ST SEV 2433 - 80)

III.1.2.d Chuẩn mẫu thửChuẩn bị mẫu phân tích:

Mẫu thịt cần phân tích được thái nhỏ, nghiền mịn, trộn đều và cân một lượng bằng 10g cho vào bình nón Thêm 15 ml dung dịch đệm xitrát - phốtphat pH = 8 Đậy nút lại và lắc kỹ trong 30 phút Lọc hay li tâm lấy dung dịch trong Thêm 1 ml natrihydrocácbonat 0,1M và 2ml thuốc thử methanolic, lắc kỹ và để trong chậu nước đá trong 30 phút Sau đó làm bay hơi đến cạn ở 30 - 350C Thêm 0,5 ml trifluoro axetic axit, lắc nhẹ và để ở nhiệt độ phòng trong 30 phút Sau đó trung hòa bằng 2 - 4 ml natrihydrocácbonát, dung dịch 1M.

Ly tâm lấy kết tủa, hòa tan kết tủa này trong hỗn hợp methanol/natrihydrocácbonát 0,1M với tỷ lệ 1/1 (về thể tích) và định mức bằng nước cất đến 10 ml sau đó ly tâm lấy dung dịch trong bơm vào cột sắc ký để phân tích thyroxin.

Pha dãy dung dịch chuẩn:

Dùng dung dịch gốc tiêu chuẩn của thyroxin nồng độ 1 mg/ml, tính lấy lượng phù hợp để pha và định mức bằng nước cất đến 25 ml sao cho nồng độ thyroxin trong các bình định mức là 2 - 4 - 6 - 8 - 10 - 12 Mg/ml.

Mẫu trắng:

Mẫu trắng phải được chuẩn bị cùng một điều kiện như mẫu phân tích nhưng không có mẫu phân tích, và vì vậy phải tiến hành làm đồng thời với mẫu phân tích.

Các điều kiện thực nghiệm: