- Cytotoxicity assessments indicated that Nano BBr inhibited breast cancer (MCF-7) and hepatic cancer (Hep G2) cells growth.. - Nghiên cứu thực hiện nhằm chế tạo vật liệu nano BBr bằng phương pháp nghiền quay để tăng độ sinh khả dụng và thử nghiệm khả năng kháng ung thư. - Tính chất vật liệu nano BBr được khảo sát bằng các phương pháp FE-SEM, TEM, DLS và XRD, kết quả cho thấy hạt nano BBr có kích thước trung bình khoảng 60 nm sau 120 giờ nghiền quay với sự hỗ trợ của bi zirconia. - Vật liệu nano BBr cho thấy khả năng ức chế tăng sinh ở hai dòng tế bào ung thư vú (MCF-7) và gan (Hep G2).. - Chế tạo vật liệu nano berberine bằng phương pháp nghiền quay và khảo sát khả năng ức chế tăng sinh tế bào ung thư. - Tillhon et al., 2012. - Kumar et al., 2015). - Tuy nhiên do BBr không tan trong nước và độ sinh khả dụng thấp (Battu et al., 2010) dẫn đến sự hấp thụ chúng vào cơ thể kém. - Đã có nhiều nghiên cứu chế tạo nano BBr với nhiều phương pháp khác nhau như: gắn BBr trên nano polymer, trên silica từ tính, trên lipid, gắn vào các dendrimer, graphene hay trên các nano vàng, nano bạc,…(. - Bhanumathi et al., 2017. - Wang et al.. - Vật liệu này cho thấy cải thiện sinh khả dụng đường uống và hiệu quả trong việc giảm đường huyết (Wang et al., 2010). - Lin et al. - 2015) đã điều chế nano berberine trên chất mang Fucose- chitosan/Heparin với kích thước hạt nm có tác dụng ức chế Helicobacter pylori và giảm viêm dạ dày hiệu quả khi nghiên cứu trên động vật.. - Gupta et al. - 2017) đã nghiên cứu gắn kết BBr vào các dendrimers PAMAM-G4 có kích thước 100-200 nm và cho thấy độ sinh khả dụng tăng đáng kể.. - Wang et al.( 2015) đã điều chế hệ nhũ phân tán nano BBr bằng kỹ thuật đồng hóa áp suất cao cho ra hạt có kích thước trong khoảng nm và có tác dụng hạ đường huyết khi thử nghiệm trên mô hình chuột. - Yu et al. - 2017) đã nghiên cứu chế tạo hệ nano poly etylen glycol (PEG)–lipid–Poly(D,L- lactide-co-glycolide acid) (PLGA) làm chất mang berberine với kích thước khoảng 200 nm để ứng dụng trong thuốc dạng uống. - Sahibzada et al. - (2018) đã nghiên cứu chế tạo hệ nhũ nano chứa BBr bằng phương pháp tiêm nhanh pha đảo (APSP), kết quả cho thấy hạt nano tạo thành có kích thước từ 60 – 110 nm. - Ngoài ra vật liệu nano berberine đã được chế tạo với cấu trúc khác nhau như mang trên hạt nano PLGA (Ochin et al., 2018) hay các dạng nano lipid rắn, hệ nhũ nano hay nano liposome (Tan et al., 2011) và cho thấy kết quả tích cực khi thử nghiệm kháng các dòng tế bào ung thư.. - Nhìn chung, các nghiên cứu nêu trên đã chế tạo nano BBr với nhiều tính chất ưu việt theo phương pháp từ dưới lên, nồng độ BBr trong hệ đều nhỏ hơn 1% và sử dụng các thiết bị hiện đại, đắt tiền nên. - Do vậy, việc chế tạo BBr ở kích thước nano với hàm lượng cao hơn là cần thiết để có thể chuyển về dạng bột rắn, phù hợp với ứng dụng trong thực phẩm hỗ trợ điều trị tiểu đường hay ngăn ngừa ung thư.. - Nhận thấy BBr có cấu trúc tinh thể (Zou et al., 2009. - Sahibzada et al., 2018) nên phương pháp từ trên xuống dưới đã được đề xuất để chế tạo các hạt nano tinh thể BBr (Loh et al., 2015). - Trong nghiên cứu này, vật liệu nano BBr được chế tạo bằng phương pháp nghiền quay ướt với sự hỗ trợ của bi zirconia ở tốc độ 1000 vòng/phút trong 120 giờ, khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng BBr trong hệ đến kích thước hạt nano tạo thành. - Bên cạnh đó, liệu nano BBr cho thấy tính ức chế tăng sinh ở hai dòng tế bào ung thư vú (MCF-7) và gan (Hep G2) với giá trị MIC lần lượt là µg/mL và µg/mL.. - 2.2 Chế tạo nano BBr bằng phương pháp nghiền quay. - Nano BBr được chế tạo theo phương pháp nghiền quay theo sơ đồ được mô tả ở Hình 1. - Cho tiếp 120 g bi zirconia (95% ZrO 2 , 5% Y 2 O 3 , hãng CZM) có kích thước 0,4 – 0,6 mm, độ cứng trên 1000 Hv vào chai và đặt trên máy quay trục lăn ở tốc độ 1000 vòng/phút trong 120 giờ, các thông số này được chọn theo những kết quả đã thực hiện trước đó. - Dưới sự va chạm của bi, bột BBr nguyên liệu được nghiền nhỏ và bao bọc bởi chất hoạt động tween 80 và tồn tại trong hệ ở dạng tinh thể với kích thước nano.. - Mẫu được lọc loại bi và thu được hỗn dịch chứa nano BBr. - Trong nghiên cứu này, hàm lượng BBr được thay đổi để khảo sát ảnh hưởng của chúng đối với kích thước hạt nano BBr tạo thành.. - Để thu nano BBr dạng bột rắn, hỗn dịch đã chế tạo ở bước trên được tiến hành đông khô trong 48 giờ ở -55 o C với thiết bị đông khô Sanvac 55-9 Pro (Đan Mạch).. - 2.3 Các phương pháp phân tích. - Mẫu bột nano BBr sau khi đông khô được phân tích XRD (Bruker D8-Advance, Đức) ở góc quét từ 4 – 40 o. - 2.4 Xác định hàm lượng BBr trong bột nano BBr. - Bột nano BBr sau khi đông khô được xác định hàm lượng BBr bằng phương pháp đo phổ UV-Vis (Jasco V670, Nhật Bản).. - Xác định hàm BBr: Cân 0,01 g bột nano BBr được chế tạo ở trên hòa tan hoàn toàn trong 10 mL methanol. - Tiến hành đo hấp thu của mẫu và suy ra hàm lượng dựa trên cường độ hấp thu.. - 2.5 Thử nghiệm khả năng gây độc tế bào ung thư trong điều kiện in vitro. - Các dòng tế bào ung thư được nuôi cấy dưới dạng đơn lớp trong môi. - Chuẩn bị mẫu thử: Bột nano BBr sau khi đông khô được hòa tan trong DMSO 0,5% để đạt các nồng độ: 100 µg/mL. - gây độc tế bào theo công thức:. - 3.1 Kết quả chế tạo nano BBr bằng phương pháp nghiền quay. - Kết quả DLS của các mẫu với hàm lượng BBr khác nhau được thể hiện ở Hình 2. - Khi tăng dần hàm lượng BBr từ 0,167% lên 4%, kích thước hạt nano. - tăng dần, tỷ lệ % kích thước hạt tăng dần và sự phân bố kích thước hạt hẹp dần. - Do ở hàm lượng BBr thấp (0,167%) trong khi số lượng bi như nhau, sự tương tác, tiếp xúc, giữa các hạt BBr với bi nhiều và thường xuyên hơn nên các hạt BBr bị va đập nhiều dẫn đến kích thước hạt nano nhỏ hơn so với ở hàm lượng cao (4. - Mặt khác, với hàm lượng BBr 0,167% trong khi đó hàm lượng tween 80 (1%) lại cao hơn hàm lượng BBr nên sự phân tán các hạt trong dung dịch tốt dẫn đến các hạt tách rời và phân tán đều làm kích thước hạt nano được tạo ra nhỏ hơn. - Ngược lại, ở hàm lượng BBr là 4% cao hơn hàm lượng tween 80 (1%) nên sự phân tán các hạt không được đồng đều dẫn đến các hạt kết tụ lại với nhau làm kích thước hạt tạo ra to hơn so với ở hàm lượng BBr 0,167%.. - Hình 2: Kết quả DLS của các mẫu nano BBr với hàm lượng berberine khác nhau Kết quả FE-SEM và giản đồ phân bố kích thước. - hạt của các mẫu với hàm lượng BBr lần lượt là và 4% được thể hiện ở Hình 3. - Ảnh FE- SEM cho thấy với hàm lượng BBr là 0,167%, hạt nano có kích thước tương đối nhỏ, khoảng kích thước 50 nm và 70 nm chiếm tỷ lệ cao. - Hàm lượng BBr là 1%, kích thước hạt nano tập trung nhiều trong khoảng từ 40 nm đến 70 nm tương tự mẫu 0,167% BBr. - Với mẫu ở hàm lượng BBr 4%, ảnh FE-SEM cho thấy trong mẫu cũng tồn tại các hạt nano chủ yếu trong khoảng kích thước từ 50 nm đến 70 nm. - Độ phân bố kích thước có phần rộng hơn các mẫu ở nồng độ thấp hơn nhưng không rõ ràng.. - Ở hàm lượng ở 4% BBr tuy sự tiếp xúc và va chạm giữa các hạt nano BBr với bi hạn chế hơn so với ở hàm lượng thấp (0,167% và 1%) nhưng hạt nano tạo thành có kích thước gần bằng nhau, kết quả. - Ảnh TEM của mẫu nano với hàm lượng BBr khác nhau ở Hình 4a cho thấy kích thước hạt nano ở 0,167% BBr nhỏ hơn so với 4% BBr. - Tuy nhiên các hạt nano ở mẫu 4% BBr có sự tụ lại với nhau, điều này lý giải cho việc khi đo kích thước hạt bằng phương pháp DLS cho kích thước hạt lớn hơn so với kết quả FE-SEM. - Phương pháp DLS thực hiện đo trong dung dịch và các hạt có kích thước khoảng 60 nm kết tụ lại với nhau tạo thành khối với kích thước khoảng 300 nm. - Trong khi đó ở phương pháp FE-SEM và TEM, mẫu được sấy khô nên có thể quan sát được các hạt nano nhỏ trong khối kết tụ, điều này giải thích cho kết quả ảnh FE-SEM khi kích thước hạt nano BBr ở mẫu 0,167% và 4% gần như bằng nhau.. - Hình 3: Ảnh FE-SEM và giản đồ phân bố kích thước hạt của các mẫu nano BBr với hàm lượng berberine khác nhau. - Như vậy có thể thấy hạt nano BBr được tạo thành trong phương pháp từ trên xuống trong nghiên cứu này đạt được kích thước nanomet, thậm chí kích thước hạt nhỏ hơn các phương pháp chế tạo theo kiểu từ dưới lên (Yu et al., 2017. - Sahibzada et al., 2018. - Ochin et al., 2018). - Điểm khác biệt của nghiên cứu này là chế tạo ở hàm lượng BBr đến 4%, trong khi các nghiên cứu trên thường dưới 1%.. - Jia et al., 2017. - Sahibzada et al., 2018). - Như vậy có thể thấy sau quá trình chế tạo bằng phương pháp nghiền quay, vật liệu nano BBr tạo thành vẫn giữ cấu trúc tinh thể rõ nét, đây là điểm khác biệt với vật liệu nano BBr được chế tạo bằng phương pháp từ dưới. - lên như hạt nano chitosan gắn BBr (Zou et al., 2019), hạt nano polymer β-cyclodextrin gắn BBr (Jia et al., 2017) hay hạt nano nhũ tương chứa BBr (Sahibzada et al., 2018). - 3.2 Kết quả định lượng BBr trong bột nano BBr sau khi đông khô. - Do mục đích chế tạo nano BBr dạng bột rắn để có thể dễ dàng hơn khi ứng dụng làm thực phẩm chức năng hay dược phẩm, hỗn dịch nano BBr với 4% BBr và 1% tween 80 được đông khô thu bột và xác định hàm lượng BBr bằng phương pháp quang phổ UV-Vis.. - Hình 5: Đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ và nồng độ của dung dịch chuẩn (a), phổ UV- Vis của mẫu bột nano BBr hòa tan trong methanol (b) và ảnh FE-SEM bột nano BBr sau khi đông. - Phổ UV-Vis của mẫu nano BBr sau khi đông khô hòa tan lại trong methanol ở Hình 5b cho thấy peak 430 nm đặc trưng của BBr với độ hấp thụ là A=0,49437. - Thay giá trị A=0,49437 vào phương trình (1), ta tính được hàm lượng BBr trong bột đông khô là 60,36%. - (Imenshahidi et al., 2016) trong khi đường chuẩn. - Mặt khác, ảnh FE-SEM ở Hình 5c, được thực hiện bằng cách đo trực tiếp bột trên lưới đồng cho thấy trong bột sau khi đông khô vẫn tồn tại các hạt có kích thước khoảng 60 nm với hình dạng rõ ràng.. - 3.3 Kết quả thử nghiệm khả năng gây độc tế bào ung thư trong điều kiện in vitro. - Mẫu nano BBr cho thấy khả năng gây độc trên cả 2 dòng tế bào khảo sát, trong đó hiệu quả trên dòng tế bào MCF-7 mạnh hơn so với dòng tế bào Hep G2. - Bảng 2: Hiệu quả ức chế tế bào ung thư của mẫu nano BBr với hàm lượng khác nhau Dòng tế bào Nồng độ. - Giá trị IC 50 của mẫu nano BBr đối với dòng tế bào ung thư MCF-7 và Hep G2 lần lượt là µg/mL và µg/mL. - Một số nghiên cứu cho thấy BBr ở kích thước nano có khả năng kháng ung thư tốt hơn so với nguyên liệu có kích thước micromet (Bhanumathi et al., 2017. - Ochin et al., 2018), nguyên nhân là do kích thước nhỏ, độ. - sinh khả dụng cao hơn nên dễ tiếp xúc với tế bào ung thư. - Bản thân berberine nguyên liệu cũng có tính kháng ung thư với giá trị IC 50 từ 40 – 50 µg/mL với tế bào MCF-7 (Bhanumathi et al., 2017). - Bảng 3: Giá trị IC 50 của mẫu nano BBr trên các dòng tế bào thực hiện ở 3 lần đo. - Dòng tế bào Giá trị IC 50 (µg/mL). - Bên cạnh đó, giá trị IC 50 của mẫu nano BBr có hiệu quả gây độc cả 2 dòng tế bào tốt hơn so với các cao chiết nước lẫn dung môi hữu cơ thực vật như rễ chùm ngây (Lương Hiền Minh và ctv., 2017) hay địa tiễn Marchantia polymorpha L. - Một điều đáng lưu ý là nồng độ thử nghiệm được tính trên khối lượng bột nano BBr sau khi đông khô, hàm lượng berberine và các dạng chuyển hóa của chúng sẽ nhỏ hơn khối lượng bột do bề mặt các hạt nano đã được bao bọc bởi tween 80.. - Vật liệu nano BBr đã được chế tạo thành công với cấu trúc tinh thể bằng phương pháp nghiền quay, được kiểm định qua các phân tích DLS, FE-SEM, TEM và XRD. - Hàm lượng BBr ảnh hưởng đến kích thước hạt nano tạo thành. - Kết quả thu được hạt nano BBr có kích thước trong khoảng 60 nm ở hàm lượng 1% tween 80 và 4% BBr. - Bằng phương pháp đông khô, mẫu nano BBr được đưa về dạng bột vẫn giữ. - được kích thước nanomet và hàm lượng BBr có trong bột sau khi đông khô là 60,36%. - Vật liệu nano BBr cho thấy khả năng ức chế tế bào ung thư vú MCF-7 và gan Hep G2 với giá trị IC 50 lần lượt là µg/mL và µg/mL.. - et al., 2017.. - et al., 2018. - et al., 2017