TỔNG hợp vật LIỆU POLYMER BẰNG kỹ THUẬT IN dấu PHÂN TỬỨNG DỤNG xử lý mẫu xác ĐỊNH SUDANII TRONG TƯƠNG ớt và nước NGỌT

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Số 49, 2021 TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT VAN-TRONG NGUYEN Khoa Cơng nghệ Hóa học, Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh nguyenvantrong@iuh.edu.vn Tóm tắt Vật liệu polymer in dấu phân tử (MIP) chọn lọc cho sudan II tổng hợp phản ứng đồng trùng hợp methacryclic axit (MAA) ethylenglycoldimethacrylate (EGDMA), với chất khơi mào azobisisobutyronitrile (AIBN) Vật liệu chọn lọc Sudan II hiệu suất thu hồi đạt 86,67 %, Sudan I, Rhodamine 6G Rhodamine B (lần lượt 45,14 %, 8,11 % 6,71 %) Khả hấp thụ tối đa Sudan II đạt 8,905 mg/1g vật liệu MIP Qui trình phân tích Sudan II HPLC hiệu lực hóa mẫu thực phẩm nước siro tương ớt Hiệu suất thu hồi phương pháp đạt 91%, giới hạn phát (LOD) giới hạn định lượng (LOQ) 10 µg/L 33 µg/L Sudan II mẫu nước siro tương ớt chiết tách MIP phân tích phương pháp sắc ký lỏng (UPLC) Từ khóa: Sudan II, MIP, UPLC SYNTHESIS OF MOLECULAR IMPRINTING POLYMERS FOR EXTRACTION OF SUDAN II FROM CHILI SAUCE AND SIRO SAMPLES Abstract The selective molecular imprinting polymer (MIP) for Sudan II is synthesized by a copolymer reaction between methacryclic acid (MAA) and ethylenglycoldimethacrylate (EGDMA) with azobisisobutyronitrile initiator (AIBN) This material is very selective for Sudan II with a recovery of 86.67%, while Sudan I, Rhodamine 6G and Rhodamine B (45.14%, 8.11% and 6.71%, respectively) The maximum absorption capacity of Sudan II is 8,905 mg/1g of MIP Analytical method of Sudan II by UPLC has been validated on the matrix of syrup and chili sauce The recovery of method was above 91%, LOD 10 µg/L and LOQ 33 µg/L Sudan II were extracted by MIP and analyzed by UPLC in the syrup and chili sauce samples Keyword Sudan II, MIP, UPLC GIỚI THIỆU Sudan II biết đến chất nhuộm màu tổng hợp có màu da cam, nhiên sudan II tổ chức quốc tế nghiên cứu ung thư xếp vào loại độc nhóm đặc biệt khơng phép sử dụng thực phẩm [1-2] Trước thực trạng màu thực phẩm sử dụng tràn lan khó kiểm sốt, gần có nhiều vụ ngộ độc thực phẩm xảy Việt Nam có liên quan đến bột màu Do thị hiếu người tiêu dùng ưa sử dụng thực phẩm có màu sắc bắt mắt nên số sở sản xuất thực phẩm sử dụng nhiều loại phẩm màu công nghiệp mà phẩm màu mua dễ dàng, giá rẻ so với phẩm màu phép sử dụng thực phẩm Trong nhiều phẩm màu cơng nghiệp phẩm màu Sudan II thường sử dụng có màu sắc thỏa mãn tiêu chí màu bắt mắt, sặc sỡ cho sản phẩm hạt dưa, bột ớt, ruốc, tương ớt… Phẩm màu cơng nghiệp nói chung, Sudan II nói riêng gây độc hại người khơng có tên danh mục phụ gia thực phẩm Bộ y tế ban hành [3-4] Gần đây, báo đài liên tục phát sở sản xuất TPHCM sử dụng phẩm màu công nghiệp cho gia vị, thực phẩm loại thuốc đông y, thức ăn chăn nuôi, gốm sứ… [5-6] Trước thực trạng u cầu xử lý mẫu để xác định hàm lượng Sudan II mẫu thực phẩm quan tâm Hiện cách xử lý mẫu sử dụng rộng rãi chiết mẫu với dung mơi MeOH sau lọc dịch chiết cách xử lý không loại bỏ mẫu phức tạp Ngoài ra, nghiên cứu gần sử dụng kỹ thuật chiết pha rắn SPE, QuEChERS, MSPE … kỹ thuật loại phần mẫu độ chọn lọc không cao [7-8] Gần có nhiều nghiên cứu phát triển theo xu © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT 153 hướng tạo số vật liệu chọn lọc cho phân tử mục tiêu đạt nhiều thành tựu vấn đề xử lý mẫu đặc biệt mẫu có phức tạp [9-10], nhiên kết nghiên cứu có hiệu suất bắt phân tử mục tiêu không cao Gần số phương pháp xác định Sudan II phát triển phương pháp HPLC-MS [11], sắc ký điện di [12] phương pháp điện hóa [13] Phương pháp HPLC-MS có kết xác đáng tin cậy thực tế thiết bị đắt, chi phí cao Đối với phương pháp điện hóa, người ta xác định Sudan II dựa điện cực giọt thủy ngân, lựa chọn tốt chi phí rẻ tiền nhiên thủy ngân lại độc người sử dụng nên phương có mặt hạn chế Trong nghiên cứu này, vật liệu MIP chọn lọc cho Sudan II tổng hợp đánh giá đặc tính hình thái bề mặt, dung lượng hấp phụ…và áp dụng vật liệu để xử lý số mẫu thực phẩm khác với hy vọng có vật liệu hấp phụ có hiệu suất cao đáp ứng nhu cầu phân tích Sudan II mẫu thực phẩm THỰC NGHIỆM 2.1 Thiết bị hóa chất Hóa chất, Sudan I, Sudan II, Rhodamine B, Rhodamine 6G ≥ 98.0 %, Methacryclic axit, Ethylene glycol dimethacrylate 2,2′-Azobis(2-methylpropionitrile) mua Sigma-Aldrich Dung môi Methanol (MeOH), Ethanol, n-hexane, choroform, acetone axit axetic băng, axit formic loại chuẩn sử dụng cho HPLC hãng Merck Các hóa chất khác sử dụng đạt chuẩn phân tích, nước cất sử dụng loại khơng ion có điện trở lớn 18.5 MΩ Thiết bị, UPLC hãng Waters Acquity UPLC Plus với cột tách Acquity UPLC BEH C18 (1,7μm, 2,1 mm × 150 mm) đầu dò DAD, máy đo quang Thermo Scientific Evolution 600 UV-VIS sử dụng nghiên cứu 2.2 Tổng hợp vật liệu MIP NIP Vật liệu MIP tổng hợp phản ứng phân tử mục tiêu Sudan II (0,1352 g) monomer chức MAA (0,1721 g) 6,25 mL dung môi chloroform, đánh siêu âm 15 phút Sau đó, thêm 2,4778 g EGDMA, 0,05 g AIBN thực phản ứng polymer hóa 600C 24 bếp cách thủy, suốt q trình khí N2 thổi liên tục Sản phẩm lọc, rửa qua với acetone, sấy khô 600C Cuối đem nghiền rây với kích thước 100 µm Vật liệu khơng in dấu (NIP) thực theo quy trình tương tự không sử dụng phân tử mục tiêu Sudan II Sau tổng hợp MIP NIP, thành phần dư sau phản ứng phân tử mục tiêu in loại bỏ hoàn toàn chiết Soxhlet với dung môi methanol axit acetic tỉ lệ thể tích 9:1 liên tục 12 giờ, q trình thực đến chiết hết phân tử mục tiêu khỏi MIP, để kiểm sốt q trình sử dụng máy UV-VIS quét phổ hấp thu từ 400 – 600 nm Cuối đem sấy khô nhiệt độ 600C tủ sấy 2.3 Kiểm tra cấu trúc vật liệu Đo phổ hồng ngoại (FT-IR): Vật liệu MIP NIP sấy 60 0C giờ, sau trộn với KBr rắn sấy khô 120 0C ép thành viên có đường kính 10 mm, bề dày từ 1÷2 mm Đo kích thước hạt: Hình dạng kích thước hạt vật liệu MIP NIP đo thiết bị kính hiển vi điện tử quét (SEM) 2.4 Xác định hiệu suất thu hồi trình tách chiết MIP Cân xác 0,3 g vật liệu MIP cho vào bình tam giác 250 mL, thêm 100 mL dung dịch chuẩn Sudan II có nồng độ 20 mg/L , tiến hành lắc máy lắc với tốc độ lắc 230 vòng/phút thời gian (thời gian lắc thời gian hấp phụ), nhiệt độ phòng (24 ± 1oC) Sau kết thúc tiến hành lấy dung dịch cịn lại bình tam giác xác định nồng độ Sudan II lại sau trình hấp phụ Từ kết tính dung lượng hấp phụ (mg/L) hiệu suất hấp phụ (%) theo cơng thức sau 𝑞= (𝐶 − 𝐶1 ) × 𝑉 𝑚 (1) 𝐻= (𝐶 − 𝐶1 ) 𝐶 (2) Trong đó: − C, C1 Nồng độ dung dịch chất bị hấp phụ ban đầu đạt cân hấp phụ tương ứng (mg/L) − V: Thể tích dung dịch chất bị hấp phụ (mL) − m: Khối lượng vật liệu MIP (g) © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 154 TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT 2.5 Khảo sát điều kiện tối ứu đến trình tách Sudan II Dung lượng hấp phụ vật liệu tiến hành sau, chuẩn bị bình tam giác 250 mL cân khối lượng vật liệu MIP_Sudan II từ 0,2 – 0,5 g cho vào bình riêng biệt Thêm vào bình 100mL dung dịch Sudan II nồng độ 20 mg/L, tiến hành bước 2.5 Thời gian khảo sát từ đến Sau kết thúc tiến hành lấy dung dịch cịn lại bình tam giác xác định nồng độ Sudan II lại sau q trình hấp phụ Từ kết tính hiệu suất hấp phụ (%) từ chọn lượng vật liệu MIP cần thiết cho trình khảo sát Thời gian hấp phụ tiến hành khảo sát với lượng vât liệu 0,4 g 100 mL dung dịch Sudan II với nồng độ khác từ 20 – 50 mg/L với khoảng thời gian hấp phụ khảo sát từ đến Tiến hành lắc với tốc độ lắc 230 vòng/phút nhiệt độ phòng (24±10C) Sau hút dung dịch tiến hành xác định nồng độ Sudan II cịn lại sau hấp phụ Tính hiệu suất theo công thức vật liệu MIP Sudan II Ảnh hưởng nồng độ phân tử mục tiêu trình hấp phụ tiến hành khảo sát tương tự với thời gian hấp phụ Tính dung lượng hấp phụ (mg/L) hiệu suất vật liệu MIP Sudan II 2.6 Đánh giá khả chọn lọc MIP phân tử mục tiêu Cân xác 0,1 g vật liệu MIP NIP sau loại bỏ hoàn toàn phân tử mục tiêu vào ống SPE loại dung tích mL Hoạt hóa cột mL chloroform sau mL MeOH, cho dung dịch chứa Sudan I; Rhodamine B Rhodamine 6G với nồng độ khác Đánh giá chọn lọc với Sudan I nồng độ: 1,5; 2,5, 3,5 ppm Rhodamine B nồng độ: 0,6; 1,0; 1,4 ppm Rhodamine 6G nồng độ: 0,5; 1,0; 2,0 ppm Rửa giải hỗn hợp methanol axit formic tỉ lệ thể tích 99,7:0,3; dung dịch thu định mức 10 mL đo quang 494 nm Chúng tiến hành lập đường chuẩn Rhodamine 6G với nồng độ 0,2 mg/L; 0,4 mg/L; 1,0 mg/L; 1,4 mg/L; 2,0 mg/L đo 527 nm, Sudan I với nồng độ 0,5 mg/L; 1,0 mg/L; 1,5 mg/L; 2,0 mg/L 2,5 mg/L đo 494 nm, Sudan II 0,2 mg/L; 0,4 mg/L; 1,0 mg/L; 1,4 mg/L; 2,0 mg/L đo 494 nm 2.7 Ứng dụng vật liệu MIP xử lý mẫu, phân tích UPLC 2.7.1 Điều kiện chạy sắc ký Chuẩn mẫu chứa Sudan II chạy với điều kiện UPLC sau: cột Acquity UPLC BEH C18 (1,7μm, 2,1 mm × 150 mm), nhiệt độ cột tách 40 0C, bước sóng hấp thu 494 nm, thể tích mẫu 𝜇𝐿, pha động gồm 85 % ACN; 15 % nước với axit formic 0,1 % với tốc độ dòng 0,2 mL/phút 2.7.2 Chuẩn bị mẫu thử Mẫu nước siro tương ớt mua siêu thị, sau mẫu đồng cân xác khoảng gam tương ớt mL mẫu nước siro cho vào ống xử lý mẫu Thêm mL MeOH, tiến hành đánh vortex đánh siêu âm 30 phút, sau đem ly tâm lọc lấy dung dịch MeOH Thực trình lần, dịch sau lọc thêm 50 mL nước cất cho qua cột chuẩn bị sẵn với 0,4 gam MIP, sau qua cột xong rửa lại 10 – 20 mL mước cất Rửa giải Sudan II bị giữ lại vật liệu 1020 mL MeOH acid formic theo tỷ lệ 99,7:0,3 Thu dung dịch rửa giải vào cốc 50mL đem đuổi khơ hồn tồn hòa tan cặn mL MeOH acid formic theo tỷ lệ 99,7:0,3 Đánh vortex đánh siêu âm phút Ly tâm, lọc qua màng lọc 0,45 µm phân tích hệ UPLC Lọc qua màng lọc 0,45𝜇𝑚, sau dung dịch mẫu chuyển vào phận mẫu UPLC để tiến hành trình sắc ký, mẫu thêm chuẩn thêm chuẩn Sudan II nồng độ khác 100 µg/L 200 µg/L Mỗi mẫu lặp lại lần lấy kết trung bình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tổng hợp vật liệu MIP NIP Cơ chế tổng hợp MIP NIP thông qua giai đoạn, giai đoạn xảy phản ứng liên kết hình thành phức monomer chức MAA phân tử Sudan II, giai đoạn đánh dấu vị trí liên kết cho việc bắt phân tử mẫu © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT 155 Hình 1: Sơ đồ minh họa trình in dấu phân tử Sudan II Transmittance [%] 60 70 80 Transmittance [%] 75 80 85 90 90 95 100 100 Các liên kết hình thành chủ yếu N:H – N, H – O:H, loại liên kết bền nên dễ dàng rửa giải phân tử mục tiêu Giai đoạn 2, chất khơi mào q trình polymer hóa AIBN chất tạo liên kết chéo EGDMA thêm vào, tác dụng nhiệt độ AIBN phân hủy thành gốc tự chúng công liên kết đôi C=C MAA EGDMA Trong giai đoạn đuổi oxy khơng khí khí ni tơ oxy có khả tạo gốc tự Giai đoạn 3, gốc tự hình thành từ AIBN lan truyền mạch phản ứng trở thành tâm phản ứng, chúng kích thích vào MAA EGDMA phản ứng tiếp diễn 24h đến phản ứng kết thúc (khơng cịn gốc tự do) tạo thành khối polymer Đồng thời q trình tổng hợp dung mơi chloroform bay Tất giai đoạn thể hình minh họa (hình 1) 3.2 Đánh giá tính chất vật liệu 3.2.1 Phân tích phổ FT-IR Kết phân tích vật liệu thể hình 2, hình 2A vật liệu khơng in dấu NIP, cịn hình 2B vật liệu in dấu MIP ta quan sát thấy tương đồng peak đặc trưng vật liệu Peak số sóng 2976 cm-1 liên kết C – H gốc methyl phân tử EGDMA Liên kết đôi C = C phân tử MAA chưa rửa nên xuất phổ đồ số sóng khoảng 1638 cm1 3484 cm-1 Liên kết C=O công thức MAA EGDMA xuất với peak nhọn số sóng 1732 cm-1 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 4000 3500 3000 Wavenumber cm-1 D:\CHUYEN DE\105\MIP.0 GO_DUNG GO_DUNG 2500 2000 1000 754.95 954.44 1157.84 1262.72 1638.60 1467.12 1391.86 1500 500 Wavenumber cm-1 11/07/2018 D:\CHUYEN DE\105\NIP.0 Page 1/1 1732.31 2976.36 3484.15 754.82 953.36 876.16 1158.06 1263.23 1467.67 1392.23 1638.27 1731.95 2975.92 3491.33 4000 (B) 40 65 50 70 (A) GO_DUNG GO_DUNG 11/07/2018 Page 1/1 Hình Phổ FT – IR vật liệu tổng hợp NIP (2A) MIP (2B) Các peak 1232 cm-1, 1364 cm-1, 1457 cm-1 754 cm-1 mẫu NIP dao động đặc trưng liên kết uốn bất đối xứng C – H nhóm methylene –CH2 Ở vùng xạ có khác biệt cường độ MIP NIP, nguyên mẫu MIP có in dấu phân tử Sudan II, việc rửa phân tử © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 156 TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT khơng hồn tồn, nên lượng Sudan II cịn tồn len lỏi cấu trúc vật liệu dẫn đến việc hấp thu lớn, dẫn đến việc chồng lên che mũi đặc trưng khác Tại vùng sóng 1000 cm-1 dao động liên kết C=C vòng benzen thuộc phân tử Sudan II [9, 15] 3.2.2 Phân tích vật liệu MIP SEM Từ ảnh chụp SEM vật liệu xác định kích thước hạt vật liệu khoảng 0,2-0,3m Vật liệu tổng hợp có lỗ xốp lớn (B) giúp gia tăng khả tải dung dịch mẫu qua cột, đặc biệt gia tăng diện tích bề mặt vật liệu, từ có khả hấp phụ tốt Vật liệu MIP sau hấp phụ phân tử mục tiêu ta thấy hình dạng bề mặt cấu trúc khơng cịn nhiều lỗ trống chứng tỏ vật liệu giữ Sudan II tốt hạt phân bố đồng (C) Đối với NIP, thấy có lỗ trống nhiều so với vật liệu MIP (A), hình ảnh vật liệu thể hình B A C Hình Ảnh chụp SEM vật liệu MIP 3.3 Đánh giá khả hấp phụ vật liệu Sudan II Để đánh giá khả hấp phụ vật liệu, mẫu đơn giản nên sử dụng phương pháp UV-VIS với ưu điểm nhanh tiện lợi để định lượng, tiến hành quét phổ hấp thu UV-VIS Sudan II từ 300 đến 700 nm, phổ đồ cho thấy λmax = 494 nm, chúng tơi tiến hành lập đường chuẩn bước sóng có phương trình đường chuẩn với R2 = 0.9989 (hình 4) Đường chuẩn thu y = 0,1004x + 0,0028 (trong y độ hấp thu quang, x nồng độ sudan II) để định lượng Sudan II, mục đích xác định nhanh phục vụ cho việc đánh giá tính chất vật liệu MIP Hình 4: Phổ hấp thu đường chuẩn Sudan II Trong hình 5, kết cho thấy khối lượng vật liệu tăng dần từ 0,1 – 0,5 g 100 mL dung dịch © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT 157 60 40 20 4h 1h 100 80 60 40 3h 4h 1h 20 30 40 50 Nồng độ Sudan I (mg/L) Khối lượng vật liệu MIP (g) 2h 3h 0.1g 0.2g 0.3g 0.4g 0.5g 1h 5h 20 Thời gian hấp phụ (h) 80 Hiệu suất hấp phụ (%) 100 Thời gian hấp phụ (h) Hiệu suất hấp phụ (%) Sudan II nồng độ 20 mg/L thời gian khác tốc độ hấp phụ tăng nhiên dễ dàng nhận khối lượng vật liệu MIP từ 0,1 – 0,4 g tốc độ hấp phụ tăng nhanh so với khoảng từ 0,4 – 0,5 g, nhiên hiệu suất tăng dần khối lượng MIP tăng lên, điều phù hợp với quy luật hấp phụ 1h 5h Hình 5: Ảnh hưởng khối lượng vật liệu MIP 2h 3h 4h 5h Hình 6: Ảnh hưởng thời gian hấp phụ Trong hình 6, kết cho thấy khoảng thời gian hấp phụ từ đến với nồng độ Sudan I tăng dần từ 20 – 50 mg/L Ở nồng độ 20 mg/L hiệu suất hấp phụ cao nhất, nhiên tăng nồng độ phân tử mục tiêu hiệu suất giảm, điều vật liệu hấp phụ đạt trạng thái bảo hịa Trong hình 7, cho thấy tăng nồng độ phân tử mục tiêu giá trị q tăng mạnh nồng độ cao giá trị q tăng chậm Điều minh chứng cho hấp phụ bảo hòa MIP Trong nghiên cứu hấp phụ, người ta thường đề cập tới phương trình hấp phụ Langmuir (phương trình 3), kết thể hình [16] 𝐶𝑒 𝐶𝑒 = + 𝑞𝑒 𝑞𝑚 𝑞𝑚 𝐾𝐿 (3) Trong đó: − qm (mg/g) dung lượng hấp phụ đơn lớp cực đại − KL(L/mg) số Langmuir Trong hình 7, ban đầu nồng độ phân tử mục tiêu thấp dung lượng hấp phụ cao nhiên nồng độ phân tử mục tiêu tăng đến giá trị dung lượng hấp phụ bão hòa Từ kết khảo sát cho thấy hấp phụ vật liệu MIP dung dịch Sudan II mô tả tốt theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Dựa vào đồ thị biểu diễn phụ thuộc Ccb/q vào Ccb Sudan II tính giá trị dung lượng hấp phụ cực đại qmax 8,905 (mg/g) số Langmuir b 0,8096 MIP Kết cho thấy dung lượng hấp phụ vật liệu tốt đặc biệt vật liệu in dấu, vấn đề giải thích kích thước hạt nhỏ, vật liệu xốp, nên hấp phụ cao, cấu trúc bền vững khung EGDMA tạo giúp bắt giữ tốt phân tử Sudan II Các liệu minh chứng cho vật liệu MIP có khả lưu giữ chọn lọc phân tử mục tiêu Sudan II © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 158 TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT Hình 7a: Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Sudan II Hình 7b: Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb Sudan II 3.4 Đánh giá khả chọn lọc MIP phân tử mục tiêu Sudan I, rohdamine B rohdamine 6G lựa chọn để khảo sát tương đồng mặt cơng thức cấu tạo với Sudan II thường gặp mẫu khảo sát Công thức cấu tạo Sudan II thể hình kết thu thể hình Hình 8: Cơng thức cấu tạo hoạt chất khảo sát Hiệu suất thu hồi sudan I, rohdamine B 6G sau qua vật liệu MIP NIP tính dựa vào công thức (4) liệu đường chuẩn thể bảng 𝐶𝑠𝑎𝑢 𝑘ℎ𝑖 𝑞𝑢𝑎 𝑐ộ𝑡 𝐻𝑖ệ𝑢 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑡ℎ𝑢 ℎồ𝑖 = × 100 (4) 𝐶𝑡𝑟ướ𝑐 𝑘ℎ𝑖 𝑞𝑢𝑎 𝑐ộ𝑡 Tên hoạt chất Sudan II Sudan I Rhodamine B Rhodamine 6G Bảng 1: Thơng số phương trình đường chuẩn Bước sóng Phương trình đường (nm) chuẩn 494 y = 0,0472 – 0,0044 494 y = 0,0077x + 0,0169 550 y = 0,2079x + 0,0045 527 y = 0,1906x - 0,0034 Hệ số tương quan (R2) 09973 0,9981 0,9996 0,9999 Hình 9, cho thấy tính chọn lọc MIP sudan II cao nhiều so với hoạt chất lại, đặc biệt với MIP cho hiệu suất thu hồi 86,67 % điều kiện NIP cho 41,37 %, hoạt chất rohdamine B, rohdamine 6G thấp 6,71 8,11 % Tuy nhiên, Sudan I có mức chọn lọc trung bình 45,44 % MIP 26,56 % NIP, nguyên nhân lý giải Rhodamine B; Rhodamine 6G phân tử lạ, có cấu trúc phân tử khác biệt hoàn toàn với chất in dấu khuôn in Sudan II Ở chất thiếu vị trí liên kết cần thiết để tâm liên kết khn bắt giữ Nhìn vào cơng thức cấu tạo vị trí cần để nhận dạng phân tử bắt giữ phải có gốc –COOH liên kết hydro N:H – N phân tử lạ khơng đáp ứng điều Bên cạnh xét đến tính chọn lọc với đồng phân Sudan I Vì vậy, có công thức phân tử công thức cấu tạo hình dạng khơng gian phân tử khơng cịn giữ phân tử mẫu in nên việc nhận dạng khơng trùng khớp hồn tồn dẫn đến hiệu suất không cao Kết khảo sát NIP cho hiệu suất thấp, giải thích phần trước đó, vị trí liên kết bắt giữ © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT 159 bề mặt bắt giữ số liên kết phân tử khảo sát, cấu trúc lỗ trống tạo khuôn in không hình thành nên chúng khơng thể bắt giữ cách mạnh mẽ Các liên kết dùng bắt giữ phân tử khảo sát liên kết hydro yếu nên môi trường phân cực mạnh H2O bị phá vỡ Đây lý chọn hỗn hợp dung mơi methanol axit formic tỉ lệ thể tích 99,7:0,3 để phá vỡ liên kết hydro rửa giải phân tử mẫu khỏi khn in [9, 14] Hình 9: Khả chọn lọc vật liệu MIP 3.5 Ứng dụng phân tích mẫu 3.5.1 Lập đường chuẩn xác định Sudan II UPLC Để xây dựng phương pháp xác định Sudan II thiết bị UPLC, thông thông số phương pháp thành phần pha động, LOD, LOQ, RSD khoảng tuyến tính tiến hành khảo sát để tìm điều kiện tối ưu Đối với pha động, chọn pha động với thành phần gồm ACN, axit formic 0,1% với tỉ lệ thể tích khác [5] để khảo sát − Pha động thứ (MP 1): 85% ACN - 15% axit formic 0,1% − Pha động thứ hai (MP 2): 50% ACN - 50% axit formic 0,1% − Pha động thứ ba (MP 3): 70% ACN - 30% axit formic 0,1% Hình 10, cho thấy MP cho tín hiệu tốt khơng bị chẻ mũi, thon gọn tốt cho phân tích định lượng, MP kết khơng tốt, điều lý giải Sudan II có khả hình thành cặp axitbazo liên hợp, hay nói cách khách trao đổi photon H+ dẫn đến pha động thứ Sudan II bị chẻ thành nhiều mũi khác Hình 10: Sắc ký đồ pha động khảo sát Thông số LOD LOQ phương pháp xác định thông qua việc chạy 12 lần đường pha loãng chuẩn đến tín hiệu cao gấp lần tín hiệu kết giới hạn phát 0,01 mg/L giới hạn định lượng 0,033 mg/L Khoảng tuyến tính khảo sát từ 0,03 mg/L đến 5,00 mg/L (hình 11), kết cho thấy khoảng tuyến tính Sudan II nằm khoảng 0,033 đến 3,00 mg/L, đường chuẩn thiết lập khoảng nồng độ trên, phương trình đường chuẩn có độ tuyến tính cao y = 437,37x + 7,7577 (R2 = 0,9995) x nồng độ Sudan II y diện tích mũi sắc ký tương ứng (hình 12) © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 160 TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT Hình 11: Khảo sát khoảng tuyến tính Hình 12: Đồ thị đường chuẩn Sudan II 3.5.2 Ứng dụng phân tích mẫu thực phẩm Mẫu thực phẩm có màu nghi có sử dụng phẩm màu mẫu tương ớt, nước lựa chọn để phân tích Mẫu trích ly dung mơi MeOH với hỗ trợ đánh siêu âm, sau thêm nước cất đến 50 mL tiến hành chiết với vật liệu MIP tổng hợp Rửa giải Sudan II cột chiết hỗn hợp methanol axit formic tỉ lệ thể tích 99,7:0,3 Sau chạy UPLC với điều kiện tối ưu khảo sát Kết cho thấy 02 mẫu không phát Sudan II (hình 13, 14), bên cạnh sắc ký đồ mẫu sau sử lý khơng cịn nhiều tạp Sử dụng mẫu thực thêm chuẩn, hiệu suất thu hồi tìm thấy khoảng từ 91,14 % đến 95,27 % (xem bảng 1) Hiệu suất thu hồi phương pháp tính theo cơng thức: 𝐶𝑚+𝑐 − 𝐶𝑚 𝑅% = × 100 𝐶𝑐 Trong đó: R%: Độ thu hồi, % Cm+c: Nồng độ chất phân tích mẫu thêm chuẩn Cm: Nồng độ chất phân tích mẫu thử Cc: Nồng độ chuẩn thêm (lý thuyết) Kết có hiệu suất cao thực chất chuẩn đánh giá khả chọn lọc MIP (86,67%) thể hình 9, điều mẫu có chứa phần nhỏ mà phương pháp không phát ảnh hưởng mẫu dẫn đến hiệu suất thu hồi tăng Tên mẫu Bảng 2: Kết phân tích mẫu thực phẩm Nồng độ Sudan II (µg/L) Hàm lượng Sudan II có mẫu thử Hàm lượng thêm Hàm lượng tìm (µg/L) vào thấy Hiệu suất thu hồi (%) Độ lệch chuẩn tương đối RSD (%) Nước siro Không phát 100 91,14 91,14 0,90 Tương ớt Không phát 200 100 200 187,62 91,26 190,54 93,81 91,26 95,27 1,43 0,31 0,92 © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT Hình 13: Sắc ký đồ phân tích mẫu tương ớt (A), siro (B) 161 Hình 14: Sắc ký đồ phân tích mẫu thêm chuẩn tương ớt (A), siro (B) KẾT LUẬN Trong nghiên cứu này, vật liệu MIP tổng hợp thành công tính chất vật liệu minh chứng kết cho thấy chọn lọc cho phân tử mục tiêu Sudan II Nghiên cứu ứng dụng vật liệu để xử lý mẫu thực phẩm hiệu suất thu hồi cao (> 90%) mà làm giàu mẫu lên nhiều lần, nhờ độ nhạy phương pháp tốt (LOD LOQ 0,010 ppm 0,033 ppm) Có thể kết luận phương pháp phân tích vật liệu tổng hợp phù hợp để phân tích Sudan II mẫu thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] K Hunger, P Mischke, W Rieper, R Raue, K., Kunde, A Engel, Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KgaA (Chapter 5), 2000 [2] Z Mo, Y Zhang, F Zhao, F Xiao, G Guo, B Zeng, Food Chem, Vol 121, pp 233–237, 2010 [3] M Elyasi, M.A Khalilzadeh, H Karimi-Maleh, Food Chem Vol 141, pp 4311–4317,2013 [4] Quyết định 3724/2001/QĐ-BYT Về việc ban hành quy định danh mục chất phụ gia phép sử dụng thực phẩm [5] A Pochivalov, P Davletbaeva, K Cherkashina, A Lezov, C Vakh, A Bulatov, Journal of Molecular Liquids, Vol 271, pp 807-814, 2018 [6] D Moreno-González, P Jáč, F Švec, L Nováková, Food Chemistry, Vol 310, pp 125963, 2020 [7] F Calbiani, M Careri, L Elviri, A Mangia, L Pistarà, I Zagnoni, Journal of Chromatography A, Vol 1042, pp 123-130, 2004 [8] S S Ozak, Y Yılmaz, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, Vol 236, pp 118353, 2020 © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 162 TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT [9] W Ji, M Zhang, T Wang, X Wang, Z Zheng, J Gong, Talanta, Vol 165, pp 18-26, 2017 [10] X Xie, L Chen, X Pan, S Wang, Journal of Chromatography A, Vol 1405, pp 32-39, 2015 [11] M R V S Murty et al., Food Chemistry, Vol 115, pp 1556-1562, 2009 [12] E Mejia et al., , Food Chemistry, Vol 102, pp.1027-1033, 2007 [13] A A Ensafi et al., Talanta, Vol 88, pp 244-251, 2012 [14] L H Duy, Luận văn cao học, Đại học Phạm Văn Đồng, Quãng Ngãi, 2016 [15] H Y Wang et al., Reactive & Functional Polymers, Vol 66, pp1081–1086, 2006 [16] W Yang et al., Applied Surface Science, Vol 258, pp 6583–6589, 2012 Ngày nhận bài: 14/08/2020 Ngày chấp nhận đăng: 10/12/2020 © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ... Thành phố Hồ Chí Minh TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT Hình 13: Sắc ký đồ phân tích mẫu tương ớt (A), siro (B)... bắt phân tử mẫu © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT...TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER BẰNG KỸ THUẬT IN DẤU PHÂN TỬ ỨNG DỤNG XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH SUDAN II TRONG TƯƠNG ỚT VÀ NƯỚC NGỌT 153 hướng tạo số vật liệu chọn lọc cho phân tử mục tiêu