Luận văn ứng dụng hplc để đánh giá hiệu quả xử lý amoxicillin và norfloxacin bằng vật liệu tio2 sba 15 trong nước thải bệnh viện

i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.TỔNG QUAN VỀ KHÁNG SINH 1.1.1 Khái niệm kháng sinh 1.1.2 Tình hình sử dụng kháng sinh Việt Nam 1.1.3 Tổng quan kháng sinh Norfloxacin 1.1.4 Tổng quan kháng sinh Amoxicillin 10 1.2.TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN 13 1.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NORFLOXACIN VÀ AMOXICILLIN 16 1.3.1 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis 16 1.3.2 Phương pháp điện hóa 17 1.3.3 Phương pháp điện di mao quản 18 1.4.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ LỎNG HIỆU NĂNG CAO 21 1.4.1 Cơ sở lý thuyết khái niệm 21 1.4.2 Nguyên tắc trình sắc ký 22 1.4.3 Cấu tạo hệ thống HPLC 22 1.4.4 Các đại lượng đặc trưng HPLC 25 1.5.TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TiO2/SBA-15 30 ii 1.5.1 Giới thiệu chung vật liệu TiO2/SBA-15 30 1.5.2 Ứng dụng TiO2/SBA-15 xử lý môi trường 32 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1.MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 33 2.2.ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 33 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 33 2.2.2 Nội dung nghiên cứu 33 2.3.THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 33 2.3.1 Thiết bị 33 2.3.2 Dụng cụ 35 2.3.3 Hóa chất, chất chuẩn 36 2.4.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.4.1 Chuẩn bị mẫu 38 2.4.2 Khảo sát bước sóng phát chất 38 2.4.3 Qui trình vận hành hệ thống HPLC 38 2.4.1 Khảo sát điều kiện tối ưu hóa hệ thống sắc ký 39 2.4.2 Thẩm định phương pháp 41 2.4.3 Khảo sát quy trình xử lý Norfloxacin Amoxicillin vật liệu TiO2/SBA-15 46 2.4.4 Ứng dụng vật liệu TiO2/SBA-15 để xử xý kháng sinh Norfloxacin Amoxicillin nước thải bệnh viện 47 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50 3.1.KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN PHÂN TÍCH SẮC KÝ 50 3.1.1 Khảo sát bước sóng hấp thụ cực đại chất nghiên cứu 50 iii 3.1.2 Pha tĩnh thể tích vịng mẫu 51 3.1.3 Khảo sát thành phần pha động 51 3.1.4 Khảo sát tỷ lệ pha động 55 3.1.5 Khảo sát tốc độ dòng 57 3.2 THẨM ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 59 3.2.1 Độ đặc hiệu ( Tính chọn lọc ) 59 3.2.2 Tính thích hợp hệ thống 60 3.2.3 Xác định giới hạn phát giới hạn định lượng 61 3.2.4 Khoảng tuyến tính 62 3.2.5 Độ chụm 65 3.2.6 Độ 70 3.3 KHẢO SÁT QUY TRÌNH XỬ LÝ KHÁNG SINH NORFLOXACIN VÀ AMOXICILLIN BẰNG VẬT LIỆU TIO2/SBA-15 72 3.3.1 Khảo sát hàm lượng xúc tác TiO2/SBA-15 72 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất tham gia phản ứng 75 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng 76 3.3.4 Độ ổn định chất xúc tác 78 3.4 ỨNG DỤNG VẬT LIỆU VẬT LIỆU TiO2/SBA-15 ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN CHỨA KHÁNG SINH NORFLOXACIN VÀ AMOXICILLIN 79 3.4.1 Quy trình hệ thí nghiệm 79 3.4.2 Xác nhận giá trị sử dụng 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng phân loại kháng sinh theo cấu trúc hóa học [2] Bảng 1.2 Đặc tính chung nước thải bệnh viện 14 Bảng 2.1 Sự khác độ lặp lại, độ chụm trung gian độ tái lặp 44 Bảng 3.1 Kết khảo sát hệ pha động 55 Bảng 3.2 Các tỷ lệ khảo sát pha động 56 Bảng 3.3 Tính thích hợp hệ thống Norfloxacin Amoxicillin 60 Bảng 3.4 Cách pha loãng dung dịch mẫu chuẩn hỗn hợp NOR AMOX trước tiêm vào hệ thống HPLC 62 Bảng 3.5 Chiều cao peak tương ứng với nồng độ Norfloxacin Amoxicillin dãy chuẩn 63 Bảng 3.6 Phương trình hồi quy Norfloxacin Amoxicillin 65 Bảng 3.7 Thống kê phân tích giá trị sử dụng hệ thống HPLC mẫu lặp Norfloxacin 66 Bảng 3.8 Thống kê phân tích giá trị sử dụng hệ thống HPLC mẫu lặp Amoxicillin 67 Bảng 3.9 Thống kê phân tích giá trị sử dụng hệ thống HPLC mẫu tái lặp Norfloxacin 68 Bảng 3.10 Thống kê phân tích giá trị sử dụng hệ thống HPLC mẫu tái lặp Amoxicillin 69 Bảng 3.11 Kết khảo sát độ phương pháp với Norfloxacin 71 Bảng 3.12 Kết khảo sát độ phương pháp với Amoxicillin 71 Bảng 3.13 Kết phân tích độ lặp lại mẫu nước thải bệnh viện chứa kháng sinh Norfloxacin Amoxicillin trước sau xử lý vật liệu TiO2/SBA-15 82 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo Norfloxacin Hình 1.2 Công thức cấu tạo Amoxicillin 11 Hình 1.3 Hệ thống cấu tạo HPLC 22 Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống HPLC sắc đồ tách 26 Hình 1.5 Giản đồ vè tách hai pic sắc ký A B 29 Hình 1.6 Sự cân đối pic HPLC 30 Hình 3.1 Phổ hấp thụ cực đại Norfloxacin Amoxicillin 50 Hình 3.2 Sắc ký đồ hệ PD1 52 Hình 3.3 Sắc ký đồ hệ PD2 52 Hình 3.4 Sắc ký đồ hệ PD3 53 Hình 3.5 Săc ký đồ hệ PD4 53 Hình 3.6 Sắc ký đồ hệ PD5 54 Hình 3.7 Sắc ký đồ hệ PD6 54 Hình 3.8 Kết khảo sát tỷ lệ pha động 56 Hình 3.9 Sắc ký đồ thể tín hiệu chất AMOX NOR với tốc độ dòng thay đổi 58 Hình 3.10 Sắc ký đồ mẫu trắng (khơng chứa chất phân tích) 59 Hình 3.11 Sắc ký đồ mẫu trắng (chứa chất phân tích) 59 Hình 3.12 Sắc ký đồ giới hạn phát Amoxicillin Norfloxacin 61 Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc chiều cao peak vào nồng độ Norfloxacin 64 Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc chiều cao peak vào nồng độ Amoxicillin 64 Hình 3.15 Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác TiO2/SBA-15 đến hiệu xử lý Amoxicillin 73 vi Hình 3.16 Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác TiO2/SBA-15 đến hiệu xử lý Norfloxacin 74 Hình 3.17 Ảnh hưởng hàm lượng Norfloxacin đến hiệu xử lý vật liệu xúc tác TiO2/SBA-15 75 Hình 3.18 Ảnh hưởng hàm lượng Amoxicillin đến hiệu xử lý vật liệu xúc tác TiO2/SBA-15 76 Hình 3.19 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu xử lý Norfloxacin 77 Hình 3.20 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu xử lý Amoxicillin 77 Hình 3.21 Độ ổn định chất xúc tác TiO2/SBA-15 hiệu xử lý Norfloxacin Amoxicillin 78 Hình 3.22 Quy trình xử lý kháng sinh NOR AMOX mẫu thực vật liệu TiO2/SBA-15 80 Hình 3.23 Sắc ký đồ mẫu nước thải thêm chuẩn NOR AMOX (10 mg/L) trước xử lý vật liệu TiO2/SBA-15 81 Hình 3.24 Sắc ký đồ mẫu nước thải thêm chuẩn NOR AMOX sau xử lý vật liệu TiO2/SBA-15 81 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh tên khoa học AAO Kỵ khí – Thiếu khí – Hiếu khí Anerobic – Anoxic – Oxic ACN Acetonitril Acetonitrile AOAC Hiệp hội nhà hóa phân tích thống Association of Official Analytical Chemists AMOX Amoxicillin Amoxicillin BOD Lượng oxy hòa tan Biochemical Oxygen Demand C Nồng độ Concentration CIP Ciprofloxacin Ciprofloxacin COD Nhu cầu oxy hóa học Chemical Oxygen Demand CV Hệ số biến thiên Coefficient of Variation DDD Liều trung bình trì ngày với định thuốc Defined Daily Dose HCl Axit Clohydric Hydrochloric Acid Hpeak Chiều cao peak sắc kí Height H3PO4 Axit Phosphoric Phosphoric Acid HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao High Performance Liquid Chromatography viii Chữ viết tắt Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh tên khoa học IUPAC Danh pháp hóa học theo liên minh Quốc tế Hóa học túy Hóa học ứng dụng International Union of Pure and Applied Chemistry KCl Kali clorua Potassium Chloride KH2PO4 Dikali photphat Potassium Dihydrogenphosphate LOD Giới hạn phát Limit of Detection LOQ Limit of Quantitation Giới hạn định lượng mAU Milli-Absorbance units Đơn vị độ hấp thụ NaOH Natri hiđroxit Sodium hydroxide NOR Norfloxacin Norfloxacin PPCPs Dược phẩm sản phẩm chăm sóc cá nhân Pharmaceuticals and personal care products ppm Phần triệu Part per million Rs Độ phân giải Resolution R% Độ thu hồi Recovery RSD Độ lệch chuẩn tương đối Relative standard deviation SD Độ lệch chuẩn Standard Deviation T Thời gian Time ix Chữ viết tắt Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh tên khoa học Tf Hệ số kéo đuôi Tailing Factor TSS Tổng chất rắn lơ lửng Turbidity & Suspendid Solids UV Tia cực tím hay tia tử ngoại Ultraviolet UV-Vis Phổ tử ngoại khả kiến Ultraviolet-Visible V Thể tích Volume Xtb Gía trị trung bình The average value MỞ ĐẦU Trong loại dược phẩm, kháng sinh loại thuốc phổ biến sử dụng rộng rãi ngành trồng trọt, chăn nuôi gia súc, gia cầm thủy sản mà để điều trị loại bệnh nhiễm khuẩn người nhiễm khuẩn đường tiêu hóa, nhiễm khuẩn đường hơ hấp bệnh lây truyền qua đường tình dục Đó loại bệnh phổ biến người, nguyên nhân hàng đầu dẫn đến tỉ lệ mắc tử vong cao nước phát triển Việc kiểm soát loại bệnh chịu tác động bất lợi phát triển lan truyền tình trạng kháng sinh vi khuẩn dẫn đến việc sử dụng loại thuốc kháng sinh ngày gia tăng, đặc biệt sở bệnh viện Nước thải bệnh viện mối quan tâm, lo ngại sâu sắc nhà quản lý mơi trường xã hội chúng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nguy hiểm đến đời sống người Hầu hết loại kháng sinh sử dụng người thải mơi trường nhiều hình thức khác tiết, tồn đọng hàm lượng kháng sinh dụng cụ, bơng, băng y tế… điều góp phần không nhỏ vào tồn dư nước thải Các thuốc điều trị bệnh sau có tác dụng thể tiết khỏi thể qua phân nước tiểu dạng hỗn hợp chất chưa bị chuyển hóa Trong mơi trường tự nhiên, chúng bị phân hủy sinh học, bị khống hóa, hấp phụ vào bùn tồn nước thải cuối vào nguồn nước tiếp nhận Mặt khác, thị trường có số loại thuốc kháng sinh bền, khó phân hủy nên tồn dư, có mặt lâu dài môi trường nước ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật vấn đề khác Vì vậy, việc kiểm soát tồn dư kháng sinh nước thải sở bệnh viện hoàn toàn thiết yếu Việt Nam nói riêng tồn cầu nói chung Norfloxacin Amoxicillin hai loại kháng sinh sử dụng phổ biến Việt Nam Norfloxacin thuộc nhóm kháng sinh Fluoroquinolone, có tác dụng chủ yếu điều trị bệnh nhiễm trùng đường tiết niệu viêm tuyến tiền liệt Ở dạng dung dịch tra mắt, Norfloxacin dùng điều trị viêm ... 1.5.2 Ứng dụng TiO2/ SBA- 15 xử lý môi trường Th.S Bùi Thị Mai Lâm nghiên cứu tổng hợp TiO2/ SBA- 15 theo phương pháp trực tiếp ứng dụng xử lý hợp chất hữu ô nhiễm nước thải vật liệu xúc tác quang TiO2/ SBA- 15. .. nước thải bệnh viện’’ với mục tiêu: - Đưa quy trình phân tích Norfloxacin Amoxicillin HPLC; - Trên sở kết phân tích thu được, đánh giá hiệu xử lý Norfloxacin Amoxicillin vật liệu TiO2/ SBA- 15 Bố... Ảnh hưởng hàm lượng Norfloxacin đến hiệu xử lý vật liệu xúc tác TiO2/ SBA- 15 75 Hình 3.18 Ảnh hưởng hàm lượng Amoxicillin đến hiệu xử lý vật liệu xúc tác TiO2/ SBA- 15 76 Hình