Báo Cáo Phân Tích Công Cụ

Báo cáo phân tích công cụ ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hoá Học Tài liệu mang tính chất tham khảo và chủ sở hữu không chịu trách nhiệm nếu xảy ra bất cứ vấn đề nào phát sinh Giảng viên: Phan Thị Anh Đào Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh năm 20212022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA CƠNG NGHỆ HỐ HỌC VÀ THỰC PHẨM oOo - BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CƠNG CỤ GVHD: T.S Phan Thị Anh Đào SVTH: Hồ Nguyễn Minh Quang MSSV: 20128022 Lớp: 20128A TPHCM, ngày tháng năm 2022 LỜI MỞ ĐẦU Lời đầu tiên, em xin cảm ơn cô, TS Phan Thị Anh Đào Xuyên suốt trình học tập, thực hành mơn thí nghiệm Các phương pháp phân tích cơng cụ, hướng dẫn em bạn lớp nhiệt tình tận tâm Dẫu nhiều bất cập mặt thời gian, cô cố gắng giảng dạy truyền đạt kiến thức cho chúng em Thông qua điều cô dạy, em học nhiều điều bổ ích để phục vụ cho cơng việc sau Những học môn hỗ trợ lớn cho chúng em chúng em đối mặt tương lai Do kiến thức vô hạn tiếp nhận kiến thức thân người ln có hạn chế định nên xuất sai sót việc hồn thành báo cáo Em mong bỏ qua cho em đưa nhận xét để em hồn thiện sau Lời cuối cùng, em kính chúc ln có thật nhiều sức khỏe, niềm vui để tiếp tục cống hiến, thành công đường giảng dạy Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Sinh viên Hồ Nguyễn Minh Quang NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN Ngày tháng năm 2022 Chữ ký giảng viên MỤC LỤC BÀI 1: PHƯƠNG PHÁP PHỔ TỬ NGOẠI- KHẢ KIẾN I NGUYÊN TẮC II DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT 2.1 Hóa chất: 2.2 Dụng cụ, thiết bị: III THỰC NGHIỆM 3.1 Cách tiến hành .2 3.2 Kết thí nghiệm BÀI 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ TỬ NGOẠI - KHẢ KIẾN (UV-VIS) I NGUYÊN TẮC II HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ: 2.1 Hóa chất: 2.2 Dụng cụ, thiết bị: III THỰC NGHIỆM 10 3.1 Cách tiến hành .10 3.2 Kết thí nghiệm 11 IV SO SÁNH KẾT QUẢ 15 BÀI 3-4: CHUẨN ĐỘ PH, HIỆU CHUẨN VÀ SỬ DỤNG MÁY ĐO PH 16 I NGUYÊN TẮC 16 II DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 16 2.1 Thiết bị thí nghiệm 16 2.2 Hóa chất 16 2.3 Lưu ý .17 III THỰC NGHIỆM 17 3.1 Pha chế dung dịch chuẩn H2C2O4 0,1000 N 17 3.2 Chuẩn hóa dung dịch NaOH H2C2O4 0,100127 N 18 3.3 Chuẩn độ hỗn hợp HCl H3PO4 22 III Trả lời câu hỏi 30 BÀI 5-6: XÁC ĐỊNH HỖN HỢP CAFFEIN VÀ PARACETAMOL TRONG MẪU DƯỢC PHẨM BẰNG HPLC-UV 33 I NGUYÊN TẮC 33 II 2.1 DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT 33 Dụng cụ 33 2.2 Hệ thống sắc kí lỏng hiệu cao 34 2.3 Hóa chất 35 2.4 Quy trình 35 III KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 37 3.1 Khảo sát thành phần pha động: 37 3.2 Khảo sát định danh peak 39 3.3 Xây dựng phương trình hồi qui tuyến tính – Xác định LOD, LOQ: 42 3.4 Phân tích mẫu thuốc .43 IV KẾT LUẬN 45 V TRẢ LỜI CÂU HỎI 46 BÀI 1: PHƯƠNG PHÁP PHỔ TỬ NGOẠI- KHẢ KIẾN (UV-VIS) XÁC ĐỊNH Fe TRONG THUỐC BẰNG 1,10-PHENANTROLIN (PHƯƠNG PHÁP DÃY CHUẨN) I NGUYÊN TẮC Trong môi trường pH từ 2.0 đến 9.0, ion Fe2+ tạo phức màu đỏ cam với phân tử 1,10 – phenantrolin có độ hấp phụ quang cực đại bước sóng 510 nm: Phức tồn dạng cation tồn khoảng pH rộng từ 2.0 – 9.0, có hấp thu cực đại 508nm hệ số hấp thu phân tử (ℇ) 1.1*104 L.mol-1.cm-1 Phức chất bền, có cường độ màu khơng thay đổi nhiều tháng Khoảng cách tuân theo định luật Beer 0.13 – μg/mL Định luật Lambert Beer phát biểu dạng biểu thức sau: (A = lg𝐼0/I= ℇ.l.c) với A độ hấp thu (mật độ quang), I0 I cường độ xạ trước sau hấp thu; ℇ độ hấp thu phân tử, I chiều dày dung dịch mẫu cho xạ truyền qua c nồng độ chất phân tích dung dịch mẫu đo Do có phản ứng màu chọn lọc 1,10 – phenantrolin với Fe2+ (tức Fe3+ phản ứng với 1,10-phenantrolin phức lại khơng có màu) nên ta xác định lượng Fe2+ có mặt Fe3+ Để xác định tổng hàm lượng sắt ta khử ion Fe3+ Fe2+ chất khử hydroxylamin, hydrazin acid ascorbic Trong thực tập này, ta xác định Fe2+ tổng hàm lượng Fe Từ kiện ta tính hàm lượng Fe3+ II DỤNG CỤ VÀ HỐ CHẤT 2.1 Hóa chất: - Dung dịch chuẩn gốc: 1000 ppm Fe - Dung dịch chuẩn trung gian: 50 pp - Dung dịch Fe phân tích gốc - Dung dịch Fe phân tích lỗng - Dung dịch 1,10-phenantrolin 0,5% pha ethanol:nước (1:9) - Dung dịch hydroxylamin 10% nước - Dung dịch HCl 6M 2.2 Dụng cụ, thiết bị: - Bình định mức 100 ml, 500 ml - Pipet loại - Máy UV-Vis: UH5300 UV/VIS Model 3J1-0015 - Ống nghiệm - Đũa khuấy - Phễu III THỰC NGHIỆM 3.1 Cách tiến hành Cho vào bình định mức 100ml hỗn hợp gồm: Bảng Nồng độ dãy chuẩn Nồng độ dãy chuẩn (ppm) Thể tích (mL) Dung dịch trung gian Fe 50 ppm Blank STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 0,1 0,5 1,0 2,5 5,0 0,2 1,00 2,00 5,00 10,00 Hydroxylamin 10% (NH2OH) 1,0 Đệm pH 5,0 1,10-phenantrolin 0,5% 1,0 Nước cất Thêm đến vạch mức fiol 100ml Sau 10 phút phức ổn định Chọn bình dung dịch chuẩn (STD4) để khảo sát phổ hấp thu phức Khảo sát phổ hấp thu phức Fe(1,10-phenantrolin)32+ khoảng bước sóng 400 700 nm Vẽ đồ thị biểu diễn A theo bước sóng, Tìm giá trị bước sóng hấp thu cực đại max Xác định hàm lượng Fe - Dung dịch Fe pha lỗng: Lấy 10mL mẫu đo pipet cho bình định mức 100 mL đặt tên a, b Bình a dùng để xác định tổng hàm lượng Fe bình b để xác định riêng Fe2+ Thêm 1,00 mL NH2OH vào bình a, bình b khơng thêm, lắc để yên 30 phút để phản ứng khử diễn hoàn toàn, thêm tiếp mL đệm acetat pH 5, 1mL phenantrolin, dùng nước cất định mức đến vạch mức Cần 10 phút để dung dịch ổn định - Mẫu trắng: mẫu xác định cần mẫu trắng khác Các mẫu trắng không thêm Fe2+ - Mẫu trắng cho dung dịch “a”: có hydroxylamine Thực mẫu trắng mẫu trắng dãy chuẩn (bình 0) - Mẫu trắng cho dung dịch “b”: khơng có hydroxylamine - Độ hấp thu mẫu trắng ghị nhận trừ với độ hấp thu dung dịch “a” “b” tương ứng -Cho vào bình định mức 100ml hỗn hợp gồm: Bảng Nồng độ mẫu a b Chuẩn bị mẫu a Mẫu Chuẩn bị mẫu b Blank a Bình a Blank b Bình b Dung dịch Fe pha lỗng (mL) 0,2 0,2 NH2 OH, HCl 1,00 1,00 0 Đệm pH 5,00 5,00 5,00 5,00 1,10-phenantrolin 1,00 1,00 1,00 1,00 Thêm đến vạch mức fiol 100 mL H2 O Phức ổn định sau 10 phút Đo đuờng chuẩn mẫu: Đo độ hấp thu quang học dung dịch chuẩn mẫu max xác định theo thí nghiệm trên, cuvet 1cm 3.2 Kết thí nghiệm 3.2.1 Xây dựng phương trình đường chuẩn Mẫu Nồng độ Fe mẫu (ppm) Tín hiệu (Abs) Blank 0,0000 STD1 0.1 0,0370 STD2 0.5 0,0810 STD3 0,1955 STD4 2.5 0,4990 STD5 0,9235 Hình Đồ thị phụ thc độ hấp thu vào nồng độ Phương trình đường chuẩn y = 0,1856x + 0,0079 (A = a + bC) =>A = 0,0079 + 0,1856C → a =0,0079 b = 0,1856 Phương sai dư: ∑ 𝐴𝑖 −𝑎 ∑ 𝐴𝑖−𝑏 ∑ 𝐴𝑖𝐶𝑖 S re= 𝑛−2 ∑Ai2 = 0,03702 + 0,08102 + 0,19552 + 0,49902 + 0,92352 = 1,1480 a × ∑Ai = 0,0079× (0,0370 + 0,0810 + 0,1955 + 0,4990 + 0,9235) = 0,01373 y = 0.1856x + 0.0079 R² = 0.9977 0.9 0.8 Tín hiệu 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Nồng độ Fe mẫu (ppm) b × ∑AiCi = 0,1856 × (0,1 × 0,0370 + 0,5 × 0,0810 + × 0,1955 + 2,5 × 0,4990 + × 0,9235) = 1,1330 → S2re = 1,1480−0,01373−1,1330 6−2 = 0,0003175 → 𝑆𝑟𝑒 = 0,0178 Sb = 𝑆𝑟𝑒 × √ 𝑛 𝑛 ∑ 𝐶𝑖 −(∑ 𝐶𝑖) +) ∑5𝑖=1 𝐶𝑖 =0,12 + 0,52 + 12 + 2,52 + 52 = 32,5100 - Hệ thống bơm mẫu - Máy tính xử lý liệu 2.3 Hóa chất Tên hóa chất CTPT CAS Chuẩn caffeine C8H10N4O2 58-08-2 Chuẩn paracetamol C8H9NO2 103-90-2 Methanol CH3OH 67-56-1 Nước cất hai lần H2 O 7732-18-5 2.4 Quy trình 2.4.1 Tối ưu trình tách Chọn theo điều kiện tối ưu tốc độ dòng 1mL/phút Khảo sát thành phần pha động 35 Chọn bước sóng 263nm để khảo sát sơ trình tách Dùng chuẩn hỗn hợp A để khảo sát thành phần pha động Thành phần pha động khảo sát theo tỉ lệ dung môi (V:V) sau thay đổi tùy theo thực nghiệm MeOH: H2O = 40: 60 MeOH: H2O = 50: 50 MeOH: H2O = 60: 40 Lưu ý: Với máy HPLC-DAD, chọn CH1: 272nm; CH2: 254 nm 2.4.2 Định danh peak khảo sát bước sóng Caffein có thành phần pha động phù hợp, tiến hành tiêm chuẩn đơn B C để định danh peak (tR) chất Caffein: bước sóng 272 nm Paracetamol: bước sóng 254 nm 2.4.3 Xây dựng phương trình hồi qui tuyến tính – Xác định LOD, LOQ - Tiến hành tiêm dung dịch vào hệ thống HPLC Đầu tiên mẫu trắng đến dung dịch chuẩn có nồng độ từ thấp đến cao chuẩn hỗn hợp caffeine Paracetamol - Xác định LOD, LOQ với mẫu trắng nước cất Sau đó, chạy dung dịch chuẩn cho S/N ~ Sau xác định S/N ~ chất thực pha chuẩn hỗn hợp điểm chuẩn từ xác định thực chạy thêm lần để xác nhận LOD Từ tính LOQ 2.4.4 Phân tích mẫu thuốc Cân 10 viên thuốc nghiền thành bột mịn Cân xác khoảng 500mg vào cốc thêm khoảng 50mL MeOH, đánh siêu âm chuyển hết vào bình định mức 100mL, định mức nước cất, lọc hệ thống áp suất lọc áp suất thường, sau lọc qua màng lọc 0,45μm Tiêm vào hệ thống HPLC Căn vào hàm lượng paracetamol cafein viên thuốc hệ số đáp ứng paracetamol caffeine mà pha lỗng cho phù hợp Từ xác định hàm lượng paracetamol caffein viên thuốc 36 Tính tốn: m1viên = 0,7007 g; mcân = 0,5002 g => Hàm lượng paracetamol caffein 0,5002 g mẫu sau: Hàm lượng paracetamol = Hàm lượng caffein = 0,5002 0,7007 0,5002 0,7007 × 500 = 356,93 mg × 65 = 46,401 mg Nồng độ paracetamol caffein dung dịch mẫu thuốc trước pha loãng: 356,93 = 3569,3 ppm 0.1 46,401 = = 464,01 ppm 0.1 𝐶𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑚𝑜𝑙 = 𝐶𝑐𝑎𝑓𝑓𝑒𝑖𝑛 Nồng độ paracetamol caffein dung dịch mẫu thuốc sau pha loãng 200 lần: 𝐶𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑚𝑜𝑙 = 𝐶𝑐𝑎𝑓𝑓𝑒𝑖𝑛 = 3569,3 200 = 17,846 ppm 464,01 = 2,32 ppm 200 Thể tích dung dịch mẫu trước pha lỗng cần lấy để pha 100 mL dung dịch pha loãng 300 lần có Cparacetamol = 17,85 ppm là: 𝑉= 17,85×100 3569,3 = 0,500 mL => Mẫu thêm chuẩn paracetamol chuẩn bị cách thêm 0,5 ml dung dịch paracetamol 1000 ppm 0,500 ml dung dịch pha loãng vào fiol 100 mL, định mức đến vạch III KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 3.1 Khảo sát thành phần pha động: Dùng bước sóng 207nm 272nm để khảo sát tồn trình tách, Dùng chuẩn hỗn hợp A để khảo sát thành phần pha động 37 Sau tiến hành khảo sát trình tách hệ pha, ta kết quả: Hình Thành phần pha động MeOH : H2O = 30 : 70 Hình Thành phần pha động MeOH : H2O = 50 : 50 Hình Thành phần pha động MeOH : H2O = 60 : 40 38 Hình Kết khảo sát thành phần pha động Nhận xét: - Từ sắc ký đồ ta thấy với tỷ lệ dung môi MeOH : H2O = 60 : 40, hai chất tách rõ ràng với peak sắc nét thời gian rửa giải chất cách xa nhau, đồng thời bị nhiễu → Tỷ lệ dung môi cho thành phần pha động là MeOH : H2O = : 3.2 Khảo sát định danh peak Sử dụng tương hợp tR mẫu A tR mẫu C để xác định peak paracetamol 39 Giản đồ thêm chuẩn 1mL dung dịch Paracetamol vào hệ thuốc (C) Giản đồ thành phần pha động chọn (A) 40 Decision (A) CH 1 tR (min) 3,358 4,025 Area (𝝁𝑽 𝐬𝐞𝐜 ) 6013 8334 Height (𝝁𝑽) 1288 1456 Area% 41,910 58,090 Height% 46,954 53,046 Quantity N/A N/A NTP 12210 12874 Resolution 5,074 N/A Symmetry Factor 1,396 1,406 207nm 272nm CH 1 tR (min) 3,325 3,925 Area (𝝁𝑽 𝐬𝐞𝐜 ) 12029 4132 Height (𝝁𝑽) 2375 735 Area% 74,431 25,569 Height% 76,371 23.629 Quantity N/A N/A NTP 10822 11972 Resolution 4,434 N/A Symmetry Factor 1,319 1,330 Decision (B) Kết đo dung dịch chuẩn làm việc A C Peak Peak Chuẩn A 3,358 4,025 Chuẩn C 3,325 → 3,925 41 − Dựa vào bảng kết A, ta thấy peak có tRA = 3,358 nằm khoảng tRC mẫu thêm chuẩn C paracetamol 2,5ppm (từ 3,325 → 3,925 min), đó, khẳng định peak paracetamol, cịn lại peak caffein → Paracetamol hấp thu cực đại bước sóng 207nm, → Caffein hấp cetamol hấp thu cực đại bước sóng 207nm, → Caffein hấp thu cực đại bước sóng 272nm 3.3 Xây dựng phương trình hồi qui tuyến tính – Xác định LOD, LOQ: Chạy dung môi cho pha động với tỷ lệ MeOH : H2O = 60 : 40 ta kết quả: Đường chuẩn paracetamol bước sóng 207 nm Viết nhãn STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 Nồng độ dãy chuẩn (ppm) 2,5 10 20 Diện tích peak 901 2054 3122 5936 12542 Đường chuẩn caffein bước sóng 272 nm Viết nhãn STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 Nồng độ dãy chuẩn (ppm) 10 20 Diện tích peak 1554 4054 8622 15888 32565 14000 Diện tích peak 12000 y = 605.48x + 248.79 R² = 0.9968 10000 8000 6000 4000 2000 0 10 15 Nồng độ paracetamol (ppm) Hình Đồ thị phương trình hồi quy tuyến tính Paracetamol 42 20 35000 y = 1602.7x + 356.4 R² = 0.9988 Diện tích peak 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 10 15 20 Nồng độ Caffein (ppm) Hình Đồ thị phương trình hồi quy tuyến tính Caffein Gọi phương trình hồi quy tuyến tính cho đường chuẩn paracetamol caffein có dạng: S=K×C+𝛼 Với: S diện tích peak (𝝁𝑽.𝐬𝐞𝐜 ) K hệ số đáp ứng C nồng độ mẫu → Phương trình hồi quy tuyến tính paracetamol caffein lần lượt: S = 605,48 × C + 248,79 S = 1602,7 × C + 356,4 3.4 Phân tích mẫu thuốc Tiến hành chạy HPLC cho mẫu thực, ta thu kết quả: 43 Hình Sắc ký đồ mẫu thực Peak Name Paracetamol Caffeine 44 Blank QT CH 1 tR (min) 3,325 3,967 Area (𝝁𝑽 𝐬𝐞𝐜 ) 12223 4049 4132 Diện tích peak paracetamol mẫu thực: Smẫu-Sblank= 12223 – 4132 = 8091 Áp dụng kỹ thuật đường chuẩn Ta có, phương trình đường chuẩn paracetamol S = 605,48C + 248,79 => Nồng độ paracetamol mẫu phân tích pha lỗng là: 8091−248,79 Cpara= 605,48 = 12,95(𝑝𝑝𝑚) =>Nồng độ paracetamol có mẫu thuốc là: 12.95x 100 0.500 = 2590 (ppm) Lượng paractamol 0,5002 gam thuốc là: 2590 x 0,1=259,0 (g) Áp dụng kỹ thuật chuẩn S=K.C Sử dụng giá trị đo dãy chuẩn paracetamol C = (ppm) có S = 3122 Suy K = 3122 = 624,4 Tại Spara = 8091 có Cpara= 8091 624,4 = 12,96 (𝑝𝑝𝑚) Lượng paracetamol có 0,4998 gam thuốc: 12,96 x 100 0.500 x 0,1 = 259,2 (mg) Áp dụng kỹ thuật so sánh chuẩn 𝐶2−𝐶1 Cmẫu=C1+ 𝑆2−𝑆1 (Smẫu-S1) Với S1