Tóm tắt: Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy

Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh trên giấy.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Hoàng Anh Đức NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, XÁC ĐỊNH TUỔI MỰC BÚT BI XANH TRÊN GIẤY Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 9440112.03 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC HÀ NỘI - 2023 Cơng trình hồn thành tại: Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội, Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Từ Bình Minh PGS.TS Hoàng Mạnh Hùng Phản biện: GS.TS Nguyễn Văn Khôi Phản biện: GS.TS Nguyễn Thị Huệ Phản biện: PGS.TS Trần Thu Hương Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp ĐHQG chấm luận án tiến sĩ họp tại: Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN vào hồi phút, ngày tháng năm 2023 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thư viện Tri thức số, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Chữ viết – đặc điểm đặc trưng loài người đời từ đầu thời kỳ đồ đồng (khoảng cuối thiên niên kỷ thứ trước cơng ngun 4000 BC) Khởi nguồn từ hình vẽ biểu tượng tiền ký tự thời kỳ đồ đá mới, chữ viết dạng ban đầu khắc đá, đất sét, ghi đồng, mu rùa hay thẻ xương động vật Đến khoảng năm 3200 BC, người phát minh mực, kèm với dụng cụ viết vật liệu để ghi chép lại lịch sử [32] Mực định nghĩa chất dạng lỏng, bột nhão rắn có chứa chất nhuộm màu chất phụ gia Loại mực ghi chép lại lịch sử xuất Trung Quốc Ai Cập vào khoảng năm 2500-3200 BC, làm từ muội than trộn lẫn nghiền kỹ với hồ, cao su tự nhiên, lòng trắng trứng gelatin từ da xạ hương tiết từ động vật (tiền thân mực Tàu ngày nay) [72,77] Đến khoảng kỷ thứ sau công nguyên, loại mực phổ biến đời cách trộn muối sắt (II) sulfate với tannin chiết xuất từ mụn sồi (oak gallnut) chất cô đặc khác – lấy tên mực sắtgallotannate, có ưu điểm trội độ bền cao, không bị loang ướt dễ sản xuất, thơng dụng từ kỷ thứ đến kỷ thứ 19 Đến đầu kỷ 20, Laszlo Biro - nhà biên tập báo người HungaryArgentina với trợ giúp anh trai - nhà hóa học Gyorgy Biro phát triển thành công công thức mực nhớt, kết hợp với cấu bi ổ xoay đầu bút Cơ cấu hoạt động giúp cho mực ống bút khơng bị khơ dịng chảy mực ổn định Bằng sáng chế ông cấp Anh năm 1938 Argentina năm 1943 Mực bút bi gốc dầu ban đầu phát triển đa dạng hóa thành loại mực đặc thù mực gốc nước, mực hybrid khô nhanh cho người thuận tay trái, mực viết chân không nước (độ nhớt cao, chứa ống mực tăng áp), mực tẩy (làm từ xi măng cao su đặc, phải dùng ống mực tăng áp để đẩy mực ra, tẩy thời gian ngắn sau viết) Từ đến nay, bút bi nhanh chóng trở thành loại bút sử dụng phổ biến giới Năm 2005, công ty bút bi Bic đánh dấu mốc bán 100 tỉ bút bi tính từ ngày thành lập công ty năm 1950 [49] Trong luận án thuật ngữ “bút bi” dùng để bút bi truyền thống (tức bút ballpoint sử dụng mực gốc dầu/glycol – khác với bút rollerball sử dụng mực gốc nước) Mực viết dùng loại bút gọi tắt mực nghiên cứu này, để phân biệt với mực in mực dấu Thời gian viết mực văn vấn đề quan tâm nhiều lĩnh vực sử học, khảo cổ khoa học hình Đối với khoa học hình sự, tuổi mực tiêu chí then chốt tin cậy để xác định thời gian viết tài liệu Trong nhiều tranh chấp liên quan đến tính pháp lý loại giấy tờ di chúc, cấp, hợp đồng kinh tế, hóa đơn, biên nhận hay giấy chuyển nhượng, vấn đề thường xuyên đặt với tài liệu nghi làm giả là: “tài liệu có viết vào thời gian ghi giấy hay không?”, “phần chữ viết/chữ ký có viết thời gian với nội dung lại tài liệu hay không?” Trong hầu hết trường hợp giấy tờ bị làm giả, khơng có khả xác định thời gian viết văn phương pháp phân tích truyền thống Các câu hỏi đặt nhu cầu xác định thời gian viết mực văn nghi vấn, vấn đề vấn đề hóc búa với khoa học hình giới nói chung vấn đề hồn tồn Việt Nam nói riêng Hiện lĩnh vực xác định tuổi mực giới có số nước có trình độ khoa học phát triển Hoa Kỳ, Đức, Anh, Tây Ban Nha, Brazil, Trung Quốc, Việt Nam chưa có cơng trình nghiên cứu khoa học xác định tuổi mực để làm sở xây dựng quy trình thường nhật có độ tin cậy cao áp dụng lĩnh vực khoa học hình sự, đề tài luận án Tiến sĩ “Nghiên cứu, phát triển phương pháp phân tích, xác định tuổi mực bút bi xanh giấy” đề xuất với mục tiêu: nghiên cứu, phát triển hoàn thiện bước xác định tuổi mực bút bi xanh để áp dụng cho việc thực tế Việt Nam Để đạt mục tiêu trên, luận án cần thực nội dung nghiên cứu sau: Thực nghiệm chọn điều kiện xây dựng quy trình phù hợp cho phân loại, phân biệt sơ mực bút bi xanh phương pháp hòa tan – khuếch tán HPTLC Xây dựng phương pháp HPTLC GC-MS cho xác định tuổi mực tương đối Xây dựng phương pháp quang phổ tán xạ Raman UPLCQTOF-MS cho xác định tuổi mực tuyệt đối Xây dựng sơ đồ bước xác định tuổi mực bút bi xanh đánh giá hiệu ứng dụng quy trình cho việc thực tế giải ❖ Điểm mặt khoa học ý nghĩa thực tiễn luận án ✓ Điểm luận án - Phát triển thành công hệ dung môi triển khai HPTLC tối ưu cho phân tích mực bút bi xanh với lực phân biệt cao, độ phân giải tốt thời gian triển khai ngắn, từ ứng dụng phương pháp HPTLC vào xác định tuổi mực tương đối - Kiểm chứng ứng dụng thực tế thành công phương pháp quang phổ tán xạ Raman, UPLC-QTOF-MS cho xác định tuổi mực tuyệt sai số thời gian tương đương với kết nghiên cứu giới (từ 1-6 tháng) ✓ Ý nghĩa thực tiễn luận án Đề xuất sơ đồ bước xác định tuổi mực phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam, quy trình ứng dụng có hiệu để đáp ứng số việc liên quan đến tuổi mực Việt Nam năm từ 2018-2022 ❖ Bố cục luận án: Luận án gồm 109 trang với 57 hình 36 bảng, đó: Lời mở đầu trang, Tổng quan 34 trang, Thực nghiệm 20 trang, Kết thảo luận 50 trang, Kết luận trang Luận án sử dụng 99 tài liệu tham khảo Chương TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm tổng quan xác định tuổi mực Xác định tuổi mực (GĐTM) thuật ngữ chun mơn khoa học hình miêu tả trình xác định thời gian tồn loại mực cần phân tích vật liệu – coi phương pháp có độ tin cậy cao việc xác định tuổi tài liệu Xác định tuổi mực chia làm hai nhóm – tương đối tuyệt đối Tuổi mực tương đối khái niệm dùng cần xác định hai đoạn nội dung văn (hoặc viết loại mực hai văn khác nhau) có viết thời gian hay đoạn viết trước Tuổi mực tuyệt đối khái niệm thời gian viết cụ thể theo ngày tháng tài liệu cần phân tích 1.2 Hiện trạng xác định tuổi mực Xác định tuổi mực khoa học hình giới nhắc đến lần vào năm 1920, phải đến cuối năm 1980 có nghiên cứu tuổi mực bút bi Trong thời kỳ đầu nghiên cứu tuổi mực bút bi chủ yếu dựa vào thời gian phát minh loại mực bút bi Bước tiến lịch sử xác định tuổi mực “nhãn hóa học” (chemical tags) - chất hóa học đặc trưng cho năm sản xuất khác nhà sản xuất thêm vào mẻ mực, khởi xướng Richard Brunelle Antonio Cantu năm 1975 Cục quản lý Rượu, Thuốc Vũ Khí Hoa Kỳ Các nhãn hóa học phổ biến sử dụng mẻ mực phức chất nguyên tố đất chất làm trắng quang học Sau thời kỳ này, Richard Brunelle đồng tác giả hai sách năm 1984 năm 2003 tuổi mực, tạo tảng sở cho nhiều nghiên cứu xác định tuổi mực sau Tòa án Hoa Kỳ bắt đầu chấp nhận kết xác định tuổi mực chứng pháp lý xét xử từ năm 1980, sau nhiều tranh luận nhằm chứng minh giá trị khoa học giá trị pháp lý tuổi mực chứng khoa học trước tòa Ở Việt Nam, nghiên cứu mực xuất năm 1995 đề tài khoa học cấp nhà nước, dựa kết nghiên cứu VKHHS lần tiến hành xác định tuổi mực theo yêu cầu Tòa án nhân dân tỉnh Quảng Nam - Đà Nẵng năm Năm 2011, Trung tâm tư vấn, giám định dân đời tiên phong nghiên cứu xác định tuổi mực với số báo khoa học báo cáo hội nghị nước, thiếu nghiên cứu khoa học bút bi tuổi mực nói chung 1.3 Tổng quan mực bút bi xanh Mực bút bi xanh (BBX) loại huyền phù dạng hồ nhão, khoảng 25% chất tạo màu, 50% dung môi, 25% nhựa (resin) khoảng 1% chất phụ gia khác chất bôi trơn, chất diệt khuẩn, chất hoạt động bề mặt, chất điều chỉnh pH Khi viết lên giấy, xảy q trình chính: dung môi bay thấm vào giấy, phẩm màu phân hủy resin polyme hóa; phương pháp xác định tuổi mực xoay quanh trình 1.4 Tổng quan phương pháp nhận dạng, phân loại xác định tuổi mực bút bi Ngoài đặc trưng nhận dạng cảm quan phương pháp quang học thơng thường, mực bút bi cịn nhận dạng thiết bị so sánh phổ hình ảnh VSC, IR, TLC Sau mực bút bi phân loại phân biệt phương pháp phá hủy mẫu hòa tan – khuếch tán, HPTLC, CE, ESI-MS, LDI-MS, UV-Vis, Orbitrap-MS phương pháp không phá hủy mẫu TOF-SIMS, FTIR, XRF, PS-MS, Raman, LIBS, DSA-MS, IRMS, thiết bị so sánh phổ hình ảnh VSC ảnh kỹ thuật số chụp iPhone Dung mơi cịn lại mực (đối tượng nghiên cứu chủ yếu 2-PE) định lượng nhằm xác định mối tương quan với thời gian viết chủ yếu GC-MS với kỹ thuật chiết tách khác Phẩm màu đối tượng phần lớn nghiên cứu tuổi mực, tím tinh thể (CV) phẩm màu phổ biến mực bút bi, phương pháp chiết tách sử dụng kết hợp với MS/chemometrics bao gồm HPLC-DAD, UVVis, CZE/MEKC quang phổ Raman Quá trình resin polyme hóa đánh giá qua tỷ lệ chiết phẩm màu thời kỳ đầu, năm 2021 có đề tài nghiên cứu sâu vào chất hóa học chúng Chương THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất, dụng cụ thiết bị - Chất chuẩn: hóa chất dung mơi thí nghiệm hãng Merck, SigmaAldrich, BDH, Kanto Chemical Dr.Ehrenstorfer Chất màu dung môi chuẩn: 2-PE: 99,8 %; Crystal violet (CV): 92,2 %; basic red (pararosaniline): 77,9 %; Acid blue 1: 69,0%; Victoria blue: 73,0 %, basic violet (MV, pentamethyl pararosaniline): 47,5 % - Dụng cụ: mỏng silicagel 60 F254 Merck, mao quản 20 µl Brauband intraMark, dụng cụ phịng thí nghiệm (ống đong, micropipet, bình định mức), vial sắc ký, đầu lọc PTFE 0,2 µm, insert sắc ký 350 µl - Thiết bị: hệ máy HPTLC CAMAG IV với phần mềm WinCATS; hệ máy GC-MS Agilent 7896B; thiết bị quang phổ Raman: inVia Renishaw với bước sóng 633 nm, LabRAM HR800 HORIBA với bước sóng laser 633 nm, LabRAM HR Evolution HORIBA với bước sóng 532 nm 785 nm, Nicolet 6700 NXT FT-Raman module Thermo Finnigan (hồng ngoại Raman) với bước sóng 1064 nm (nay hỏng); hệ máy UPLC-QTOF-MS hãng AB Sciex Canada gồm: UPLC Exion Sciex ghép nối QTOF-MS AB Sciex 500 phần mềm SCIEX OS 2.2 Đối tượng nghiên cứu 79 loại BBX nội ngoại mua cửa hàng văn phòng phẩm địa bàn Hà Nội, viết từ 2014 đến Ngồi cịn có mẫu mực BBX lưu trữ từ năm 1997 mẫu thực quan gửi đến 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp hòa tan – khuếch tán Phương pháp hòa tan - khuếch tán xác định khác biệt độ tan mực dung môi hay khả chiết tách mực khỏi giấy để so sánh thành phần mực ước lượng tuổi mực tương đối mẫu cần phân tích so với hai nhiều mẫu so sánh (MSS) loại biết thời điểm viết Phương pháp trọng xác định khả hòa tan - khuếch tán màu dung dịch, màu độ bền phẩm màu mực dung dịch, tốc độ giới hạn màu dung dịch, độ bám dính mực vào giấy đơn vị thời gian hòa tan dung môi phù hợp 2.3.2 Phân loại, phân biệt loại mực bút bi HPTLC Các bước phân tích mực HPTLC bao gồm chuẩn bị mỏng silicagel hãng Merck, hoạt hóa 70-80 C0 14 phút, bình triển khai bão hịa với dung mơi triển khai 30 phút Đục chiết 1520 đục giấy có chứa mực 15-20 µl hỗn hợp dung môi chiết, dùng mao quản hút hết hỗn hợp chiết chấm lên mỏng, sấy nhẹ, đặt mỏng vào bình bão hịa hệ dung mơi triển khai Tiêu chí đánh giá thành phần mực mỏng: số lượng vết màu (trong ánh sáng thường UV), màu sắc vết màu, tỷ lệ cường độ màu vết tương ứng, giá trị Rf vết, mật độ quang 2.3.3 Xác định tuổi mực tương đối HPTLC Khi lấy lượng mực bút, viết loại giấy khác thời gian viết, sau chiết khoảng thời gian ngắn t thu lượng mực nhiều từ mẫu mực so với mẫu mực cũ Nếu chấm dung dịch chiết tương ứng lên mỏng HPTLC, cường độ màu vết phẩm màu ánh sáng thường mẫu mạnh mẫu cũ Bên cạnh phẩm màu CV theo thời gian viết lâu lượng sản phẩm phân hủy nhiều, dẫn đến cường độ màu vết CV mỏng giảm màu vết phụ tăng lên Rf vết màu tương ứng có thay đổi theo thời gian, với thời gian viết khác không đáng kể với số hệ dung mơi triển khai có độ phân giải khơng cao biến thiên Rf nhỏ phạm vi sai số phép đo 2.3.4 Xác định tuổi mực tương đối GC-MS Luận án nghiên cứu thí điểm theo phương pháp Aginsky 1994 xác định dung môi mực, với mục đích tham khảo kiểm chứng phương pháp qua việc thực tế để đánh giá phương pháp cho mục đích hỗ trợ cho việc xác định tuổi mực viết trước năm Quy trình thực nghiệm: giấy chứa mực so sánh cắt 25cm x mm, cắt nhỏ cho vào ống nghiệm, chiết dung môi chiết yếu CCl4 dung môi chiết mạnh CHCl3, lượng dung môi 2-PE chiết được đo diện tích peak MS, chia tỷ lệ P=Mw/(Mw+Ms) lập đồ thị biến thiên theo thời gian kiểm tra với mẫu cần phân tích 2.3.5 Xác định tuổi mực tuyệt đối quang phổ tán xạ Raman Phổ Raman đo trực tiếp giấy chứa mực cần phân tích Nguồn laser kích thích có bước sóng 532 nm, 633 nm, 785 nm 1064 nm Công suất laser thử nghiệm từ nhỏ đến lớn để tránh làm cháy mẫu Phổ Raman thô trừ giấy, kẻ đường lần làm trơn lần trước đưa vào phân tích Phương pháp có độ lặp lại tái lập tốt, có sai số RSD% 0,87 % 1,41 % Đồ thị phụ thuộc dạng đường cong suy biến theo thời gian CV mực bút bi đưa Gorshkova cộng năm 2016 khảo sát tỉ lệ cường độ peak số sóng 729 cm-1 - thể dao động liên kết (C-N) bền phía ngồi phân tử, peak số sóng 1587 cm-1 - thể dao động liên kết (C-C)vịng bền phía nhân phân tử phẩm màu CV Đồ thị khảo sát với mực bút bi xanh Việt Nam để kiểm chứng xác định khả ứng dụng thực tế 2.3.6 Xác định tuổi mực tuyệt đối UPLC-QTOF-MS Các bước xác định tuổi mực UPLC-QTOF-MS: •Bước 1: Đục đục mẫu so sánh mẫu cần phân tích dụng cụ đục đường kính 0,9 mm, chiết ống nghiệm methanol, lọc qua đầu lọc syringe PTFE 0,2µm đưa vào vial sắc ký kích cỡ 1,5 ml •Bước 2: Đưa vial vào chạy phân tích UPLC-QTOF-MS Trường hợp mực cần phân tích khơng chứa CV chuyển sang sử dụng phương pháp khác (chạy thử mẫu mực cần phân tích trước để khẳng định có CV hay khơng) •Bước 3: Cường độ peak đại diện cho CV, MV TP đo đạc, chia tỉ lệ CV/(CV+MV+TP) •Bước 4: Khảo sát biến thiên theo thời gian viết tỉ lệ CV/(CV+MV+TP) mẫu cần phân tích mẫu so sánh, từ đưa kết luận tuổi mực sai số cho phép dựa mẫu so sánh có 3.1.1.4 Khả định hướng thời gian viết qua trình HT-KT Thực nghiệm cho thấy mực viết cách 1-2 tháng khó nhận biết khác biệt q trình hịa tan – khuếch tán – thoái biến (Bảng 3.1) Tuy mực viết cách từ tháng trở lên nhận biết khác biệt màu hòa tan dung môi gốc cồn, khác biệt rõ ràng viết cách năm trở lên Ví dụ bảng 3.1: mẫu cần phân tích A1.9 việc thực tế so sánh với MSS viết năm từ 2014 đến 2017 Mẫu so sánh cho thấy có q trình hịa tan – khuếch tán tương tự mẫu so sánh viết năm 2016, khác với mẫu so sánh lại năm 2014, 2015 2017 Từ định hướng sơ mẫu A1.9 có khả cao viết thời gian gần với năm 2016 Bảng 3.1 Mực BBX thay đổi sau 3, 15 phút hòa tan với dung môi gốc cồn 4/6/ 21/8/ 20/10/ 14 14 14 29/12/ A1.9 14 28/1/ 25/5/ 25/5/ 3/2/ 15 15 16 17 phút phút 15 phút Bảng 3.2 cho thấy thay đổi màu dung dịch khả màu mực bám vào giấy với mực BBX có thành phần màu chủ đạo phẩm màu nhóm triarylmethan 10 Bảng 3.2 Phản ứng hịa tan - khuếch tán số BBX Việt Nam viết tháng 02/2017 tháng 05/2017 STT Ký hiệu BBX3 BBX4 BBX8 BBX5 BBX7 Brand & Model Màu dung dịch sau phút 02/17 05/17 Nhân giấy 02/17 05/17 Bến Nghé BT-5 Bến Nghé D-24 Bến Nghé B-30 Raddar Thiên Long TL-027 Thiên Long BBX12 BBX25 G-Star 03A BBX16 TL-079 Buttergel Bảng 3.3 điều kiện thực nghiệm bảng 3.2 với BBX nhập ngoại có chứa phức phthalocyanin đồng muối tan phức này, khó khơng bị hịa tan nhiều loại dung mơi so với mực chứa phẩm màu CV giải thích 11 Bảng 3.3 Màu dung dịch nhân màu giấy số BBX nhập ngoại viết tháng 02 tháng 05/2017 STT Ký hiệu Brand & Model BBX10 Stabilo BBX9 Luxor BBX11 Luxor BBX18 LINC BBX20 Màu dung dịch sau phút Màu nhân giấy 02/17 02/17 05/17 05/17 CELLO Unic Thực nghiệm mẫu BBX17 viết cách xấp xỉ năm cho thấy mực viết cũ nhân hòa tan dung mơi khó (Hình 3.6), ngồi BBX18 có nhân màu xanh khơng bị thối biến màu cịn lại rõ nét sau dung mơi khơ, khả cao chất màu có chứa phthalocyanin đồng (Hình 3.7) Hình 3.6 BBX17 viết tháng Hình 3.7 BBX18 thành phần mực 06/2014, 05/2015 06/2016 chứa phthalocyanin đồng phẩm màu triarylmethan - mực viết dễ hịa tan vào dung mơi để lại màu giấy 12 ❖ Sơ kết luận phản ứng HT-KT: phương pháp định hướng mẫu cần phân tích để chọn loại mẫu so sánh có thành phần mực tương tự xác định sơ khoảng thời gian viết gần hay cách xa thời gian đề tài liệu cần phân tích Phương pháp có ưu điểm cần lượng mẫu nhỏ, thao tác đơn giản thu hẹp số lượng mẫu so sánh loại mực năm viết tương tự Tuy nhiều hạn chế phương pháp định tính cần thư viện mực với nhiều loại mực so sánh 3.1.2 Xây dựng phương pháp HPTLC để phân loại mực bút bi xanh 3.1.2.1 Nghiên cứu điều kiện tối ưu phân loại, phân biệt mực bút bi xanh HPTLC • Khảo sát giới hạn phát giới hạn định lượng phẩm màu LOD mực TL-025 ≈ đục LOQ ≈ 15 đục (xấp xỉ HPTLC phương pháp bán định lượng) • Nghiên cứu phát triển hệ dung mơi triển khai cho mực bút bi xanh: Luận án sử dụng thành phần dung mơi có sẵn hệ dung môi công bố, thêm dung môi có độ phân cực khác dựa theo khả trộn lẫn chúng theo lược đồ tối ưu hóa hệ dung mơi động CAMAG - “Schematic for optimization of mobile phase guidelines” Qua nhiều thí nghiệm với tỉ lệ khác rút chọn thành phần tương tự hệ D với tỉ lệ cố định 14/5/4 thêm butanol/isopropanol thể tích cho độ phân giải tốt (Hình 3.8) Thực nghiệm với tỷ lệ butanol/isopropanol thêm ethyl acetat hệ cho thấy hệ D* có tỷ lệ ethyl acetat/butanol/isopropanol/ethanol/H 2O tỷ lệ 14/2/2/5/4 v/v hệ dung môi tối ưu (so với hệ Do, D1, D2 – Hình 3.9), với vết tách biệt, không chồng lấn cường độ màu rõ rệt hệ cịn lại, D* chọn hệ dung mơi tối ưu cho phân tích mực bút bi Trên nguyên 13 lý đề tài chọn tỷ lệ thành phần dung mơi thích hợp để phát triển hệ dung môi thứ hai H7 Ưu nhược điểm hệ phát triển hệ truyền thống (A, B, C, D) so sánh với hệ D* bảng 3.5 Bảng 3.5 Ưu/nhược điểm hệ triển khai HPTLC cho phân tích mực BBX Ưu điểm Tên hệ Hệ A Nhược điểm Vệt kéo dài, chồng lấn, khó đo Rf Tách vệt xác, triển khai chậm 120 phút Hệ B Tách - vệt, vệt sắc nét Vệt gần nhau, Rf khó so sánh, triển khai chậm 120 phút Hệ C Tách khá, vệt cách xa nhau, Rf Thời gian triển khai chậm 90 phút khác biệt rõ rệt Hệ D Tách tốt – vệt, vệt rõ nét Vệt lên cao độ phân giải Hệ D* Tách tốt 5-8 vệt, vệt sắc nét không Rf sai khác nhỏ, cần kết hợp phương kéo dài, thời gian triển khai nhanh pháp khác để nhận định tuổi mực 60 phút Hì Hình 3.9 Triển khai mực bút bi xanh TL-025 hệ A, B D nh 3.10 Triển khai mực bút bi xanh TL025 hệ D0, D*, D1, D2 14 • Lựa chọn dung mơi chiết: Do độc tính hầu hết dung môi chiết mẫu sử dụng nghiên cứu TLC công bố pyridine, chloroform, methanol, CCl4, acetonitril không phù hợp với môi trường phịng thí nghiệm nhỏ, nghiên cứu sử dụng dung mơi chiết an tồn hỗn hợp ethanol/H2O/aceton (10/10/2 v/v) có hiệu chiết tương đương methanol 3.1.2.2 Đánh giá phương pháp HPTLC Phương pháp HPTLC: bút model có độ đồng cao với Rf có RSD% ≤ 1,3%, xác định LOD, LOQ phương pháp, độ lặp lại độ tái lập cao với Rf có RSD% ≤ 2,5% ≤ 4,5% 3.1.2.3 Ứng dụng phân biệt mực bút bi xanh HPTLC 10 loại bút bi hãng Thiên Long Bến Nghé (TL-08, Bmaster B-01, TL-025, TL-027, TL-032, TL-036, TL-049, TL-079, D-24, B-30) phân biệt phương pháp HPTLC hệ A, B D* Khái niệm sử dụng để đánh giá khả phân biệt gọi Lực phân biệt (Discriminating Power – DP), định nghĩa tỉ lệ số cặp bút phân biệt tổng số cặp bút so sánh Số cặp bút so sánh từ n bút cho trước: Số cặp bút so sánh = n(n – 1)/2 [Phương trình 3.1] Số cặp bút so sánh từ 10 bút Thiên Long Bến Nghé: 10 x (10-1) / 2= 45 Kết phân biệt: 45 cặp so sánh có cặp khơng phân biệt hệ D*: (Bmaster B-01, TL-025), (Bmaster B-01, TL-027), (TL025, TL-027), (D-24, B-30) Lực phân biệt sử dụng hệ D*: DP1 = (45-4)/45 = 41/45 = 91,1% Kết hợp kết triển khai hệ D* với hai hệ dung môi truyền thống A B, kết phân biệt nâng lực phân biệt lên: DP2 = (45-1)/45 = 44/45 = 97,8% 15 3.2 Xác định tuổi mực tương đối 3.2.1 Phương pháp HPTLC đánh giá tỷ lệ sản phẩm phân hủy CV 3.2.1.1 Xác định tuổi mực tương đối mật độ quang vết màu mỏng: Thực nghiệm với mực bút bi TL-036 cho thấy mẫu loại mực viết cách thời gian từ tháng trở lên thấy khác biệt phổ mật độ quang quét densitometer (Hình 3.18) Hình 3.18 Phổ mật độ quang thành phần mực mỏng TLC  Chú thích: Thời gian viết mẫu theo thứ tự từ → 7: 05/2017, 07/2018, 10/2018, 01/2019, 04/2019, 07/2019, 10/2019 (tương ứng với tuổi mực 29, 15, 12, 9, 7, tháng tuổi – thời điểm đo ngày 23/10/2019)  Nhận xét phổ mật độ quang: Các vết màu chủ đạo thể dạng peak mật độ quang Theo thời gian viết dần, mật độ quang vết màu mực tăng lên rõ rệt, Rf vết màu có xu hướng giảm (với biên độ biến thiên nhỏ) → mở tiềm ứng dụng chemometrics để xác định tuổi mực tuyệt đối có số lượng lớn mẫu so sánh 16 3.2.1.2 Thử nghiệm xác định tuổi mực tương hệ số lưu Rf: Thực nghiệm triển khai hệ D* với mực TL-036 với thời gian viết khác mẫu Unknown TL-036, kết so sánh cho kết luận mẫu Unknown (cột số 8) có khả viết khoảng tháng từ tháng 4/2019 (cột 6) đến tháng 7/2019 (cột 7) Mẫu kiểm chứng Unknown viết thực tế tháng 07/2019 Tiếp tục thực triển khai hệ A với mẫu để kiểm chứng mẫu Unknown cho kết mẫu Unknown viết khoảng từ tháng 04 đến tháng 07 năm 2019 (Bảng 3.11 Bảng 3.12) Bảng 3.11 Giá trị Rf hệ D* vết màu mực BBX TL-036 Thời gian viết (tuổi mực) STT 05/ 07/ 10/ 01/ 04 07/ 10/ Unknown 2017 2018 2018 2019 /2019 2019 2019 0,543 0,539 0,540 0,549 0,539 0,538 0,537 0,547 0,576 0,583 0,575 0,583 0,583 0,574 0,574 0,576 0,601 0,606 0,604 0,617 0,610 0,604 0,603 0,605 0,637 0,643 0,631 0,645 0,645 0,639 0,630 0,640 0,680 0,675 0,675 0,686 0,684 0,674 0,635 0,674 Bảng 3.12 Giá trị Rf hệ A vết màu mực BBX TL-036 Thời gian viết STT 05/ 07/ 10/ 01/ 04/ 07/ 10/ 2017 2018 2018 2019 2019 2019 2019 0,222 0,200 0,200 0,177 0,189 0,274 0,298 0,190 0,522 0,522 0,524 0,424 0,455 0,522 0,524 - 0,578 0,580 0,581 0,564 0,574 0,582 0,589 0,580 17 Unknown Kết triển khai hệ cho kết luận đồng tuổi mực tương sai số tháng, sai khác Rf theo thời gian nhỏ nên cần kết hợp kết hệ dung môi triển khai khác để kết luận thời gian viết mực Ngồi cần kết hợp thêm phương pháp hố lý khác đại để khẳng định GC-MS, HPLC-MS để kiểm chứng lại 3.2.2 Phương pháp GC-MS xác định lượng dung mơi 2-PE cịn lại mực 3.2.2.1 Khảo sát giới hạn phát giới hạn định lượng 2-PE: LOD phương pháp ≈ cm giấy LOQ ≈ 5cm giấy (ước lượng tương đối chưa tính đến yếu tố độ rộng độ đậm nhạt nét mực) 3.2.2.2 Xác định lượng dung môi 2-PE chiết qua lần chiết liên tiếp Các phương pháp xác định tuổi mực định lượng dung mơi có nhược điểm rõ rệt giới hạn tuổi mực xác định ngắn không phù hợp với đa số việc thực tế Việt Nam (dưới năm tuổi, trừ vài báo cáo cho kết khả quan đến năm tuổi), nghiên cứu thực thí điểm theo phương pháp Aginsky cộng báo cáo năm 1994 với mục đích tham khảo kiểm chứng độ tin cậy phương pháp Các mẫu BBX TL-025 từ 1-12 tháng tuổi chiết dung môi chiết yếu mạnh, lượng 2-PE chiết được thể diện tích peak GC-MS, tính tỷ lệ P= Mw/(Ms+Mw) (M: diện tích peak) lập thành đồ thị Đồ thị thu có dạng logarit tương tự báo cáo Aginsky 1994 Stewart 1985 kết có độ lệch đáng kể so với với ước lượng đồ thị, phương pháp có độ tin cậy không cao Kiểm chứng đồ thị biến thiên với mẫu Unknown (TL025 viết tháng 10/2020 - tháng tuổi) cho ước lượng tuổi mực Unknown xấp xỉ 1,6 tháng - độ lệch 1,4 18