Đang tải... (xem toàn văn)
Trong những năm gần đây, nguyên tố đất hiếm (NTĐH) cũng như phức chất của chúng với các amino axit được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, công nghệ sinh học, y dược… Các amino axit là hợp chất tạp chức có khả năng tạo phức tốt với nhiều ion kim loại. Dạng L( ) của các amino axit có hoạt tính sinh học và có vai trò quan trọng trong sự sống. Các ion đất hiếm cũng có hoạt tính sinh học và với hàm lượng rất nhỏ là không độc đối với cơ thể sinh vật. Qua các tài liệu tham khảo cho thấy phức chất của các NTĐH với những phối tử khác nhau thì có những hoạt tính sinh học khác nhau. Phức chất của các NTĐH với phối tử là các amino axit rất đa dạng và phong phú, đã có nhiều công trình nghiên cứu của phức chất đất hiếm với các phối tử khác nhau như Llơxin, Lphenylalanin, Ltrytophan... Tuy nhiên các công trình nghiên cứu chưa phủ kín đối với các amino axit trong đó có phối tử Lserin. Trên cơ sở đó, tôi lựa chọn đề tài: “Tổng hợp, nghiên cứu phức chất của một số nguyên tố đất hiếm với Lserin và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng”.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN HƢƠNG GIANG TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM VỚI L-SERIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÕ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÖNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT THÁI NGUYÊN - 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN HƢƠNG GIANG TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM VỚI L-SERIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÕ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÖNG Chuyên ngành: HÓA VÔ CƠ Mã số: 60. 44. 01. 13 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ HỮU THIỀNG THÁI NGUYÊN - 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả Nguyễn Hương Giang XÁC NHẬN CỦA KHOA VÀ CÁN BỘ HƢỚNG DẪN TRƢỞNG KHOA HÓA HỌC PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lan CÁN BỘ HƢỚNG DẪN PGS.TS. Lê Hữu Thiềng ii LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo-PGS.TS.Lê Hữu Thiềng- người đã tận tình chu đáo và giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, phòng quản lý đào tạo Sau Đại học, Khoa Hóa học Trường ĐHSP Thái Nguyên; phòng máy quang phổ, phòng thử hoạt tính sinh học Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam; phòng thí nghiệm Hóa lý trường Đại Học Sư Phạm I Hà Nội; phòng phân tích Hóa học- viện Khoa học Sự sống và trung tâm Học liệu Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài. Em xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm Khoa Hóa học, Khoa Sinh - KTNN Trường ĐHSP Thái Nguyên và các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn này. Cùng với sự biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, phòng ĐT -NCKH trường CĐSP Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu của mình. Thái Nguyên, tháng 4 năm 2014 Tác giả Nguyễn Hương Giang iii MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục biểu bảng iv Danh mục các hình v Danh mục chữ viết tắt vi MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2 1.1. Sơ lược về các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) và khả năng tạo phức của chúng 2 1.1.1. Sơ lược về các NTĐH 2 1.1.2. Sơ lược về các nguyên tố Prazeođim, Neođim, Samari, Europi, Gađolini 4 1.1.3. Khả năng tạo phức của các NTĐH 6 1.2. Giới thiệu về aminoaxit, L-serin 8 1.2.1. Giới thiệu về aminoaxit 8 1.2.2. Giới thiệu về L-serin 9 1.3. Sự tạo phức của các aminoaxit với các NTĐH 10 1.4. Hoạt tính sinh học của NTĐH và phức chất của NTĐH với aminoaxit 11 1.4.1. Hoạt tính sinh học của NTĐH 11 1.4.2. Hoạt tính sinh học của phức chất NTĐH với các α - aminoaxit 13 1.5. Giới thiệu về cây lúa, protein và enzim và một số chủng vi sinh vật kiểm định 15 1.5.1. Cây lúa 15 1.5.2. Protein và enzim 15 1.5.3. Giới thiệu về một số chủng vi sinh vật kiểm định 17 1.6. Một số phương pháp nghiên cứu phức rắn 18 1.6.1. Phương pháp phân tích nhiệt 18 1.6.2. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 19 1.6.3. Phương pháp đo độ dẫn điện 20 Chƣơng 2 THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ 22 2.1. Hóa chất và thiết bị 22 2.1.1. Hóa chất 22 2.1.2. Thiết bị 23 2.2. Tổng hợp và nghiên cứu phức chất của một số NTĐH với L-serin 23 2.2.1. Tổng hợp phức chất 23 2.2.2. Xác định thành phần của các phức chất thu được 24 2.2.3. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt 25 2.2.4. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 28 2.2.5. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp đo độ dẫn điện 31 2.3. Bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của một số phức chất của NTĐH với L-serin 32 2.3.1. Thăm dò sự ảnh hưởng của nồng độ phức Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O đến sự nảy mầm và phát triển mầm của hạt thóc 32 2.3.2. Thăm dò sự ảnh hưởng của nồng độ phức chất đến một số chỉ tiêu sinh hóa có trong mầm hạt thóc 37 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHỤ LỤC 49 iv DANH MỤC BIỂU BẢNG Trang Bảng 1.2: Các thông số cơ bản của các nguyên tố Pr, Nd, Sm, Eu và Gd [6, 8, 15] 5 Bảng 2.1. Thành phần (%)các NTĐH, C, N, Cl của các phức chất 25 Bảng 2.2. Kết quả phân tích nhiệt của các phức chất 27 Bảng 2.3. Các tần số hấp thụ đặc trưng (cm -1 ) của L-serin và các phức chất 30 Bảng 2.4. Độ dẫn điện mol μ ( molcm 21 1 ) của các dung dịch trong nước ở 25 ± 0,5 0 C. 32 Bảng 2.5. Ảnh hưởng của nồng độ phức Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O đến sự nảy mầm của hạt thóc 33 Bảng 2.6. Ảnh hưởng của phức Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O, EuCl 3 và L-serin đến sự nảy mầm của hạt thóc 34 Bảng 2.7. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O đến sự phát triển mầm của hạt thóc 34 Bảng 2.8. Ảnh hưởng của phức Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O, EuCl 3 và L-serin đến sự phát triển mầm của hạt thóc 36 Bảng 2.9. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào khối lượng protein 38 Bảng 2.10. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ tyrosin 39 Bảng 2.11: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào khối lượng tinh bột 39 Bảng 2.12. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O đến hàm lượng protein trong mầm hạt thóc 41 Bảng 2.13. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O đến hàm lượng proteaza trong mầm hạt thóc 42 Bảng 2.14. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O đến hàm lượng α- amilaza trong mầm hạt thóc 43 Bảng 2.15. Kết quả thử hoạt tính kháng sinh các phức chất 44 v DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O 26 Hình 2.2. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất Gd(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O 26 Hình 2.3. Phổ hấp thụ hồng ngoại của L-serin 29 Hình 2.4. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O 29 Hình 2.5. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức Gd(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O 30 Hình 2.6. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O đến sự phát triển mầm của hạt thóc 35 Hình 2.7. Ảnh hưởng của phức chất phức Eu(Ser) 3 Cl 3 .3H 2 O, EuCl 3 và L-serin đến sự phát triển mầm của hạt thóc 37 Hình 2.8. Đường chuẩn xác định protein 38 Hình 2.9. Đường chuẩn xác định proteaza 39 Hình 2.10: Đường chuẩn xác định α-amilaza 40 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ 1 NTĐH Nguyên tố đất hiếm 2 Ln Lantanit 3 Ln 3+ Ion Lantanit 4 Ser L-serin 5 His L-histidin 6 Asp Axit L-aspartic 7 leu Lơxin 8 DTPA Đietylen triamin pentaaxetic 9 IR Infared (hồng ngoại) 10 DTA Differential thermal analysis 11 TGA Thermogravimetry or Thermogravimetry analysis 12 ADN Acid Deoxyribo Nucleic 1 MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, nguyên tố đất hiếm (NTĐH) cũng như phức chất của chúng với các amino axit được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, công nghệ sinh học, y dược… Các amino axit là hợp chất tạp chức có khả năng tạo phức tốt với nhiều ion kim loại. Dạng L(- ) của các amino axit có hoạt tính sinh học và có vai trò quan trọng trong sự sống. Các ion đất hiếm cũng có hoạt tính sinh học và với hàm lượng rất nhỏ là không độc đối với cơ thể sinh vật. Qua các tài liệu tham khảo cho thấy phức chất của các NTĐH với những phối tử khác nhau thì có những hoạt tính sinh học khác nhau. Phức chất của các NTĐH với phối tử là các amino axit rất đa dạng và phong phú, đã có nhiều công trình nghiên cứu của phức chất đất hiếm với các phối tử khác nhau như L-lơxin, L-phenylalanin, L-trytophan Tuy nhiên các công trình nghiên cứu chưa phủ kín đối với các amino axit trong đó có phối tử L-serin. Trên cơ sở đó, tôi lựa chọn đề tài: “Tổng hợp, nghiên cứu phức chất của một số nguyên tố đất hiếm với L-serin và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng”. I. Mục đích nghiên cứu - Tổng hợp phức rắn của một số NTĐH với L-serin. - Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp vật lí và hóa lí. - Tiến hành nghiên cứu hoạt tính sinh học của một số phức chất tổng hợp được. II. Nội dung nghiên cứu 1. Tổng hợp các phức chất của Pr, Nd, Sm, Eu, Gd với L-serin 2. Xác định thành phần của các phức chất: kim loại, nitơ, cacbon, clo. 3. Nghiên cứu cấu trúc của các phức chất đã tổng hợp được bằng phương pháp phổ hồng ngoại (IR), phân tích nhiệt, đo độ dẫn điện. 4. Thử hoạt tính sinh học của một số phức chất tổng hợp được đối với mầm hạt thóc và một số vi sinh vật kiểm định. . nghiên cứu phức chất của một số nguyên tố đất hiếm với L -serin và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng . I. Mục đích nghiên cứu - Tổng hợp phức rắn của một số NTĐH với L -serin. - Nghiên. HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM VỚI L -SERIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÕ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÖNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT THÁI NGUYÊN. NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM VỚI L -SERIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÕ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÖNG Chuyên ngành: HÓA VÔ CƠ Mã số: 60. 44. 01. 13 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC