Tôm thẻ chân trắng whiteleg shrimp, Pacific white shrimp (Ảnh tepbac.com)
Một trong những giải pháp điều trị bệnh nhiễm khuẩn là sử dụng hệ dẫn thuốc thẩm thấu để nâng cao khả năng kháng qua lớp màng sinh học bảo vệ của vi khuẩn gây bệnh. Xu hướng này được đánh giá cao với công nghệ nano. Sử dụng vật liệu nano mang lại ưu điểm vượt trội như hạn chế được chế phẩm hóa học và kháng sinh có hại cho môi trường. Việc sử dụng chế phẩm sinh học kháng sinh, tăng tính hướng đích, tăng hiệu quả tác động lên tế bào gây bệnh dẫn đến giảm dư lượng kháng sinh của tôm, đồng thời với xử lý ô nhiễm môi trường nước NTTS. Cho cho tới nay, sản phẩm có tính chất và mục đích sử dụng như trên chưa được thử nghiệm rộng. Vì vậy, nghiên cứu “Đánh giá khả năng kháng khuẩn của hệ vật liệu nano tổ hợp mang tính kháng sinh đối với vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus gây hoại tử gan tụy cấp (AHPNS) trên tôm thẻ chân trắng” có ý nghĩa quan trọng, nhằm khẳng định tính năng diệt khuẩn của sản phẩm nano và ứng dụng vât liệu nano trong thực tế nuôi tôm.
Từ nhu cầu thực tế đặt ra, mới đây Đại học Nông lâm nghiệp, thuộc Đại Huế đã phối hợp cùng các Viện nghiên cứu Khoa học Vật Liệu, và Công nghệ Môi trường của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, tiến hành Nghiên cứu đánh giá khả năng kháng khuẩn của hệ vật liệu nano tổ hợp mang tính kháng sinh Ag-TiO2-Doxycycline-Alginate (TiO2-Ag/DO/Alg) đối với vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus là tác nhân chính gây bệnh hoại tử gan, tụy cấp trên tôm thẻ chân trắng.
Công nghệ nano – Hướng đi để ngành nuôi trồng thủy sản phát triển bền vững (Ảnh nanoagri.vn)
Trong công trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã phân lập 60 mẫu tôm bệnh trên cơ sở triệu chứng bệnh, đặc điểm hình thái và đặc điểm sinh thái. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ nano TiO2-Ag/DO/Alg có hiệu lực diệt khuẩn V. parahaemolyticus vượt trội, hơn hẳn kháng sinh DO thông thường. Hệ nano với nồng độ 50 ppm cho đường kính vòng kháng khuẩn lớn hơn so với kháng sinh DO ở nồng độ 1000 ppm.
Từ kết quả thu nhận được, các nhà nghiên cứu cho rằng, một trong những giải pháp điều trị bệnh này chính là sử dụng những hệ dẫn thuốc nhằm nâng cao khả năng thẩm thấu của kháng sinh qua lớp màng sinh học bảo vệ của vi khuẩn gây bệnh. Ứng dụng công nghệ nano là một trong những giải pháp được đánh giá cao. Sử dụng vật liệu nano mang lại ưu điểm vượt trội như hạn chế việc sử dụng chế phẩm hóa học, kháng sinh có hại cho môi trường, tăng tính hướng đích, và tăng hiệu quả tác động lên tác nhân gây bệnh, dẫn đến giảm dư lượng kháng sinh ô tôm nuôi đồng thời với xử lý ô nhiễm môi trường nước trong nuôi trồng thủy sản (NTTS).
Các sản phẩm có tính chất và mục đích sử dụng nêu ra chưa được thử nghiệm rộng rãi ở Việt Nam. Chính vì vậy, việc nghiên cứu và “Đánh giá khả năng kháng khuẩn của hệ vật liệu nano tổ hợp mang kháng sinh đối với vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus gây bệnh hoại tử gan tụy cấp (AHPNS) trên tôm thẻ chân trắng” có ý nghĩa quan trọng,để khẳng định tính năng diệt khuẩn của sản phẩm và ứng dụng trong thực tế nuôi tôm hiện nay.
Về phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu đánh giá khả năng kháng khuẩn của hệ vật liệu nano tổ hợp mang kháng sinh (Ag - TiO2 - Doxycyline -Alginate) đối với vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus gây bệnh trên tôm thẻ Chân trắng được thực hiện tại Khoa Thuỷ Sản, Trường Đại học Nông Lâm, Đại Học Huế. Nghiên cứu được thực hiện với 2 nội dung chính là phân lập và định danh loài vi khuẩn gây bệnh AHPNS trên tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) ở giai đoạn tôm từ 30–40 ngày tuổi và đánh giá khả năng kháng khuẩn của hệ vật liệu nano TiO2- Ag/DO/Alg đối với vi khuẩn gây bệnh AHPNS của tôm.
Phương pháp nuôi cấy, phân lập vi khuẩn
Phân lập và định danh tên vi khuẩn gây bệnh được tiến hành theo trình tự. Mẫu được nghiền nhỏ, hòa trong nước muối sinh lý để tạo dung dịch huyền phù. Lọc dung dịch huyền phù qua giấy lọc để loại bỏ cặn. Dùng micropipet lấy 100 µl dung dịch thu được nhỏ lên môi trường Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose (TCBS), dùng que cấy tam giác vô trùng dàn đều lên bề mặt thạch. Lật ngược đĩa thạch, nuôi cấy ở nhiệt độ phòng thí nghiệm. Sau 24–48 giờ quan sát sự phát triển của khuẩn lạc trên các đĩa môi trường, chọn những khuẩn lạc rời, chiếm ưu thế; tiếp tục dùng que cấy vô trùng cấy sang môi trường TCBS cho đến khi chọn được khuẩn lạc thuần. Tiến hành nhuộm vi khuẩn theo phương pháp của Christian Gram’ sau đó, thử test sinh hóa bằng kit thử Microgen GNA+B ID (Anh) để định danh vi khuẩn, mẫu thử được lặp lại 3 lần.
Hiệu lực diệt khuẩn của hệ vật liệu nano TiO2-Ag/DO/Alg đối với Vibrio parahaemolyticus.
Phương pháp thử nghiệm tính ức chế vi khuẩn là phương pháp sai được điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện của phòng thí nghiệm tại Khoa Thủy sản, trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế. Khuẩn lạc được cấy trong 5 ml môi trường Luria-Bertani (LB) lỏng và lắc qua đêm ở 37°C. Đĩa thử hoạt tính được chuẩn bị bằng cách cấy trải 200 µL dịch khuẩn V. parahaemolyticus, nồng độ tương đương 10 CFU/mL dàn đều lên bề mặt đĩa petri chứa môi trường ChromoGel Vibrio agar để khô. Các khoanh giấy thấm đường kính khoảng 7,8 mm được ngâm bão hòa trong dung dịch nano TiO2-Ag/DO/Alg với nồng độ khác nhau (35 ppm, 40 ppm, 45 ppm và 50 ppm), được đăt trên đĩa thạch nuôi ở 37 °C. Sau 24 giờ, hoạt tính ức chế khuẩn được đánh giá bằng cách đo bán kính (BK) vòng ức chế vi sinh vật theo công thức BK (mm) =D – d; trong đó D là đường kính vòng vô khuẩn và d =8 mm là đường kính khoanh giấy thấm. Ở nghiệm thức đối chứng, thay dung dịch nano TiO2-Ag/DO/Alg bằng nước cất. Thí nghiệm được lặp lại ba lần và lấy giá trị bán kính trung bình.
Xử lý số liệu
Số liệu được xử lý theo phương pháp thống kê sinh vật học trên phần mềm Microsoft Excel 2017 và SPSS 16.0 để phân tích thống kê Anova ở mức ý nghĩa (α = 0,05.)
Thay lời kết luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu lực diệt khuẩn Vibrio parahaemolyticus của hệ nano TiO2-Ag/DO/Al với nồng độ 50 ppm là mạnh nhất và yếu nhất ở nồng độ 35 ppm. Ngoài ra, hệ nano đã thể hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh hơn so với kháng sinh thông thường DO. Tuy nhiên, hiệu lực diệt khuẩn của hệ nano mới thể hiện rõ đối với vi khuẩn Vibrio spp trong nghiên cứu ở điều kiện in vitro. Do đó, cần triển khai thử nghiệm trên hoạt tính diệt khuẩn của hệ thống này đối với vi khuẩn Vibrio spp trong mô hình in-vivo (về bể cảm nhiễm) và ex-vivo (trong ao nuôi).
Với sự quan tâm hỗ trợ tích về kinh phí và điều kiện nghiên cứu của Đại học Huế và Viện Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công nghệ Việt Nam, từ thành công rút ra của đề tài công nghệ nano trong nuôi tôm tại Việt Nam” thuộc dự án trọng điểm “Ứng dụng công nghệ nano trong nông nghiệp” các nhà khoa học thuộc Đại học Huế và Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam đã có thành công đột phá trong nghiên thử nghiệm hệ vật liệu Nano tổ hợp để chống lại vi khuẩn hoai tử gan , tụy tôm thẻ chân trắng.
Từ góc nhìn nghiên cứu, rất hy vọng được các nhà hoạch định chính sách quan tâm tham khảo và có những giải pháp hỗ trợ cần thiết để kết quả nghiên cứu Khoa học Công nghệ này sớm đi vào cuộc sống./.
